介绍
低品位矿床的特点是矿体中有用金属含量低。采用传统的开采技术和加工工艺，增加了产品成本，一般难以获得预期效益，甚至亏损。因此，许多矿山往往“吃富丢贫”，丢弃大量的贫矿体或低品位矿体，甚至造成永久性损失，造成地下有限资源的极大浪费。低品位矿床属于地下难采矿床。
我国大、中、小型矿山的各种矿床中普遍存在低品位矿脉或矿体类型。近十年来，随着许多矿山资源的枯竭，为了满足国内经济增长的需要，提高企业的经济效益，延长服务年限，各矿山企业与科研院所密切合作，开展了各种低品位矿床采矿新方法的研究。
一是低品位矿床传统开采技术的进步
从国内外矿山生产实践来看，传统采矿方法在低品位矿床中的应用主要存在以下问题:
(1)开采工艺复杂，开采效率低，开采经济效益差。而且，随着矿石品位的下降，采矿的经济效益也急剧下降。这是许多矿山放弃大量低品位矿脉或矿体而不开采的根本原因；
(2)矿石损失贫化率也直接影响矿山的经济效益，尤其是矿石贫化率。如果低品位矿脉或矿体的开采技术条件复杂，增加了开采难度，必然导致开采工艺更复杂，开采效率更低，经济效益更差，这也是低品位矿脉或矿体大量流失的另一个重要原因。
近十年来，为充分利用低品位资源，不断改变传统低品位矿脉或矿体开采造成的浪费或损失，我国有色金属矿山进一步研究、试验和寻求更好的新采矿方法，总结出以下思路或方向的经验:
1)大力提高采矿效率和采场生产能力，进一步降低矿石成本；2)大力降低采矿比和各种材料的消耗，进一步降低采矿成本；3)大力降低矿石贫化率，从而进一步降低矿石运输和选矿成本。
总之，降低采矿成本应是充分利用低品位矿脉或矿体资源的主要方向或科研方向。即根据各种矿脉或矿体的特点，因地制宜地研究、试验和应用相应的新采矿方法或“矿致采矿法”。近年来，中国有色金属矿山改进传统采矿工艺，开采低品位矿床，取得了以下进展:
1.在缓倾斜极薄、低品位矿脉(煤层)中，因地制宜改变传统采矿方法的采矿方法和工艺，合理选择分采和混合采矿方法，充分利用上盘围岩的稳定性，合理改变采场结构要素，提供空井田下的放矿条件，采用相应的装运设备，进一步简化采矿工艺，降低各种材料消耗，降低采矿成本，降低矿石贫化率。
2.在缓倾斜中厚低品位矿体中，逐步改变了传统的底板漏斗采矿布置，简化了采切工程，充分利用了围岩的稳定性，合理改变了采场的结构要素，合理选择了采矿顺序，具备了空井田下的采矿条件，推广应用了相应的高效采运设备。 从而进一步减少采场工程量和各种材料消耗，降低矿石贫化率，降低采矿成本，提高采场生产能力；
3.在缓倾斜厚、特厚低品位矿体中，充分利用岩矿稳定性，改变传统的凿岩巷道布置和崩矿方式，合理改变采场结构因素，大幅降低大块产出率，提供空井田下的放矿条件，推广应用相应的高效采运设备，进一步提高采场生产能力，减少采切工程量，降低采矿成本和矿石贫化率；
4.在急倾斜极薄、薄及中厚低品位矿脉或矿体中，合理选择分采或合采方式，合理简化采切布置，充分利用围岩稳定性，为空井田放矿或留矿开采提供条件，进一步降低采切工程量、矿石贫化率和采矿成本；
5.在急倾斜厚、特厚低品位矿体中，从岩矿稳定性出发，合理改变采场结构要素和巷道崩落方式，简化采矿布置，为推广应用高效采运设备提供条件，正确选择采矿顺序，有效控制岩矿地压，减少岩矿接触面，从而进一步提高采场生产能力和采矿效率，降低矿石贫化率和采矿成本。
二、低品位矿床开采的先进技术和方法
(一)浸出采矿技术
溶浸采矿是根据物理化学和化学技术原理，利用某些化学溶剂和微生物，有选择地溶解、浸出和回收矿床、矿石或废石中有用成分的一种采矿方法。它是一门交叉学科，涉及地质学、采矿学、湿法冶金、物理化学、流体力学等。根据浸出技术和方法的不同，溶浸可分为原地浸出、堆浸和原地破碎浸出三种主要方法。
原地浸出法简称“原地浸出”，其显著特点是它是一种采、采、选、冶相结合的采矿方法，在自然埋藏条件下，利用浸出液有选择地浸出异质矿石中的有用成分。堆浸是指用传统采矿方法将矿石提取出来，运出原地，堆放在地下空堆场或巷道中，或运到地表堆场或废石堆场，然后浸出加工成商品的方法；原地破碎浸出法是在露天或地下碎胀补偿空房内，利用爆破或地压手段，将矿石就地破碎，然后进行浸出，浸出液通过集液系统送至浸出车间，制成合格产品的方法。
随着现代化的发展，我国激增的矿石需求与我国矿产资源多为“一穷二杂三穷”的矛盾日益突出。溶浸采矿可以更好地回收常规采矿方法无法回收的低品位矿石、难选矿石和废石中的有用成分，拓宽了地下矿产资源的利用范围，增加了矿石储量，为满足中国工业对矿石产品日益增长的需求开辟了新的途径。此外，与传统采矿方法相比，溶浸采矿具有环境污染小、生产成本低等明显优势，因此溶浸采矿技术在低品位矿床开采中显示出广阔的应用前景。
长期以来，国内外学者对溶浸采矿的理论和实践给予了极大的关注。特别是20世纪70年代以来，美国、加拿大、前苏联、澳大利亚等国家在溶浸采矿领域开展了大量的研究。据不完全统计，目前国外浸出生产的金属铜约占总产量的30%，金属铀约占总产量的20%，黄金产量约占25%。
目前，国内外溶浸采矿技术已日趋成熟。在铀、铜、金、银等几种主要金属的生产中，浸出采矿技术生产的比重逐年增加。在理论和技术上有所创新和突破，主要表现在以下几个方面:
1.经过多年实践和不断改革，工艺技术日趋完善，如钻井工程的改进；控制淋溶范围，保护和恢复生态环境；浸提液的最佳选择和制备；钻孔网格尺寸的数值模拟:各种控制和监测系统的形成；细菌的培养和菌液的制备；液体分配和液体收集过程；设施、输送和注入管线的防腐；防止渗漏的技术；控制爆破块度；在浸出和提取技术的改进方面积累了丰富的经验。
2.许多学科的最新成果紧密结合在一起。如矿床成因新理论、湿法冶金中的离子交换和溶剂萃取；石油开采的钻井、固井和完井技术；水文地质学中的流体力学和渗流理论。在矿床学、地质学、地球化学、水文地质学、采油技术、湿法冶金、矿物加工和常规采矿的相互渗透和影响下，溶浸采矿迅速发展。
3.溶浸采矿理论的研究，在溶浸的热力学条件和动力学机理、细菌溶浸机理、多孔介质流体动力学、计算机模拟等方面取得了大量的成果。
(2)溶浸采矿的关键技术
1.控制地下浸出矿石块度的挤压爆破技术
在地下破碎浸出过程中，矿石的爆破破碎效果将直接影响地下浸出率。根据具体情况和条件，研究和设计有效的控制矿块尺寸的爆破技术是地下溶浸的关键之一。通过采用自拉槽空小补偿一次挤压综合放矿技术，成功实现了数万吨爆破的矿石块度控制，满足了地下矿石浸出工艺对岩石块度的要求。起爆方案为:毫秒延期不导电管爆炸和导爆索复合起爆。具体爆破网络设计方案为:双排多排一次微差爆破。
2.网状液体与静态液体流动系统控制技术
向下垂直扇形孔设计，进行静态渗透布液，保证布液均匀，不留死角。设计了一种全新的地下浸出液流动系统模拟试验方法，考察了不同布液方式、布液强度、喷淋系统、矿石破碎等因素对浸出液流动的影响，为工业浸出生产各种工艺参数的确定提供了设计依据。工业生产表明，设计的布液方案正确，液流系统平衡，无浸出径流形成，浸出效果好，浸出液浓度高达5.6g/L。
3.灌浆防渗与清淤相结合的综合集液技术。
集液是地下浸出的关键环节。如果浸出富液得不到有效收集，不仅会造成铜的损失，还会污染地下水。一方面通过导流孔导流收集渗滤液，另一方面通过灌浆孔进行防渗灌浆。采用灌浆孔口循环的半循环灌浆技术。工业生产表明，该技术应用效果良好，液体收集率达到92.18%。地下水环境监测数据也证实，地下水的pH值、S042-、Cu2+和Fe3+浓度均符合《地下水环境评价》(GB/T14848-93)中《地下水质量标准》的三级标准。
(3)水溶采矿在低品位矿床开发中的应用
1.低品位铜矿石
为开发利用铜矿峪铜矿大量难选低品位氧化矿资源，1997年至2000年，北京矿冶研究总院、中条山有色金属公司、长沙矿业研究总院合作攻关国家九五科技攻关项目“难选难选低品位铜矿地下浸出试验研究”，形成了“网状布矿、静态渗透、注浆封底、综合集液”的地下矿山成套技术特征。
1997-2001年，通过北京矿冶研究总院和寿王坟铜矿的共同努力，完成了国家财政部资助的“寿王坟铜矿空地区储矿现场细菌浸出技术研究及产业化”项目。对于低品位混合铜矿，浸出率达到68.11%，收液率达到93.48%，为优良指标。实现了我国数万吨铜资源原地细菌浸出的工业化生产，实现年直接经济效益914.32万元，社会效益显著。此外，黑龙江省多宝山铜矿首次实现了我国寒冷地区地下低品位氧化铜矿的首次堆浸。在防冻方面，采用埋在矿堆中的滴管布液法，效果很好。
紫金山铜矿生物提铜技术研究。在实验室小型试验和扩大试验的基础上，进行了300t/a和1000t/a的现场工业试验。铜的浸出品位为0.42% ~ 0.88%，浸出周期为180 ~ 240天，铜浸出率为75.68% ~ 80.84%。铜的电气质量达到国家A级铜标准。技术创新包括:①改良和应用土著微生物，获得驯化菌和诱变菌，提高耐酸性和浸出效率；②成功研究了适合高硫铜比铜矿特点的生物堆浸工程技术、酸铁平衡技术和除杂技术；③成功开发了高温多雨地区生物堆浸工艺水平衡技术；根据紫金山含砷低品位铜矿的特点，与传统的选矿-火法冶金工艺相比，该工艺较好地解决了砷污染问题。开发的技术及其指标处于国内领先地位，达到国际先进水平。紫金山铜矿已形成国内首条千吨级地下开采-生物堆浸-萃取-电积生产线，累计生产阴极铜3209t，经济效益2590万元。利用该技术成果建设的紫金山万吨生物提铜矿山基本建成，铜储量146万吨的紫金山大型低品位硫化铜矿实现规模化开发，预计年经济效益1.84亿元。该技术具有成本低、环境友好、经济效益显著的优点，可广泛应用于我国低品位和偏远地区铜矿资源的开发。
2.离子稀土
采用原地控速浸出采矿法开采离子型稀土矿，基本不破坏矿山植被，不产生剥离和尾矿污染。由于浸出电解质溶液是从风化层上部注入，进入风化层下部，还可以渗透到半风化层、微风化层和花岗岩基岩中，大大提高了稀土资源的利用率。地浸采场面积从几千平方米到几万平方米不等，矿石几万到几十万吨，稀土几十到几百吨。矿山的生产能力比池浸提高了一倍，不仅大大改善了工人的劳动条件，而且大大降低了生产成本。由于采用碳酸铵沉淀，上清液循环闭路使用，浸出的电解质消耗比池浸工艺低，不需要建设一系列高成本的浸出池，因此吨稀土成本比池浸工艺大大降低。寻乌稀土矿生产公司探索溶浸采矿法开发离子型稀土矿已近十年，部分矿区取得了一定的成功。
第三，低品位矿床开采面临的形势
近年来，虽然我国有色金属工业在低品位矿石利用方面取得了一些成绩，但仍存在许多问题。
首先，低品位矿石利用发展不平衡。大多数矿山已开展了低品位有色金属矿的利用，但发展缓慢且不平衡。开发利用低品位矿山，往往是一项社会效益大于经济效益的事业，是一项“古为今用，利在千秋”的事业。其次，低品位矿石利用的相关实验研究的深度和广度不够。许多矿山对低品位矿石的利用没有形成系统科学的管理体系，使利用工作达不到品位和规模。因此，在矿石采选过程中，在回收主要产品的同时，应改进工艺流程，提高综合利用率。三是低品位矿石利用率低。据介绍，目前我国伴生组分综合回收率超过70%的企业不到40%，有色矿山伴生金选矿回收率一般只有50% ~ 60%，伴生银回收率为60% ~ 70%，与国外指标相差10%左右。第四，中国目前的矿业税太重。从1994年1月起，新的税费制度开始实施，有色矿山企业税费增加了15%左右，这就使得大多数企业不可避免地采取了富者弃贫，以暂时降低过高的税收。
四。加强低品位矿床开发的对策
(一)进一步转变观念，提高对低品位矿石利用的认识。企业应树立长远的战略观念，把低品位矿石的利用作为实现矿业可持续发展的必要措施，在经济合理的前提下，逐步提高低品位矿石的综合利用率。
(二)加强地质勘探，合理确定矿山边界品位和行业最低品位。国家应组织力量，进一步勘探全国的矿产资源，在寻找新矿山的同时，努力挖掘老矿山的潜力，重新确定老矿山的边界品位，使过去废弃的废石可以作为低品位矿山，特别是老空地区和崩落区的残铜残金资源的综合回收。
(3)提高矿山的科技含量，加强科学技术研究。首先，要加强低品位矿产资源调查，摸清低品位矿产资源的数量、类型和质量，根据不同类型低品位矿产资源的不同特点，做好经济评价，因地制宜地寻找低品位矿产资源利用的先进设备、新技术、新工艺，特别是要加强浸出采矿方法的研究:①进一步加强难选矿物浸出采矿技术的研究；(2)扩大浸出采矿应用范围的试验研究，使浸出采矿技术回收更多种类的金属，并加强研究，使浸出采矿能够大规模工业化；③注重原地浸出技术的研究。原地浸出是回收低品位金属矿床的最有效方法，尤其是在地表下不允许崩落的情况下。
(4)加强管理，制定相关管理规定。对低品位矿山的利用，要组织专门队伍负责，从调查、经济评价、科学技术研究到最后开发利用，实行综合管理。每个环节都要有专家把关，管理团队要互相协调，互相制约。同时，制定低品位矿石利用的具体实施细则，使低品位矿石的开发利用真正纳入矿山企业的正常生产轨道。
(5)减免税收，缓解压力。为了鼓励矿山企业利用低品位矿山，国家应该给一些优惠政策，给矿山更多的优惠政策。
