有色金屬礦床工業指標邊界品位制定方法

岳 艷

（中國有色金屬工業西安勘察設計研究院，陜西 西安 710001）

1 邊界品位

礦床工業指標是指當前技術經濟條件下，礦床應達到以工業規模利用的綜合標準[1]，其是評價礦床工業價值、圈定礦體、估算礦產資源/儲量的依據。礦床工業指標主要包括邊界品位、最低工業品位、礦床平均品位等指標。其中，邊界品位的制定最為重要[2,3]。

邊界品位作為劃分礦與非礦的分界品位，其是對圈定礦體單個樣品有益組分含量的最低要求[4]。礦床中高于邊界品位的塊段為礦石，低于邊界品位的塊段為廢石。由品位礦量曲線圖（圖1）可知，邊界品位的選擇直接影響到礦石的儲量，進而影響礦山的生產規模、最終開采的境界、設備選型和礦山生產壽命等。

圖1 品位礦量曲線

2 依據不同邊界品位圈定礦體

邊界品位作為劃分礦和圍巖的區別，其數值的選取直接影響主礦體的連續性、礦體厚度以及連接形態，礦體因影響程度不同生成不同的礦石量、金屬量、礦床平均品位等一系列指標。

由圖2可知，當同一個鐵礦床選擇的邊界品位分別為15%、25%、30%的時候，礦體邊界相對應的為紫色、黑色、紅色邊界，圈定出的三個礦體無論在厚度、品位還是礦體連續性等各個方面均存在巨大的差異。因此，礦山開采的基礎依據（礦石量、金屬量、品位）、關鍵技術（采選尾工藝）、設計參數（礦山規模、服務年限）和經濟指標（投資回收期、投資收益率），均與邊界品位密切相關。

圖2 同一鐵礦床用不同邊界品位圈定礦體

3 邊界品位選擇不當

3.1 邊界品位制定過低

邊界品位制定過低，往往造成對礦床規模高估，礦石量偏大，導致使礦床品位統計結果偏低，礦床金屬量超出實際量。設計的采、選生產規模會過大。相匹配的礦山選廠和相關基礎設施也可能設計過大。估算的初始投資和追加投資會被高估。運營成本可能估算得過低。

在這種情況下，一旦礦山開始生產，如果不能按期達產，并且收入低于預期，或者實際生產無法實現原來預計的較低的運營成本，礦山的經營會發生嚴重的問題。

3.2 邊界品位制定過高

邊界品位制定過高，通常會造成對礦床規模低估，同時，礦床統計品位也相應會比較高。這將導致礦山開采方案設計中選取的礦山設施、選礦廠和相關基礎設施的設計產能可能會不足。雖然這些設施的初始投資成本較低，但運營成本也會被過高估算。

在這種情況下，一旦礦山開始生產，通過降低邊界品位可以開采更多的礦石，并獲得利潤，但是礦山和選廠處理規模過小，導致礦業公司的開采受限，很難提高產量，單位平均成本相對原有估算也會較高。

4 制定邊界品位的幾種方法

制定邊界品位的方法有多種，需要依據礦產品種、礦石類型、礦床勘探類型、礦山開采類型以及當前的技術經濟條件和采選工藝及成本等多種因素綜合考慮選取，主要有以下幾種：

4.1 類比法

類比法確定邊界品位，其原理是根據同類礦床的開采實踐，結合本礦床礦石選冶試驗結果，經類比所選定的邊界品位。《采礦設計手冊》中規定其值一般不高于尾礦品位的1.5-2.0倍以上，比如某金礦尾礦品位是0.256×10-6，則其邊界品位不應高于0.512×10-6。但是經過近年的工作經驗發現，該方法在當下礦山開采中可參考性極小，和大多數的礦山生產實際情況不相符，因此，工作人員在工作中要合理使用，不要因此局限了邊界品位的制定標準，很多低品位礦山經過詳細論證后選擇的最終邊界品位都大于尾礦品位的兩倍以上。

4.2 統計法

統計法確定邊界品位，是根據礦床單個樣品基本分析結果，按不同礦體，將主要有用組分的含量劃分為若干品位區間，并統計各區間的樣品頻數和頻率，做出頻數或頻率的分布點線圖，找出低品位區間曲線由高到低，或由低到高的突然轉折點，考慮其他因素，將此突變點所對應的品位值定位邊界品位。該方法在目前的工業指標論證中應用比較廣泛，被多個設計院采用，而且經過生產實踐的檢驗，和礦山實際的情況比較接近。

例如：陜西某金礦，根據礦區樣品基本分析結果，統計的樣品Au品位分布頻數頻率見表1，樣品Au品位頻數頻率分布柱狀圖見圖3。根據圖3中可知，總體上樣品品位呈漸變的關系，Au位于0.4-1.0×10-6之間的樣品數較多，在0.5-0.6×10-6、0.8-0.9×10-6、1.0-1.1×10-6等點位分別出現轉折點。故在邊界品位方案比較時，可以選擇0.5×10-6、0.8×10-6、1.0×10-6三個邊界品位進行論證。

圖3 樣品Au品位頻數頻率分布柱狀圖

表1 樣品Au品位頻數頻率統計表

4.3 圖解法

圖解法又稱為樣品品位累計頻數曲線補償法，工作原理是將基本分析樣品按品位區間分組后，統計和計算出各組樣品的頻數和頻率，并作出其頻數的累計曲線圖。通過曲線端點A作橫坐標的垂線，并與之交于T；在縱坐標上找出工業品位對應的點P（圖上為1.1%），過P作與橫坐標的平行線，分別交AT和頻數累計曲線于BO；在直線PB上尋找一點C，過C作橫坐標的垂線交頻數曲線的下段于D。當直角曲邊三角形OCD與OAB面積相等時，D點在縱坐標上的對應值，即為所求的邊界品位，即圖上的0.6。

圖解法能夠直觀地反映出邊界品位和最低工業品位的關系，但是其必須結合諸如礦化特征、選礦試驗結果等具體情況才能合理利用。同時，必須充分考慮工業品位的選取是否合理，因為其選取直接關系到邊界品位的選擇。

圖4 品位頻數累計曲線圖

這三種方法在工作中的選取不是獨立進行，而是相互輔助，通過多種方法聯合的形式，結合最低工業品位的制定依據、采選方案指標和技術經濟財務分析數據，得出邊界品位。

5 結論

隨著采礦、選礦、冶煉和加工等技術水平的提高，以及市場經濟條件的變化，高品位礦床資源的逐漸減少或枯竭，因此，礦床邊界品位是動態的、變化的。當前評價礦床或考慮礦床開發時，必須依據當前技術的經濟條件，既考慮資源的利用率，同時，考慮開發礦床的經濟效益最大化。

在礦床邊界品位制定中，不但考慮地質礦石量的多少，資源量的利用率，還要考慮企業的經濟效益，以及礦產資源回收、環保、生態平衡、產品單位能耗等社會效益，在生產成本、產品價格、生產技術等有較大變化時，及時進行優化，從而有效地保護、科學和合理地開發利用礦產資源，實現可持續發展。