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[摘要]德兴铜矿是我国最大的铜矿山，包括铜厂、富家坞和朱砂红三个矿区，铜金属储量达800余万吨，并且伴生有金、银、硫、钼、铼等多种有益组份。为了充分有效地回收利用德兴铜矿深部表内矿和原开采境界内外的表外矿铜资源，有效延长德兴铜矿服务年限，现对低品位矿石进行研究合理利用。本文主要叙述了德兴铜矿铜厂、富家坞采区低品位矿石储量、合理利用的价值。
[关键词]德兴铜矿 低品位矿石 利用
[中图分类号] F416.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-5-47-2
1引言
江西德兴铜矿是我国最大的铜矿山，包括铜厂、富家坞和朱砂红三个矿区，铜金属储量达800余万吨，并且伴生有金、银、硫、钼、铼等多种有益组份。铜矿为特大型斑岩铜矿床，矿区先后进行了两次勘探，矿床储量大、埋藏浅，适于露天开采。矿山于1958年开始建设，现已形成日采选13万t矿石的生产能力。由于矿山生产规模不断扩大，矿石消耗也逐渐增加。为了合理地综合回收矿产资源、延长矿山服务年限，近年来矿山对低品位铜矿石、矿体中的夹石、表外矿开展了回收利用的研究工作。该矿勘探阶段及生产初期采用的产业指标：边界品位铜0.2%，最低产业品位铜0.4%，初步计算含铜0.1%～0.3%的低品位矿石量有5.27亿t（含表外矿量），根据多年的生产实践，通过方案的技术经济对比，将最低开采产业品位降低为0.25%以上，每年回收低品位矿和表外矿的矿石量占年采矿量的20%左右，缓解了采矿能力落后于选矿能力增长的矛盾，既回收了矿产资源，又延长了矿山服务年限，取得了较好的经济效益和社会效益。
2开采品位
1981年，国家批准德兴铜矿三期工程设计时，设计可采的最低工业品位为含铜0.3%，低于0.3%的则作为废石排弃到指定的废石场堆放。
1977～1991年，德兴铜矿分别与北京矿冶研究总院、北京有色设计总院、中国科学院微生物研究所等单位合作，对矿区低品位矿石进行了选矿与堆浸试验；1993年，矿山又自行进行了“铜厂矿区实现九万吨/日规模可行性研究”，研究认为采用低品位矿石与铜品位大于0.3%的工业矿石混采混选方案，可获得一定的经济与社会效益，并从1995年元月开始回收利用矿区低品位矿石，最低工业品位由设计时的含铜0.3%降低到0.25%。
3低品位矿石品位指标
按照“铜厂矿区实现九万吨/日规模可行性研究”报告，1995年开始已将入选品位由0.30%降为0.25%，此期间将这部分含铜品位0.25%～0.30%的矿石称为“低品位矿石”，随着采选技术的进步和金属市场行情的变化，矿石边界品位将会继续下降，低品位矿石的概念亦将发生变化。
以下结合目前采选成本及市场行情对低品位矿石边界品位进行初步估算：
成本指标选取：采矿成本8.15元/t，剥离成本9.82元/t，选矿制造成本36.65元/t，辅助成本16.25元/t。剥采比取1.5t/t，采矿制造成本为22.88元/t，则德兴铜矿吨矿成本为75.78元/t。
依据上述成本、技术指标及金属价格，计算出低品位矿石铜的边界品位为0.146%。
本次低品位资源利用研究确定含铜边界品位为0.15%，将含铜品位在0.15%～0.25%的矿石作为本次的低品位矿石的研究对象。
4低品位矿石分层分布情况
铜厂矿区模型内低品位矿与各分层矿石量之比在15～51%之间，平均34%；境界内低品位矿与各分层矿石量之比一般在12～35%之间，平均26.2%。富家坞矿区模型内低品位矿与各分层矿石量之比一般在5～20%之间，平均10%；境界内低品位矿与各分层矿石量之比在3～16%之间，平均8.2%。
整体而言境界内低品位矿量铜厂矿区约为富家坞矿区的4.5倍左右。其中铜厂矿区境界内低品位矿量在50～-160台阶之间所占比例为91%， 20～-115台阶低品位矿量在1000万吨以上；富家坞矿区110-245台阶之间各台阶低品位矿量在102～196万吨之间，95台阶以下各台阶低品位矿量在50～150万吨之间。
5开采品位
铜厂矿区铜矿体产于含矿花岗闪长斑岩岩体顶部和上部的内外接触带。铜矿体有三分之二产在外接触带的变质岩中，斑岩中的铜矿体小于围岩中的铜矿体，且外带变质岩矿石铜钼平均品位均高于内带斑岩矿石的平均品位。斑岩上盘接触带铜矿体一般大于下盘接触带矿体。上接触带铜矿体主要产在外带，含铜较高；下接触带矿体主要产于内带，钼含量有增高趋势。1977年，铜厂矿区补充勘探阶段采用勘探线垂直平行断面法进行资源/储量估算，圈定矿体的工业指标为：单工程边界品位（Cu）0.20%，最低工业品位（Cu）0.40%；最小可采厚度2米，矿石内最大允许夹石厚度4米；以图（1）为例，下图是铜厂矿区50台阶低品位矿体的矿岩界限圈定，矿体大部分赋存于花岗闪长斑岩主岩体接触带两侧的强、中蚀变带内，矿体在空间上呈不规则厂出，平面上呈环状分布，铜矿体与围岩无明显突变界线。如图1所示。
6低品位矿石利用价值
德兴铜矿低品位矿石作为矿体的一部分主要分布在环带内侧的花岗闪长斑岩内部和主岩体的下盘，以及环状矿体的外边缘地带。低品位矿石不需分采分选，利用低品位矿石只需和高品位矿石进行配矿，混合后进入选矿厂处理。但为了提高低品位矿的选别指标和回收率，选矿工艺需进行相关选矿试验后再进行局部调整。
经对目前开采的铜厂和富家坞两矿区开采境界内按含铜边界品位0.15%进行统计， 0.15%以上的所有资源量为117475万t， 0.15%≤Cu<0.25%低品位资源量为21665万t，采矿回采率按97%计算，可回收的低品位矿石量为21015万t。
将低品位矿石进行回收利用后，可以更多地回收矿产资源，延长矿山服务年限，在同一个开采境界范围内，还可以降低废石量，由此可以减少一些采剥设备。在选矿处理量不变的情况下，因低品位矿石的入选，原矿品位和选矿回收率有所降低，这样每年的金属量将会减少，年产品产值也会降低。
7结语
利用低品位矿石，可以更多地回收宝贵的矿产资源，经计算铜厂和富家坞矿区境界内可利用的0.15%～0.25%低品位资源量达21665万t；低品位资源利用后，可以延长矿山13万t稳产时间7年；综合计算，可以延长矿山服务年限5.2年。低品位矿石利用研究中，选矿回收率取值是否合理，需进一步开展试验研究工作；
7.1低品位资源量较大，将其全部利用难度很大；
7.2铜厂采区低品位矿石比例大，采区平均品位在0.32～0.34%之间，增加配矿难度；此外，低品位矿石入选后，堆浸提铜产量会下降；
7.3露采境界外仍有较多低品位矿石资源，今后需结合市场行情和生产实际情况，对开采境界、边界品位进行综合研究。
[关键词]德兴铜矿 低品位矿石 利用
[中图分类号] F416.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-5-47-2
1引言
江西德兴铜矿是我国最大的铜矿山，包括铜厂、富家坞和朱砂红三个矿区，铜金属储量达800余万吨，并且伴生有金、银、硫、钼、铼等多种有益组份。铜矿为特大型斑岩铜矿床，矿区先后进行了两次勘探，矿床储量大、埋藏浅，适于露天开采。矿山于1958年开始建设，现已形成日采选13万t矿石的生产能力。由于矿山生产规模不断扩大，矿石消耗也逐渐增加。为了合理地综合回收矿产资源、延长矿山服务年限，近年来矿山对低品位铜矿石、矿体中的夹石、表外矿开展了回收利用的研究工作。该矿勘探阶段及生产初期采用的产业指标：边界品位铜0.2%，最低产业品位铜0.4%，初步计算含铜0.1%～0.3%的低品位矿石量有5.27亿t（含表外矿量），根据多年的生产实践，通过方案的技术经济对比，将最低开采产业品位降低为0.25%以上，每年回收低品位矿和表外矿的矿石量占年采矿量的20%左右，缓解了采矿能力落后于选矿能力增长的矛盾，既回收了矿产资源，又延长了矿山服务年限，取得了较好的经济效益和社会效益。
2开采品位
1981年，国家批准德兴铜矿三期工程设计时，设计可采的最低工业品位为含铜0.3%，低于0.3%的则作为废石排弃到指定的废石场堆放。
1977～1991年，德兴铜矿分别与北京矿冶研究总院、北京有色设计总院、中国科学院微生物研究所等单位合作，对矿区低品位矿石进行了选矿与堆浸试验；1993年，矿山又自行进行了“铜厂矿区实现九万吨/日规模可行性研究”，研究认为采用低品位矿石与铜品位大于0.3%的工业矿石混采混选方案，可获得一定的经济与社会效益，并从1995年元月开始回收利用矿区低品位矿石，最低工业品位由设计时的含铜0.3%降低到0.25%。
3低品位矿石品位指标
按照“铜厂矿区实现九万吨/日规模可行性研究”报告，1995年开始已将入选品位由0.30%降为0.25%，此期间将这部分含铜品位0.25%～0.30%的矿石称为“低品位矿石”，随着采选技术的进步和金属市场行情的变化，矿石边界品位将会继续下降，低品位矿石的概念亦将发生变化。
以下结合目前采选成本及市场行情对低品位矿石边界品位进行初步估算：
成本指标选取：采矿成本8.15元/t，剥离成本9.82元/t，选矿制造成本36.65元/t，辅助成本16.25元/t。剥采比取1.5t/t，采矿制造成本为22.88元/t，则德兴铜矿吨矿成本为75.78元/t。
依据上述成本、技术指标及金属价格，计算出低品位矿石铜的边界品位为0.146%。
本次低品位资源利用研究确定含铜边界品位为0.15%，将含铜品位在0.15%～0.25%的矿石作为本次的低品位矿石的研究对象。
4低品位矿石分层分布情况
铜厂矿区模型内低品位矿与各分层矿石量之比在15～51%之间，平均34%；境界内低品位矿与各分层矿石量之比一般在12～35%之间，平均26.2%。富家坞矿区模型内低品位矿与各分层矿石量之比一般在5～20%之间，平均10%；境界内低品位矿与各分层矿石量之比在3～16%之间，平均8.2%。
整体而言境界内低品位矿量铜厂矿区约为富家坞矿区的4.5倍左右。其中铜厂矿区境界内低品位矿量在50～-160台阶之间所占比例为91%， 20～-115台阶低品位矿量在1000万吨以上；富家坞矿区110-245台阶之间各台阶低品位矿量在102～196万吨之间，95台阶以下各台阶低品位矿量在50～150万吨之间。
5开采品位
铜厂矿区铜矿体产于含矿花岗闪长斑岩岩体顶部和上部的内外接触带。铜矿体有三分之二产在外接触带的变质岩中，斑岩中的铜矿体小于围岩中的铜矿体，且外带变质岩矿石铜钼平均品位均高于内带斑岩矿石的平均品位。斑岩上盘接触带铜矿体一般大于下盘接触带矿体。上接触带铜矿体主要产在外带，含铜较高；下接触带矿体主要产于内带，钼含量有增高趋势。1977年，铜厂矿区补充勘探阶段采用勘探线垂直平行断面法进行资源/储量估算，圈定矿体的工业指标为：单工程边界品位（Cu）0.20%，最低工业品位（Cu）0.40%；最小可采厚度2米，矿石内最大允许夹石厚度4米；以图（1）为例，下图是铜厂矿区50台阶低品位矿体的矿岩界限圈定，矿体大部分赋存于花岗闪长斑岩主岩体接触带两侧的强、中蚀变带内，矿体在空间上呈不规则厂出，平面上呈环状分布，铜矿体与围岩无明显突变界线。如图1所示。
6低品位矿石利用价值
德兴铜矿低品位矿石作为矿体的一部分主要分布在环带内侧的花岗闪长斑岩内部和主岩体的下盘，以及环状矿体的外边缘地带。低品位矿石不需分采分选，利用低品位矿石只需和高品位矿石进行配矿，混合后进入选矿厂处理。但为了提高低品位矿的选别指标和回收率，选矿工艺需进行相关选矿试验后再进行局部调整。
经对目前开采的铜厂和富家坞两矿区开采境界内按含铜边界品位0.15%进行统计， 0.15%以上的所有资源量为117475万t， 0.15%≤Cu<0.25%低品位资源量为21665万t，采矿回采率按97%计算，可回收的低品位矿石量为21015万t。
将低品位矿石进行回收利用后，可以更多地回收矿产资源，延长矿山服务年限，在同一个开采境界范围内，还可以降低废石量，由此可以减少一些采剥设备。在选矿处理量不变的情况下，因低品位矿石的入选，原矿品位和选矿回收率有所降低，这样每年的金属量将会减少，年产品产值也会降低。
7结语
利用低品位矿石，可以更多地回收宝贵的矿产资源，经计算铜厂和富家坞矿区境界内可利用的0.15%～0.25%低品位资源量达21665万t；低品位资源利用后，可以延长矿山13万t稳产时间7年；综合计算，可以延长矿山服务年限5.2年。低品位矿石利用研究中，选矿回收率取值是否合理，需进一步开展试验研究工作；
7.1低品位资源量较大，将其全部利用难度很大；
7.2铜厂采区低品位矿石比例大，采区平均品位在0.32～0.34%之间，增加配矿难度；此外，低品位矿石入选后，堆浸提铜产量会下降；
7.3露采境界外仍有较多低品位矿石资源，今后需结合市场行情和生产实际情况，对开采境界、边界品位进行综合研究。