銅山口銅礦超低品位礦產資源綜合利用

姜躍彪，朱先艷

(大冶有色金屬有限責任公司銅山口銅礦，湖北 黃石市 435122)

0 引言

銅山口銅礦于1958 年建礦，距今已有五十多年開采歷史，先后經過小露天、Ⅱ號礦體北擴工程、深部開采工程等3 個發展階段，2014 年底Ⅱ號礦體北擴境界內保有礦量4976.7 kt，包括I號礦體，綜合地質品位為0.85%，其中表外資源640.2 kt，地質品位為0.37%。為了企業規模效益，銅山口銅礦通過選礦設備改造，擴大了礦山生產規模，礦山最大采選能力從2500 t/d 提高到3500 t/d。按2014 年底Ⅱ號礦體北擴境界內保有礦量計算，露天供礦3000 t/d，露天礦服務年限僅約為4.3 a。

根據原湖北省國土資源廳下發的《省國土資源廳關于實施礦產資源節約與綜合利用示范試點的通知》（鄂土資函〔2015〕349 號），堅持綠色循環低碳發展理念，圍繞大冶市“生態立市、產業強市、改革活市，建設美麗大冶”的總要求，銅山口銅礦積極響應，制定2015-2017 年目標完成綜合利用超低品位礦石135 萬t，其中，2015 年計劃完成綜合利用超低品位礦石40 萬t，2016 年計劃完成綜合利用超低品位礦石45 萬t。為此，銅山口銅礦開展了實質性超低品位銅礦的開采加工利用及綜合利用，以促進礦山可持續性發展，保護環境，減少污染源[1]。截止2017 年底銅山口銅礦取得了顯著成效，實際完成回收利用超低品位礦石1368 kt，獲得湖北省財政支持資金300 多萬元。

1 臨界邊際品位確定

露采主要生產工藝為鑿巖、爆破、采裝、運輸、排土。根據《銅山口銅礦露天Ⅱ號礦體北擴初步設計》，在礦山開采境界內，采場必須剝離超低品位礦石[2]，以前剝離的超低品位礦石未被回收利用，直接被排至排土場，浪費了大量礦產資源。穿孔爆破、鏟裝成本記入剝離成本，超低品位礦石的剝離增加了露天運輸成本、選礦成本、礦山銷售成本。其中，露天運輸成本C1=8 元/t，選礦成本C2=42 元/t，礦山銷售成本C3=14 元/t，采場貧化率ρ=5.5%，選礦銅回收率ε=79%，礦山銅銷售價w=35 000 元/t，銅邊界品位α=0.3%。依據以上數據計算臨界邊際品位α0：

通過計算得出臨界邊際品位α0為0.245%，現場0.2%～0.3%的超低品位礦石可納入開采對象，且每次綜合品位在0.245%以上才能作為礦產資源進行綜合利用。

2 具體措施

（1）根據礦山生產現狀，為確保采場供礦質量，在銅山口銅礦露天采場內暫不生產區域設置超低品位礦石堆場。2015 年建設+14 m 平臺超低品位礦石堆場，暫儲約168 kt 礦石。該堆場建成使用后，不再將超低品位礦石當廢石排至張家山和尼姑廟排土場，可較長時間儲存超低品位礦石，且不影響露天礦的后期開采。根據生產，對采場供礦品位、礦量與堆場超低品位礦石進行了精細化配礦管理，通過選礦技術改革，充分回收利用超低品位礦石資源，避免了資源浪費。

（2）為確保露天供礦品位，購進先進的儀器、設備，技術人員下達配礦指令，加強現場生產技術管理，降低礦石損失與貧化。一是購買手持式GPS，及時對露天矽卡巖穿孔位置定位上圖，炮粉地質取樣[3]、編錄、化驗分析，為超低品位礦石及時回收提供真實可靠依據。二是購買1 臺A7 型潛孔鉆，發揮其生產探礦、穿孔作用。當接觸帶附近礦巖或夾石剔除厚度≥2 m 時，分區分穿分爆；遇有層間礦時，潛孔鉆穿孔，逐孔爆破，監督鏟裝現場，保證少混廢石；進行生產探礦，提供生產區域的礦量及品位，便于編制生產計劃，合理組織生產。三是根據二次圈定礦體界線、品位，采礦技術人員每天下達配礦指令，確保供礦品位穩定。四是加強現場生產技術管理，通過“插旗分區分穿分爆分鏟分裝分運”等方式[4]，控制礦石損失與貧化。

（3）提高選銅回收率技術攻關，恢復選鉬工藝流程，大幅提高銅回收率，固化了選礦工藝流程。①為了加強礦產資源高效開發及綜合利用，從2017年5 月下旬開始，銅山口銅礦利用現有選二車間的選礦設備，恢復選鉬工藝回收鉬金屬，鑒于選鉬藥劑單價的上漲，選鉬生產盈利點來自銅鉬混合精礦鉬品位的預判，采取控制入選礦漿濃度的措施，重點控制藥劑成本及相應的技術經濟指標，2017 年共生產銅精礦含鉬5.95 t，鉬回收率達到60%以上。②在精礦倉取銅精礦作為試驗樣，確定試驗重點和方向。重點在對試驗樣進行脫藥，脫藥后粗選、掃選少加或不加硫化鈉，得出煤油的最優單耗。泡沫3 次精選分別得出每次精選硫化鈉的單耗。精選重點在確保鉬精礦品位＞20%的情況下，減少水玻璃的添加點，降低水玻璃用量單耗。③控制磨礦細度、pH 值。技術人員開展鋼球單耗試驗，找準鋼球磨損系數，并根據單耗下達鋼球指令，每月開蓋檢查鋼球填充率，多倒少補；pH 值控制在11～13 內。④選礦車間通過優化工藝流程、修訂工藝操作參數標準、部分設備性能優化等硬措施，固化了選礦工藝流程和技術指標；選礦技術人員帶班、重點指標單項重點獎勵等管理措施。采取以上措施后銅回收率由79.58%提高到84%，效果明顯。

3 效益分析

銅山口銅礦開展為期3 年超低品位礦產資源綜合利用，取得了以下成效。

（1）有效降低礦石損失率，提高采礦回采率，增加了企業經濟效益。礦石損失率從2014 年的4.75%降低至2017 年的4.50%，采礦回采率由原來92%提高到95.5%，提高了3.5 個百分點。3 年累計回收利用超低品位礦石1368 kt，生產銅2977.37 t，其中2015 年生產銅843.27 t，2016 年生產銅991.87 t；加強副產品銀回收，3 年共回收銀5856.77 kg，累計實現銷售收入約10 562.835 萬元。

（2）有效回收利用超低品位0.2%～0.3%的礦石，杜絕資源浪費。共計回收利用超低品位礦石1368 kt，按礦山采選能力3500 t/d，能延長露天礦山服務年限1.2 a。

（3）建設超低品位堆場，根據生產采場出礦品位進行精細化配礦管理，每天下達配礦指令，合理搭配，控制供礦品位波動，有利于選礦工藝技術攻關，保持選礦技術指標的穩定并逐步提高。

（4）開展提高選銅回收率技術攻關，2017 年6月至2017年12月銅回收率由79.58%提高到84%，提高了4.42 個百分點。按提高后銅選礦回收率計算，只有0.245%品位，能保本經營。今后將進一步增加超低品位礦石的開采量，繼續開展超低品位礦產資源的綜合利用。

（5）保護環境，減少銅山口河流的污染源。2個排土場內超低品位礦石經風化氧化溶析后，污染水源，直接威脅周圍農田作物和河、湖、池塘生物，影響了山坡植被的生長[5]。超低品位礦石的利用可減少排土場對銅山口河流和地表的污染[6]。

4 結論

鄂東地區是我國重要的礦產資源基地之一，超低品位共伴生礦床在礦產資源上占有很大比例，銅山口銅礦礦產資源綜合利用示范項目在我國鄂東地區資源基地有推廣應用價值。通過提高資源綜合利用率有效解決了老礦山資源枯竭的問題，積累了超低品位礦石開采經驗，為礦山可持續性發展提供資源保障，能最大限度利用共伴生金屬資源，杜絕礦山資源浪費，延長礦山生產年限，增加了企業經濟效益和社會效益，為建立青山綠水環保型的綠色礦山企業提供基礎。