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矿产资源指标(矿产资源综合利用技术指标及其计算方法)

矿产资源指标(矿产资源综合利用技术指标及其计算方法) 矿产综合利用工业指标

一、制定矿产资源综合利用工业指标的基本原则

矿产资源综合利用工业指标的制定是合理圈定矿体的重要依据。

工业指标是在目前的技术经济条件下,工业部门对矿产质量和开发条件的要求;是评价矿床工业价值、圈定矿体、计算储量的标准;而且要合理开发和利用矿产资源;确定可采范围和指导开采的主要依据。工业指标参数,即储量计算的各项物理指标应符合矿床地质特征,充分利用矿产资源,具有良好的经济、社会和环境效益。一般而言,在制定工业指标时应把握以下基本原则:

一、矿产勘查的目的是寻求各种矿物原料,以满足生产生活的各种需要。不同的需求(用量或用途)有不同的衡量标准。在制定工业指标时,必须充分考虑当前国民经济对该矿产的需求和矿床开发的经济效应。了解和研究国内外市场的需求情况和发展趋势。影响需求和经济效果的因素很多,而且往往随着条件的变化而变化。如一些低品位矿因易采易选、多组分共享,需求量大,生产成本低,经济效果好;由于新的应用领域的不断开发,一些矿物的价值翻了一番;有些矿物已经被新产品取代而无人问津,比如被搁置的蓝石棉;由于技术进步,一些工业指标有所下降;有些矿物受欢迎,价格上涨,有些矿物滞销,价格下跌,等等。充分考虑需求情况是合理制定工业指标的重要原则。

其次,地质条件是制定产业指标的基础。只有工业指标符合特定矿床的地质特征,才能保证矿体圈定的合理性和完整性,有利于矿床的开采和资源利用率的提高。如某矿区按原工业指标圈定的矿体呈脉状,规模小,开采成本高。之后适当降低品位要求,圈出一个完整的大矿体,适合露天开采,效益大大增加。再比如铁矿,铁的赋存状态非常复杂,有磁铁矿、黄铁矿、硅酸铁、碳酸铁等。目前工业上只能回收磁铁矿,但原有指标是根据全铁含量来划定矿体,导致一些技术上不可行、经济上不合理的矿石被圈定在矿体中。再比如一个多金属矿,原来指标是根据锌含量圈定的,但是开采的时候发现很大一部分矿石矿物主要是菱铁矿,无法利用。因此,有用成分的赋存状态和技术性能;有用成分的分布和规律性;开采矿床的技术条件都是制定工业指标必须认真研究的问题。

再次,随着矿产勘查开发技术的提高,可以认为几乎所有矿床都是综合的。矿床中除主要矿物外,还有多种共生矿物和伴生矿物。有用的造岩矿物、剥离岩石、脉石和尾矿;部分煤成气、卤水和含矿水可综合利用;有些矿物还具有用于淘金的特性。矿产资源的综合勘查、综合评价和综合利用是提高矿床经济价值、增加矿山企业效益的重要原则。它也是广泛开采矿产资源,获得更多金属、非金属、贵金属和稀有分散元素的重要途径,是改善环境和减少“三废”的关键措施。综合矿产与各种组分共生,在地质、技术(开采、加工)、经济上密切相关,不可分割。必须对它们进行综合研究和评价,用综合指数评价法代替单一指数评价法。综合矿床具有一定的复杂性,需要从矿床的具体地质特征出发,研究选择适合矿区地质特征的综合指标体系和综合圈定矿体、计算储量的方法。

第四,技术上可行和经济上合理是评估矿藏工业价值的原则,也是制定工业指标的原则。工业指标的制定必须有综合的地质、技术和经济论证数据。工业指标的制定必须经过多方案比较、系统分析和方案选择,使整体效益达到最优。在制定工业指标时,要认真调查研究,找出地质、技术、经济的相关条件和因素,以及这些因素之间的关系,然后进行计算分析,识别和揭示各种矛盾,进一步深化研究问题。最后,根据计算分析结果,对各种影响因素进行综合评价和系统分析,找出最优的工业指标方案。

第五,中国幅员辽阔,各地区经济发展很不平衡,交通条件和对矿产的需求差异很大。工业上对矿物的最基本要求是提取的矿石的平均品位。为了保证既定的最低利润,最低品位的矿石必须能够抵消成本。这种投入与产出的平衡与国家或地区的经济状况、采矿、选矿和冶金的技术条件和管理条件、国内外市场矿产品的供求状况、价格变化等因素密切相关。它还与采矿过程不同时期或阶段的不同条件有关。届时,当地急需和紧缺的矿种可适当降低品位指标;适当降级可以使圈定的矿体更加完整,有利于提高开采效率,充分利用资源。因此,工业指标的制定应以当时的当地条件为基础,并随着条件的变化进行必要的调整。过去,一些矿区忽视了不同矿床、矿体或矿石类型之间开采、加工等技术经济条件的明显差异,采用相同的工业指标,往往造成不良后果。

二、矿产资源综合利用工业指标的条件和应用

综合矿产中除一种或几种主要组分外,还有各种伴生矿、矿物或元素可供综合开发利用。它们在地质、技术、经济上密切相关,不可分割,应作为一个整体来研究,综合圈定和计算。必须用综合等级指标代替单一等级指标。对于综合矿种,人为划分,孤立地按单一矿种指标进行评价是不正确的。研究综合矿物原料工业指标是提高矿产勘查和开发利用效果的重要条件。它将对合理安排矿产勘查,正确评价矿床工业价值,圈定矿体计算储量,合理确定可采范围,充分开发利用矿产资源起到积极作用。

矿产综合工业指数是整个工业指数体系的组成部分,它是在一般工业指数原则的基础上制定的。但综合矿物中同时存在几种有用成分,这些成分的产出特征、含量、价值、在矿石矿物中的富集程度、社会需求、工业意义等都各不相同或差异很大。因此,除了上述一般原则外,还必须结合各自的具体特点,考虑各种相关因素,才能制定出符合实际的工业指标。

由于综合矿产工业的大部分指标与单个矿床相同,为了突出多组分综合评价的特点,只讨论综合工业品位。

工业品位是多组分矿体或缺失段的最低综合品位要求。按加工多组分矿石的总生产成本计算,是用主成分表示的经济临界品位。是确定表内和表外准备金的边界等级。综合工业品位是对矿石综合经济价值的一种衡量,因此它与主要成分的最低工业品位(或临界品位)在意义和价值上是不同的,应严格区分。

正是基于它们的含量、价值和循环程度,它们被列为共生矿石中的主要共生组分,而循环程度是决定性因素。对于主要元素,主要是基于它们的可回收含量;对于稀有、分散元素、贵金属等成分,主要看其产值。同生矿石中几种主要成分的富集程度不同,部分矿床、矿体或块段均符合工业要求。有的组件达不到有的组件;有的达不到各种成分,但组合起来就达到或超过了单一矿物的工业要求,等等。为了充分合理地利用矿产资源,需要从矿产资源的综合性质和综合经济意义上制定综合工业品位,特别是对于后者,即矿体(块段)中同时存在几种有用组分,但每种组分单独不满足工业品位的要求,且它们在矿石中的含量高于技术上可选的品位,因此将通过几种有用组分的综合技术经济效果来评价矿体(块段)的工业价值。即以综合工业品位作为矿产综合经济价值的衡量标准,即当矿体(或区块)满足综合工业产品要求时,其储量可列为表中储量。

综合工业品位的制定,是在通过勘探基本查明各种有用组分的赋存状态、分布规律、含量水平和回收率的基础上,通过经济技术评价确定各主要组分的最佳截止品位。其具体条件如下:

(1)详细研究了矿体主要成分的分布规律、共生组合和分布稳定性,根据共生组合特征和主要成分含量变化,确定是否有必要和可能对不同灰类或不同技术品位的矿石进行分类。在上述研究的基础上,对各成分的矿化范围、稳定性和连续性、品位和价值进行了测定和比较,确定其中一个为基本成分,其余为主要共生成分。在制定综合工业指标时,也应考虑矿石中伴生组分的价值,但两者应有所区别,不能混淆。

(2)对矿石质量进行了全面研究,查明了矿石的矿物成分和化学成分;查明主要有用成分、伴生有用成分和有害杂质的种类、含量、赋存状态和分布规律;查明矿石中主要脉石矿物的种类和含量,以及与主要矿石矿物的嵌布关系;找出矿石的结构。

(3)根据不同地质勘探阶段的要求,通过试验找出选矿过程中各有用组分的回收方式、富集方向、富集比例、精矿和尾矿品位、磨矿细度、单体分离程度等。

(4)对于直接熔炼或化学处理的矿石,应查明回收方式和实际产量。

(5)应确定综合工业品位计算中涉及的各种成分的直接和间接生产成本,并根据计算公式合理、准确地分配产品成本。共生矿石中几种主要成分的富集程度可以概括为三种基本情况:第一种,几种主要成分都达到工业级;第二类,有的达到,有的失败;第三类,有几个达不到工业级。从有用成分的等级来看,前两种有明显的工业价值,后一种如果以单一成分来衡量,则没有工业价值。只有经过详细计算,综合考虑,才能确定是否具有工业价值。

第二类共生矿至少有一种主要成分达到工业品位,无疑可以构成矿床,但是否有必要制定综合工业品位,进行当量换算?目前有不同的理解。鉴于大多数矿床有用组分分布不均匀,有富矿和贫矿,如何划定贫矿体边界,对于多组分共生矿,仍应综合考虑,按综合工业品位合理划定。这不仅是必要的,而且是可能的。是否采用等效转换取决于所用的方法。

第三种共生矿无疑需要综合考虑。首先要考察各组成部分的储量规模,各组成部分的共生关系,是否有必要和可能分开开采、分选,开采、分选、冶炼的损失率,产品的实收率,产品的产值和生产成本。通过对其工业价值的认真计算和论证,可以合理确定其综合工业等级。对于这种共生矿石,储量规模和加工性能至关重要。如果储量规模大、易采、易选,即使品位低,经过综合考虑,只要有经济效益,还是可取的。

几种主要组分在矿体中的分布和富集,除三个基本条件外,在不同矿床、同一矿床不同矿体、同一矿体不同部位都可能发生变化。采用综合工业等级指数作为评价标准是客观的、接近实际的,可以避免评价误差。例如,辽宁省八家子铅锌矿采用单一金属品位评价法确定矿区工业指标。这种矿石的最低工业品位是0.7%的铅和1.0%的锌。矿区内有三个矿体。一个矿体铅的平均品位为0.8%,每吨矿石可回收铅精矿4.9公斤,价值7.92元。矿体中锌的平均品位为1.1%,每吨矿石可回收锌精矿7.1㎏,价值6.94元;三个矿体含铅0.5%,锌0.6%,银70g/t,硫2.6%,均达不到工业品位,但矿体可同时回收铅、锌、银、硫四种产品,总价值18.67元。这个矿采选成本17元,第一、二号矿体原来是表外矿,全部亏损,第三号矿体原来是表外矿,但是盈利。如果第一矿体的综合品位为0.8%,第二矿体的综合品位为0.66%,第三矿体的综合品位为1.8%,就不会造成工业价值反演的误差。矿山采用综合品位指导综合勘探、综合评价和综合利用后,许多原围岩、岩石包裹体和“无矿”地段成为矿体,扩大了储量,增加了产量,提高了效益,使老矿山焕发了青春活力。确定综合工业品位的一般方法举例。

第一种,即主要成分达到工业级的几个矿体或块段,要特别注意①选择主要元素。哪种元素是圈定矿体的主要元素,对矿体的形态、产状、规模、品位和工业价值,以及勘查、开发和利用的效果有着重要的、决定性的影响。主要元素的选择不能只考虑价值。有些元素价值很高,但变化很大。最好选择含量高、分布广、需求量大、需求稳定的成分作为主要元素。②由于主要素品位高、规模大,如果你能承担全部间接成本,其他共生成分只能负责提取自己的直接成本。这样,在技术可行的条件下,可以降低这些部件的等级要求。在可开采的矿体范围内,与主元素共生和伴生的各元素的平均品位,只能抵消自身提取的成本,才算经济合理。为了充分利用、珍惜和保护不可再生资源,无论其盈利多少,都属于表储量,应该提取利用。③由于矿床往往呈带状,矿体不同部位的主次成分会发生变化,所以主要元素一般以块(或几个口)为单位选取。确定的最低综合工业品位应能保证这些矿物原料的开采、加工和回收,各种矿物商品的总价值能覆盖所需的全部费用。即总产出大于总投入,差额就是产业价值。

第二种成分中的一些达到了工业级,而另一些则没有。有两种情况,一种是元素品位高且稳定,一种是品位低且不稳定。这种情况可以参照上面提到的第一种来处理。第二种是它们不稳定,即有些区域由这种元素主导,有些区域由另一种元素主导。在这种情况下,必须全面圈定。为此,①确定哪些组分参与综合工业品位计算,一般选择占矿石5% ~ 10%以上的相对含量较高、工业价值较高的组分参与计算。②截止品位一般单独制定。如河南灵宝文峪矿区,根据该区矿床特征,采用1.5g/t金和1%铅两种金属及截止品位划定矿体边界,如Pt+Pd、Pb+Zn、Ta2O5+Nb2O5等。,有些放置者也可以用其内容之和。因为截止品位受可选性(一般指尾矿品位)的制约,所以截止品位必须在技术可行的前提下翻倍,即各组分含量必须高于尾矿品位。③综合工业品位是表内储量和表外储量的边界品位,是主要测试分数表示的经济临界品位。继上述文峪矿区之后,该区金、铅组分分布不均,部分地段以金为主,伴生铅、铜、银、硫;在一些地区,铅是主要元素,并伴有金、铜、银和硫。经详细检查,金的综合工业品位为4.5g/t,铅的综合工业品位为4%。

第三,当一个矿体或矿块中同时含有几种有用组分,但每种组分不能单独满足工业利用的要求时,应以几种有用组分的综合技术经济效果来综合评价该矿体或矿块的工业价值,即应以综合工业品位为标准来衡量矿物的综合经济价值。

综合圈定矿体的基本原则是:在参与综合工业品位计算的几个组分中,只要有一个组分达到截止品位,就可以划为一个矿体。但项目平均品位或区块平均品位必须满足综合工业品位最低要求,否则列为表外储量。对矿体进行综合圈定,可以使圈定的矿体形态完整,简化矿石类型,避免人工计算储量的复杂性,大大提高矿产勘查、开发利用的效果和效率。使勘探设计更加贴近矿山生产实际。但过去下达工业指标,较少考虑多组分矿石的特性和综合评价、综合利用的原则。习惯于用单一矿产指数对综合矿产进行定价是不合理的。

如湖南桃林铅锌矿,在地质勘探中,根据工业指标圈出了三类矿,矿体形态结构复杂。实际上,采选分离是不可能的,也是没有必要的,所以在设计生产中,圈定铅、锌、萤石三种类型为铅锌萤石综合矿体。这符合矿区的地质特点和采矿技术的实际水平,有利于提高经济效益和社会效益。

从地质角度看,矿区客观上是一个以萤石为主的综合矿体。历年矿石品位(17年平均值)为铅1.0%,锌1.6%,萤石约14%。铅锌萤石在矿体中紧密共生,消长无明显比例关系。

在采矿技术方面,该区采用高效中深孔崩落法。在走向50m、中部高度40m的采区,带石矿石一次性爆破出来,不同类型的品位矿石不能分开开采。而且综合治理,综合回收铅、锌、萤石效果很好。选矿生产指标见表。

桃林铅锌矿选矿生产指标(%)

成分

原矿品位

精矿品位

回收率

尾矿等级

CaF2

0.88

1.71

14.52

66.4

54.2

96.4

92.9

92.2

66.0

0.05

0.1

5.7

经济上,矿产品有铅精矿、锌精矿和萤石精矿。三种成分在每吨矿石中的存在价值大致相当,分别为13 ~ 14元。基地中任何成分的存在价值都低于矿山的实际开采成本(20 ~ 24元)。因此,这三种矿物没有单独的开采价值,只有综合回收,加上铅精矿中的铜、银和硫的价值,才能在矿山中利用。

 
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