和尚橋鐵礦礦床工業指標的合理性論證

祖　飛　何孝磊　陳　洪

(1.馬鋼集團礦業有限公司；2.中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司；3.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；4.華唯金屬礦產資源高效循環利用國家工程研究中心有限公司;5.安徽馬鋼工程技術集團有限公司)

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和尚橋鐵礦礦床工業指標的合理性論證

祖飛1何孝磊2,3,4陳洪5

(1.馬鋼集團礦業有限公司；2.中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司；3.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；4.華唯金屬礦產資源高效循環利用國家工程研究中心有限公司;5.安徽馬鋼工程技術集團有限公司)

馬鋼和尚橋鐵礦現行礦床工業指標在現階段鐵礦石市場行情下偏低，礦山整體經濟效益低下，為此，分別從市場、經濟、地質和采礦等方面通過大量數據分析及曲線圖擬合進行論證，得出了和尚橋鐵礦合理的礦床工業指標，為該礦山的可持續發展提供參考。

工業指標經濟效益曲線圖擬合合理性論證

和尚橋鐵礦位于安徽省馬鞍山市雨山區向山鎮，為馬鋼集團南山礦業公司下轄礦山，目前，該礦山采用的是1974年制定的工業指標(磁鐵貧礦邊界品位TFe≥18%，工業品位TFe≥20%，可采、夾剔厚度≥5 m)。2014年以來，隨著礦山開發成本的大幅提高以及鐵礦石市場價格的大幅下降，和尚橋鐵礦出現了嚴重虧損。該鐵礦現行的礦床工業指標偏低，礦山整體經濟效益低下，不利于礦山的可持續發展，因而有必要對該礦山的工業指標進行重新論證。

1　和尚橋鐵礦開采現狀

和尚橋鐵礦為國家規劃礦區，列為馬鋼后備接替礦山，自2004年啟動基建，于2013年7月進入試生產，設計規模為利用工業品位礦石300萬t/a，礦山采用露天開采方式，截至2014年底，礦山保有鐵礦石資源儲量約16 600 萬t，平均品位20.95%。

2　工業指標論證

和尚橋鐵礦為正常生產礦山，開拓運輸系統均已形成，上部部分臺階已達最終境界，故本研究以原設計境界、開采工藝不變為前提，在符合國家地質礦產行業標準規定的范圍內，以0.5%為單位，TFe品位由18%升至25%，依次提高礦床的最低工業品位，分別計算出全礦床和境界內的儲量。根據各最低工業品位進行采場內采出礦石的經濟合理性論證，選取較優方案后，從地質、采礦等方面進一步論證合理的邊界品位，最后確定推薦的最低工業品位和最低邊界品位。

2.1地質儲量分析

和尚橋鐵礦按照鉆孔資料，采用克里格法建立了整個礦床的三維地質模型，與采場最終境界結合使用，以0.5%為單位，TFe品位由18%～25%，依次提高礦床的最低工業品位，按不同最低工業品位計算出全礦床和境界內的儲量、品位等數據，結果見圖1。

圖1　最低工業品位、儲量變化◆—儲量(全礦床)；■—儲量(境界內)

和尚橋鐵礦床屬玢巖鐵礦系列中的“陶村式”鐵礦床，為產于閃長玢巖侵入體內的貧磁鐵礦礦床，礦體與圍巖呈漸變關系。根據露天采場內鐵礦434個樣品TFe分析結果統計，其頻率分布曲線具有正態分布特點，其多數鐵品位為15%～26%，樣品出現頻率為77.9%，反應鐵品位變化穩定。

上述分析表明：①邊界品位的調高破壞礦體的連貫性及礦體的產狀，從而影響到采礦方式；②邊界品位的提高，易造成礦山礦石量的減少，初步估計，每提升TFe 0.5%品位，礦石量減少1 000萬t，從而影響到礦山的生產規模，對于已成型的和尚橋鐵礦開采產生不利影響。因此，根據礦體規模及礦體的連貫性，以及顧及到現有的采礦技術，可合理地對TFe18%的鐵礦進行加工處理，TFe品位大于18%仍具有開采價值。但根據現階段市場行情，須要考慮到經濟成本的影響。

2.2最低工業品位經濟測算

按照《黑色冶金礦山企業地質設計》價格法以及“收支平衡、投資返本”的原則測算出不同的精礦價格，得出精礦價格與最低工業品位的對應關系，在此基礎上按較低的精礦價格選取對應的最低工業品位。精礦價格計算公式為

式中，β精為精礦品位，按礦山計劃指標選取TFe64%；Cx為礦石采選綜合成本，Cx=C1(礦石開采成本)+C2(礦石選礦加工費)+C3(期間費用)，期間費用包含管理費用、營業費用和財務費用，按實際選取18元/t；r1為原礦采選投資，根據和尚橋鐵礦初步設計，r1=370.63元/t；k為靜態投資收益率，按12%選取；γ為采礦貧化率，可按采礦回采率95%，廢石混入率(5%)，以及不同圍巖品位，計算出不同邊界品位對應的采礦貧化率；ε精為精礦選礦回收率，%；α平為平均工業品位，取境界內平均地質品位，%。

根據2014年底和尚橋采場現狀，圈定境界內礦巖量，以2014年的采礦成本為依據，得出剝采比與采礦成本的關系模型，測算出了不同邊界品位圈定礦體時對應的原礦開采成本，結果見表1。

表1　和尚橋鐵礦不同最低工業品位對應的生產剝采比及采礦成本

將和尚橋選礦廠單位原礦生產成本分成破碎系統、超細碎系統、磨選系統、濃縮過濾系統、尾礦輸送系統、人員工資及附加、制造費等部分分別分析，隨著采出品位的變化，磨選系統、濃縮過濾系統及尾礦輸送系統的單位原礦生產成本均將發生變化，從而引起單位原礦總生產成本的變化。采出品位與單位原礦選礦成本的回歸擬合模型見圖2。

圖2　采出品位與單位原礦選礦成本的回歸擬合曲線

選取和尚橋鐵礦選礦廠近年來的部分原礦全鐵品位為18%～26.5%的生產數據回歸擬合了采出品位與選礦回收率的模型，結果見圖3。

圖3　采出品位與選礦回收率的回歸擬合曲線

在收支平衡的情況下，計算結果見圖4。由圖4可知：最低工業品位為21.5%～22.0%時，精礦售價為55～56 美元/t，和尚橋鐵礦可實現收支平衡。

圖4　TFe最低工業品位-精礦價格曲線▲—含維簡費；◆—不含維簡費

3　結　語

結合大量生產數據，對馬鋼和尚橋鐵礦的礦床工業指標進行了論證，經適當計算，得出了合理的和尚橋鐵礦礦床工業指標。在未來相當長時間內，鐵精礦平均價格會維持在60美元/t以下，故和尚橋鐵礦的最低工業品位≥22%時，礦山虧損最小，可見，和尚橋鐵礦磁鐵礦的最優工業指標為邊界品位≥18%，工業品位≥22%。

2016-04-01)

祖飛(1984—)，男，工程師，243000 安徽省馬鞍山市太白大道1899號。