唐晨貯,漆昭安
廣東省大寶山礦為一銅、鉛、鋅、硫、鐵為主金屬以及其伴生元素和附生、分散元素的上下分帶明顯的大型多金屬礦床。上部為風化淋濾型鐵礦床,中部為層狀菱鐵礦床,下部為多金屬硫化礦床。由于硫精礦產(chǎn)品品級對鉛、鋅元素含量有要求,從而對銅硫原礦中的鉛、鋅元素含量在入選之前就要控制在一定的范圍內(nèi)。本文主要從大寶山采場銅硫礦體中鉛、鋅元素含量統(tǒng)計,分析出鉛、鋅元素在采場內(nèi)的分布特征,并提出采場銅硫礦體中鉛、鋅元素化驗的必要性;其次,以大寶山銅硫礦床為例,介紹了礦區(qū)最低平均品位塊段、最低工業(yè)品位和銅硫礦床邊界品位等工業(yè)指標的制定過程,并指出隨著企業(yè)內(nèi)部條件和外部市場環(huán)境的變化,工業(yè)指標應是一個動態(tài)的標準,甚至可以修訂或優(yōu)化原有的工業(yè)指標。
廣東省大寶山銅多金屬礦區(qū)域上位于欽杭結(jié)合帶東南部華夏板塊內(nèi)浙粵陸緣造山帶的羅霄褶皺帶內(nèi),北江北東向斷裂構(gòu)造帶與大東山—貴東東西向構(gòu)造巖漿巖帶的交匯部位,處于英德盆地的北東緣。區(qū)域上出露的地層主要有泥盆系、震旦系、寒武系、二疊系、石炭系、三疊系、侏羅系和白堊系等,分布于曲仁盆地和英德盆地之中,新生界主要為內(nèi)陸山間盆地碎屑巖建造?;洷钡貐^(qū)巖漿作用十分發(fā)育,加里東期、海西期、印支期、燕山期和喜山期均有較發(fā)育的巖漿作用,其中以侏羅紀—早白堊世最為集中,巖性主要有花崗閃長巖、黑云母花崗巖、二云母花崗巖、含石榴石白云母花崗巖等。早期近東西向構(gòu)造體系(緯向構(gòu)造體系)疊加晚期北北動向構(gòu)造體系,在英德盆地中形成了雪山嶂復式背斜、翁城復式向斜和英德復式向斜。區(qū)域斷層以近東西向大東山—貴東斷裂和北東向北江斷裂最為發(fā)育,北江斷裂帶屬于吳川—四會區(qū)域性斷裂帶的一部分。
廣東省大寶山銅硫金屬礦位于大東山—貴東巖體的南側(cè),英德盆地的北東緣。礦區(qū)及周邊所見基底地層為寒武系八村群高灘組淺變質(zhì)砂巖、粉砂巖、含石英粉砂絹云母頁巖等。沉積蓋層為中下泥盆統(tǒng)桂頭組(D1-2gt),統(tǒng)桂頭組底部不整合于前泥盆系黑色粉砂巖之上。中泥盆統(tǒng)東崗嶺組(D2d)主要分布于大寶山向斜的核部,下段(D2da)為深灰-灰色中-厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r為主,局部含泥質(zhì)增多為鈣質(zhì)頁巖,有時泥質(zhì)減少而為微?;?guī)r,上段(D2db)為粉砂質(zhì)頁巖、紋層狀灰?guī)r。下侏羅統(tǒng)金雞組(J1j)主要出露于礦區(qū)西部,為細-中粒石英砂巖,長石石英砂巖,其中夾絹云母化千枚狀頁巖。
大寶山銅硫礦床為一連續(xù)而完整的扁平狀礦帶,由于各礦種在成因上的聯(lián)系,造成其產(chǎn)狀基本與圍巖巖層一致,呈穩(wěn)定平緩狀,總趨勢略傾向東。在這一完整的礦化帶中,由于銅硫礦體礦化不均勻,經(jīng)工業(yè)指標圈定后劃分成大小不一的多個單礦體。
大寶山銅硫礦區(qū)范圍內(nèi)的礦體主要賦存于東崗嶺組灰?guī)r。礦體沿走向南北貫穿全區(qū),沿傾向(東西向)寬度一般也達400m ~500m(水平距離),最寬為27 線為630m。厚度多在100m ~150m 間,最厚為27 線達210m,礦化帶的產(chǎn)狀與地層一致。同時礦體分枝復合現(xiàn)象屢見不鮮,此種礦化上的均勻程度又常與礦石類型有關(guān):如北部黃鐵礦型礦石組成的礦體規(guī)模大而均勻程度較低,中部磁黃鐵礦型礦石組成的礦體規(guī)模大且穩(wěn)定。其主體呈南北狹長的工業(yè)礦帶,各礦體在平面投影中多呈北北東-北北西之狹長帶狀,在切面上常為平行巖層之層狀或扁豆狀礦體。但是各主礦體,常受構(gòu)造的影響使厚度及形狀產(chǎn)生不規(guī)則變化。沿延伸方向上是近于水平或微向北傾,但有顯著的波浪狀的起伏,變化幅度一般30m ~50m,沿傾斜方向多以低角度傾向北東,傾角20°左右,局部受褶皺斷裂影響而相應變化,甚至傾向相反。在向斜軸部則近水平。礦體向北傾伏,總的傾向為北東東。礦體在規(guī)模上是北部大,南部小,各小礦體在空間上大多上下重疊于大礦體上下或散布于兩端。
銅硫礦石在31 線往北大部分為黃鐵礦型礦石,在31 線往南多數(shù)為磁黃鐵礦型礦石。氧化礦多見在東崗嶺下亞組與上亞組的交界處,在372 線、352 線、312 ~272 線可見,其銅品位較高,個別可到5%左右。
任何礦物中都存在有益有害的一面,當主產(chǎn)品為硫精礦時,鉛、鋅為有害元素,影響著硫精礦的品級,因此,從配礦源頭要控制鉛、鋅元素的含量是降低鉛、鋅含量的有效手段。大寶山銅硫礦體中伴生鉛、鋅元素,而鉛、鋅元素對硫精礦來說是有害元素,今年和去年都出現(xiàn)過:由于硫精礦中鉛、鋅元素過高,從而大大降低了硫精礦的銷售價格,降低了大寶山礦的生產(chǎn)效益。為充分了解大寶山礦各礦體及區(qū)域內(nèi)中鉛、鋅元素含量情況,通過潛孔取樣對鉛、鋅元素含量進行了化驗。由于本年度主要生產(chǎn)剝離區(qū)域在31 線以北,因此,本文對大寶山銅硫礦體31 線以北鉛、鋅元素含量情況統(tǒng)計,分析鉛、鋅元素含量分布規(guī)律。
本次工作從大寶山銅硫礦體31 線以北共采取樣品5555 個,其中礦體里取樣105 批次,3002 個樣品;圍巖中取樣88 批次,2553 個樣品??梢苑治龀鲢U、鋅元素含量有如下分布規(guī)律:
(1)鉛元素含量分布情況。礦體中鉛元素含量平均0.020%,各批次鉛元素最高含量平均0.052%;圍巖中鉛元素含量平均0.028%,各批次鉛元素最高含量平均0.051%。特別是圍巖中各批次鉛元素含量平均最高0.05%,大部分都在0.02%~0.03%之間,元素含量非常穩(wěn)定。
(2)鋅元素含量分布情況。礦體中鋅元素含量平均0.046%,各批次鋅元素最高含量平均0.31%;圍巖中鋅元素含量平均0.018%,各批次鋅元素最高含量平均0.053%。特別是圍巖中各批次鋅元素含量平均最高0.15%,大部分都在0.01%。
礦床工業(yè)指標,是指根據(jù)當前技術(shù)經(jīng)濟條件下,對礦產(chǎn)的開采技術(shù)條件和質(zhì)量等方面的綜合要求。它以大寶山礦床地質(zhì)的自然參數(shù)作為基礎,與礦產(chǎn)的開采、選冶和加工等技術(shù)水平有著非常密切的關(guān)系,同時也會受經(jīng)濟政策和資源需求程度等多種因素的制約。近年來,隨我國著采礦、選礦、冶煉技術(shù)水平的不斷提升,伴隨著開采成本的降低和國際礦產(chǎn)價格的上升,我國原有的工業(yè)指標已經(jīng)不能滿足提高企業(yè)經(jīng)濟效益以及合理利用資源的要求。結(jié)合現(xiàn)行我國礦山的礦床地質(zhì)特征、開采技術(shù)條件、礦石加工技術(shù)性能及礦產(chǎn)品價格等多種因素,以大寶山礦銅硫礦床為例,本文詳細闡述了多元素礦床組合工業(yè)指標的求取過程,為探討、制定適合大寶山多元素礦山生產(chǎn)的工業(yè)指標提供參考。
多元素共生礦床工業(yè)指標特征的研究表明,采取單一元素礦床工業(yè)指標的制定方法并不適用,必須充分考慮多種有用元素綜合回收的總價值,并以此作為各種品位指標的計算基礎。如何對多元素共生礦床工業(yè)指標進行合理的制定,是計算儲量、圈定礦體以及確定礦山規(guī)模大小的重要依據(jù),是評價礦床礦產(chǎn)資源以及準確估算的基礎和標準。工業(yè)指標直接影響著所圈定礦體的復雜程度、形態(tài)大小、礦石質(zhì)量的高低、礦床地質(zhì)特征以及成礦規(guī)律的正確認識,而且會對礦床的生產(chǎn)規(guī)模、開采范圍、采礦方法、選礦工藝、選礦回收率開采的損失與貧化率等技術(shù)參數(shù)的確定產(chǎn)生重大影響,并影響到礦山服務年限、礦山礦產(chǎn)資源回收利用程度等情況,進而影響生產(chǎn)經(jīng)營的技術(shù)經(jīng)濟效益。
大寶山礦床主要工業(yè)指標,主要由礦床邊界品位、塊段最低工業(yè)品位、礦區(qū)平均品位等指標共同確定,分別闡述如下:
(1)邊界品位。邊界品位是用以圈定礦體的單個樣品中,有用組分含量的最低標準,是劃分礦與非礦界線的最低品位。邊界品位應當?shù)偷阶阋允箟K段邊部的貧礦石最大限度地圈入計算范圍之內(nèi),而又保證與富礦石平均之后具有工業(yè)價值。
(2)塊段最低工業(yè)品位。塊段最低工業(yè)品位一般是指工業(yè)上可以利用的礦石按單個工程或塊段計算的最低平均品位。依據(jù)價值規(guī)律,從采選處理加工礦石中所提取的最終產(chǎn)品的價值等于或大于生產(chǎn)成本。按礦山的建設條件,礦石開采、加工技術(shù)條件,經(jīng)濟條件和礦山生產(chǎn)經(jīng)營經(jīng)濟平衡原則確定,并根據(jù)采礦的損失、貧化、各種金屬的選冶回收率,金屬價格和生產(chǎn)成本等,分別計算:各種單一元素的塊段最低工業(yè)品位指標、各種元素最終價值的當量折算系數(shù)。
(3)礦區(qū)最低平均品位。礦區(qū)最低平均品位是全礦區(qū)(床)工業(yè)礦石的最低總平均品位,用以衡量全礦區(qū)(床)礦石的貧富程度和整個礦床的工業(yè)價值,是衡量礦床在當前是否值得開發(fā)建設和開發(fā)后能否獲得預期經(jīng)濟效益的一項標準。最小可采厚度和夾石剔除厚度,根據(jù)目前的開采技術(shù)、礦山使用設備、開采方式及采礦方法確定。
多元素共生礦床是指在一個礦床(或礦體)中含兩種或兩種以上有用元素的礦床。根據(jù)以往工作經(jīng)驗,大寶山礦區(qū)對多元素共生礦床進行評價或確定工業(yè)指標時,一般都是以單一元素為基礎進行計算,按價格法將其他可利用的有用元素折算為基礎元素。此方法不利用指導生產(chǎn),因此在確定多元素共生礦床工業(yè)指標時不宜采用單一元素工業(yè)指標的制定方法,必須考慮各種有用元素綜合回收的總價值,制定組合工業(yè)指標,并以此進行各種品位指標的計算。否則,將會使各種有價元素的單一品位指標計算過高或下達的礦床工業(yè)指標偏高,在圈定礦體時造成資源浪費。大寶山礦多元素共生礦床工業(yè)指標制定分如下。
(1)采礦技術(shù)方案及技術(shù)指標:根據(jù)大寶山礦體賦存條件,確定礦山露天開采和汽車運輸方案。礦山規(guī)模為1 萬噸/天;礦石貧化率為5%;采礦損失率為3%。
(2)選礦工藝流程及技術(shù)指標:采用浮選工藝流程。日處理量為1 萬噸/天。產(chǎn)品方案為銅精礦以及硫精礦?;厥章剩恒~礦石中銅回收率為70%,硫回收率為70%。精礦銷售損失率為1%。
(1)單位礦石綜合生產(chǎn)成本為100元/噸。其中采礦38元/噸,選礦50元/噸,其它費用42元/噸。
(2)產(chǎn)品價格,銅精礦(純金屬)為4 萬元/噸;硫精礦(含硫35%)為350 元/噸(由于技術(shù)、市場等原因,以上數(shù)據(jù)是動態(tài)、變化的,且本文主要介紹其計算方法,因此,以上數(shù)據(jù)與實際可能偏差較大)。
本礦床銅、硫共生,均可回收利用。分別求取銅、硫礦體的工業(yè)指標及銅、硫當量組合指標。
按照其貧化率按5%計算;礦石分攤?cè)砍杀炯百M用為100元/t;銅礦體的銅回收率按70%;銅礦價格按4 萬元/t 計算;精礦損失率按1%計算可知,銅礦體單一組分銅的塊段最低工業(yè)品位≥0.49%。
按照其貧化率按5%計算;礦石分攤?cè)砍杀炯百M用為130元/t;銅礦體的硫回收率按70%;硫礦價格按350 元/t 計算;精礦損失率按1%計算可知,銅礦體單一組分硫的塊段最低工業(yè)品位≥19.7%。
銅礦體中銅、硫組合的塊段最低工業(yè)品位要求:
銅品位*95%*70%*40000*0.99+硫品位*95%*70%*350*99%≥130。銅、硫折算系數(shù):1銅=40硫;1硫=0.025銅。
銅礦體中銅、硫組合的塊段的最低工業(yè)品位要求也可表示:
(銅品位+硫品位*0.025)*95%*70%*40000*0.99 ≥130。
也即是這樣(銅品位+硫品位*0.025)≥0.49%,就高于銅礦體中銅、硫組合的塊段的最低工業(yè)品位要求了。假設硫品位為10%,則(0.24%+10%*0.025)=0.49%。即銅礦體中硫品位為10%時,銅品位達到0.24%以上就達到了銅、硫組合的塊段的最低工業(yè)品位要求,具有開采價值。同理,硫礦體中的塊段的最低工業(yè)品位要求同銅礦體中的塊段的最低工業(yè)品位要求一樣計算。由于硫礦體中的伴生銅品位較低,銅元素沒有參與選冶,本文就不再列算式計算硫礦體中的塊段的最低工業(yè)品位。
(1)礦山31 線以北礦體及圍巖中鉛元素含量都很低(0.02%左右),沒有必要化驗鉛元素含量(按生產(chǎn)勘探單價化驗一個元素36 元,假設有10000 個樣即可節(jié)約360000 元),可以大大節(jié)約生產(chǎn)建設成本。31 線以北圍巖中鋅元素含量都很低(0.018%左右),大部分鋅元素含量都是0.01%。因此,作石料用的圍巖沒有必要化驗鋅元素含量。其中3002 個樣中鋅元素含量平均為0.31%,由于礦體中含部分銅、鋅礦體,鋅元素含量變化較大,礦體中應化驗鋅元素含量。雖然礦體中鋅元素含量平均為0.31%(是由于銅鋅礦體引起的),但很大部分鋅元素含量為0.01%,因此,該區(qū)域配礦時注意一下,控制原礦中鋅含量在0.1%比較容易的,該區(qū)域銅硫礦體不擔心鋅元素含量超標。建議在以后的工作中,分析、總結(jié)更多區(qū)域內(nèi)鉛、鋅元素含量分布規(guī)律,減少更多沒有必要化驗鉛、鋅元素化驗的區(qū)域,節(jié)省更多化驗費用,從而更好的提高生產(chǎn)效益。
(2)通過對礦山多元素共生礦床工業(yè)指標的制定過程和方法進行了介紹,對以后礦床工業(yè)指標調(diào)整起到指導和借鑒的作用。如何正確的確定最佳工業(yè)指標是一項經(jīng)濟性強、政策性強、時間性強,技術(shù)復雜的綜合性工作。工業(yè)指標的制定所依據(jù)的基礎資料包括:礦產(chǎn)開發(fā)國家相關(guān)的方針政策、礦床地質(zhì)構(gòu)造以及礦石最佳采礦、選礦、冶煉技術(shù)工藝的試驗資料,還有市場需求、各礦產(chǎn)品方案及經(jīng)濟核算資料等因素息息相關(guān)。工業(yè)指標在制定完善后還需要接受生產(chǎn)實踐的不斷檢驗,礦山生產(chǎn)過程中應注意:開采條件、生產(chǎn)成本、采選工藝、礦產(chǎn)品市場價格、各項稅收和計劃外開支等技術(shù)經(jīng)濟條件的不斷變化。工業(yè)指標應是一個動態(tài)的標準,隨著選冶技術(shù)水平的提高、科技的進步以及市場價格的變化,礦山企業(yè)可及時修定和優(yōu)化原有的工業(yè)指標,使其對礦山生產(chǎn)經(jīng)營有更好的指導作用。
大寶山銅硫多金屬礦是中國開發(fā)利用較早的銅硫礦床之一,除鐵、銅、鉛鋅、鉬、鎢外還伴生有硫、鉍、鎘、鎵、銦、硒、碲、鉈、錸,銀、等達到了綜合利用工業(yè)標準。通過上述對大寶山礦的礦產(chǎn)特點分析,摸清了其礦產(chǎn)元素含量的分布規(guī)律,為下一步的礦產(chǎn)開采提供的準確依據(jù),也為以后開采過程中,如何能夠采取合理的方法,達到降低開采成本,提升礦產(chǎn)品質(zhì)量的提供了很好的參考。同時,礦山生產(chǎn)技術(shù)的不斷進步,離不開技術(shù)人員的不斷摸索、不斷總結(jié),應牢牢的抓住科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力的理念,大力投入科學研發(fā)、統(tǒng)計、分析,舉一反三,使科學技術(shù)能夠反哺于生產(chǎn)工作,最終實現(xiàn)生產(chǎn)效益最大化,達成公司最終生產(chǎn)目標。