第31卷第1期2009年2月甘 肃 冶 金G ANS U MET ALLURGYVol.31 No.1Feb.,2009文章编号:167224461(2009)0120034203小铁山矿床铜矿与铅锌矿分采工程研究及经济评价李克强(白银有色集团有限公司小铁山矿,甘肃白银730900)摘要:小铁山矿由于原矿为铜、铅、锌、金、银多金属矿石。
矿石有价元素品位高,但选矿铜与铅锌分离难,为难选矿种。
铜、金、银回收率低,精矿品位低,且铜精矿中铅锌含量较高,资源浪费大。
本文针对矿产资源特点,提出了铜矿石与铅锌矿石分采、分选技术方案,从采矿角度出发分采铜矿石,使铜金属回收率大幅度提高。
文中详细进行了技术论证和经济评价,以确保矿产资源能高效回收利用,有效提高企业经济效益。
关健词:分采工程;多金属矿;回收率;经济评价中图分类号:T D852文献标识码:A1引言 小铁山矿床是一个以铜、铅、锌为主,伴生大量金银的多金属黄铁矿型硫化物矿床,矿区探明地质储量1052万t,其中铜金属量127171万t,铅金属量382150万t,锌金属量591907万t,金21t,银840t。
矿床1980年正式投产,经几次采矿方法试验及技术改造,现采用上向巷道式尾砂胶结充填采矿法,设计能力30万t/a,现已累计采选矿石734.95万t。
一直以来,矿山采用铜、铅、锌多金属混合采矿及选矿,至2006年选矿金属回收率铜:62.02%、铅: 81.00%、锌:89.01%、金:88.61%、银:86.55%、硫: 64.99%。
因矿石成分复杂,矿石难选,选矿指标难以达高。
严重影响矿山经济效益。
尽管多金属选矿系统多年来一直在选矿工艺方面进行技术改造、技术攻关,但指标仍未上去。
为充分回收利用国家宝贵矿石资源,积极增加企业效益,本文特提出铜矿与铅锌矿分采的可行性研究。
2矿床资源状况2.1矿床地质特征 小铁山矿床为白银矿床的一部分,位于北祁连加里东期优地槽褶皱带东端,区内出露一套分异剧烈、岩性复杂的从基性到酸性、从火山熔岩到火山碎屑岩的火山岩系列。
小铁山矿含矿围岩主要为富钠的酸性火山碎屑岩———石英角斑凝灰岩。
矿体围岩还有千枚岩、绿泥石片岩、角闪玢岩等,围岩均遭强蚀变作用,底盘为石英钠长斑岩。
矿体主要包括块状矿体,浸染状矿体和脉状矿体。
上盘以块状矿体为主,下盘基本为浸染状矿体。
矿体规模大小不等,最长达300多米,厚50多米,延伸600多米,最小者则长几米,厚几十厘米,延伸几米。
矿体形态复杂,主要呈似层状、透镜状、不规则扁豆状等产出。
矿体分枝复合,膨胀狭缩,尖灭再现现象极为普遍,产状与围岩及片理方向一致,大致为走向N40°～60°W,倾向S W,倾角60°～90°。
矿石按其构造的不同和物质成分上的差异,分六类:块状铜、铅锌矿石、块状含铜黄铁矿石、浸染状铜铅锌矿石、浸染状铅锌矿石、浸染状铜矿石、块状黄铁矿石。
根据采矿实际需要,目前把矿石分为三类,即块状铜铅锌矿石、浸染状铜铅锌矿石、块状黄铁矿石。
2.2矿石工艺性质2.2.1矿石物质组成 矿床矿石矿物组成复杂,矿物种类达80多种(见表1)。
主要矿石矿物为:黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等,主要脉石矿物为:石英、斜长石、绿泥石、绢石母、重晶石等。
矿石的化学成分比较复杂(见表2)。
金属主要赋存于块状矿石中,伴生金银含量较高,一些稀散元素也见有综合回收价值。
2.2.2矿石的结构构造 由于成矿的多期性、复杂性,使得矿石的结构构造趋于复杂化,矿石原生结构构造几乎无存,受构造作用影响矿石结构主要为自形-半自形、他形晶粒结构、交代残余结构、压碎结构等。
表1小铁山矿床矿石主要矿物类型矿石类型主要矿物次要矿物微量矿物块状铜铅锌矿石黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿黝铜矿,毒砂,磁黄铁矿,胶黄铁矿,白铁矿,金红石,钛铁矿,异极矿,纤锌矿,菱锌矿,铅矾,铜兰,辉铜矿,斑铜矿自然金,自然银,银金矿,金银矿,辉铜矿,螺状硫银矿,角银矿,蹄银矿,自然铋,辉铋矿,矾铅矿,彩钼矿,硫锑铅矿,矾铋铅矿,硫铜银矿,纤铁矿浸染状铜铅锌矿石黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿(锑,砷)黝铜矿,毒砂,磁黄铁矿,胶黄铁矿,白铅矿,金红石,钛铁矿,异极矿,纤锌矿,菱锌矿铜兰,辉铜矿,自然金,银金矿,斑铜矿,钛铁矿,赤铁矿,磁铁矿,硫锑铅矿,硫铜银矿,辉钼矿,纤铁矿块状黄铁矿石黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿(锑,砷)黝铜矿,金红石,钛铁矿,白铅矿,白铁矿,菱锌矿,磁黄铁矿纤锌矿,自然金,银金矿表2小铁山矿床矿石主要化学成分(%)矿石类型Cu Pb Zn S Au(g/t)Ag(g/t)Fe Si O2Cd A l2O3块状矿石 3.60 4.667.0040.97 4.8822032.9 3.530.0750.95浸染状矿石0.30 1.33 2.8210.150.6246.58.9057.550.0150.14黄铁矿石0.710.64 1.1829.10.51728.418.450.016 6.62矿石类型Ca O Mg O A s B i Sb Se I n Ti O2Tl块状矿石0.290.40.1290.0560.0190.01220.00140.0310.00064浸染状矿石0.400.840.0250.0020.01950.0009<0.00050.220.0002黄铁矿石0.217.690.0240.0088<0.0050.0038<0.00050.120.00022.2.3矿石的连生性与解离性 小铁山矿床矿石矿物组成复杂,种类繁多,嵌布关系多,粒度细而不均匀,矿物嵌布粒度铜矿60%～70%、方铅矿65%～75%、闪锌矿50%～60%小于0.074mm,金矿物55%分布在0.5～0.07mm之间,主金属矿物分离难,矿物解离单体很难达80%以上,矿石属难选矿石。
混合回采对选矿回收率的进一步提高造成不利因素,但是不同矿种因其工艺性质不同,对选矿影响相对较小,如铅锌矿石送铅锌选矿系统铅锌综合回收率达180%以上,而铜矿石单选回收率可达95%以上。
只有矿石分采分离选矿才能根本上清除影响回收率的负面影响。
2.3矿体分布特征及地质储量2.3.1矿体分布特征 小铁山矿床矿体具明显的分带性,矿化带内上盘至下盘不同类型矿体成规律分布,依次为块状铅锌铜矿体,浸染状铜铅锌矿体,块状含铜黄铁矿矿体、浸染状铜矿体。
在矿床深部矿体分带特征更为显著,上盘为块状铜铅锌矿体、浸染状铅锌矿体,下盘为块状铜矿体、浸染状铜铅锌矿体(含铜较高,而铅锌含量较低)。
特殊的分带特征给矿石分采创造了良好的条件。
2.3.2地质储量 小铁山矿探明地质储量1052万t,平均地质品位见表3。
表3小铁山矿平均地质品位(Au、Ag单位为g/t)名称Cu Pb Zn S Fe A s Sb B i Cd I n Ga Ti Se Au Ag A l2O3品位(%) 1.24 4.06 6.1319.2622.390.060.040.0140.0350.00070.00230.00180.0063 2.28126.15 3.96 就有价元素含量而言,该矿床是一个中型铜矿、中型铅锌矿及大型金银矿的集合体。
矿山经多年多次技术改造,现采用上向巷道式尾砂胶结充填法。
设计能力30万t/a,生产能力近几年维持在30～33万t/a,截止2006年已采出矿石734.95万t,七、八中段保有储量192.46万t,其中铜金属2.80万t,铅金属8.15万t,锌金属11.60万t。
八中段以下地质队提交储量109万t,经过加拿大明科公司地质探矿,计算地质储量:西部401万t,东部预计150万t,储量增加442万t。
从现有地质资料分析,储量还有进一步增加的可能。
3分采工程方案3.1工程目标 采用铜矿、铅锌矿分采分选技术,向选矿厂提供两种品质的矿石(铜矿石和多金属矿石),改变由于混合入选矿石性质的复杂性导致选矿回收率不高,企业经济效益低下,以及资源浪费的局面。
53第1期 李克强:小铁山矿床铜矿与铅锌矿分采工程研究及经济评价 3.2工程建设内容 多金属选矿厂对小铁山矿石的选矿问题一直是一个大难题,就选矿回收率技术攻关一直没有停止,目前小铁山矿石的回收率,与国内外同类型矿山相比,只有Pb、Zn回收率相近,提高Cu、Au、Ag、S的回收率大有潜力。
要在重点抓住铜,带动金银这一方向指导下进行科技攻关,加强经营管理,提高企业经济效益。
在选矿技术提高无望的情况下,从采矿方面着手,改变采矿技术方案,改变入选矿石性质和质量,从而改变企业经营状况,是采选系统切实可行的途径。
根据矿体分布特征及巷道式采矿特点,对矿区内单独铜矿体及部分高铜低铅锌矿体进行单独回采,铜矿石与铅锌矿石分别贯入不同的溜井并在提升运输环节上分离,铜矿石入选铜系统,铅锌矿石入选多金属系统。
这样既没有改变基本采矿方法,也没有增加采矿成本,只需要对矿石回采及运输方面加强管理,就可以做到矿石的分采、分选。
小铁山矿石的选矿回收率可以大幅度提高,企业经济效益将进一步提升。
4经济评价4.1生产技术指标 以2006年度生产经营指标为例,小铁山矿床采矿主要经济指标见表4,多金属选矿主要安全指标见表5。
表4小铁山矿主要技术经济指标指标名称出矿量(万t)采矿成本(元/t)供矿品位(%)贫化率(%)损失率(%)采掘比指标31.35 1.538.810.558.48 4.55表5多金属选矿系统技术指标(处理量310310.79t)产品名称产量(t)产率(%)品位(%)回收率(%)Cu Pb Zn S Au Ag Cu Pb Zn S Au Ag铜精矿9533.252 3.0718.729.838.728.4313.17751.2562.029.82 5.57 5.2520.6623.67铅锌精矿48800.56315.73 1.7715.8327.1930.698.01366.8429.9481.0089.0029.0064.2959.17硫精矿45778.82514.750.190.550.7142.36 1.1937.78 1.54 1.47 1.2821.528.9710.26尾矿204646.5965.950.050.190.20 6.960.1810.02 3.28 4.07 2.7627.58 6.02 6.77原矿310310.791000.93 3.07 4.8016.65 1.9697.5100100100100100100损失1551.5540.54.2经济效益评价 ⑴通过铜矿石、铅锌矿石的分采分运,提高了选矿厂入选矿石的性质和质量,使在选厂工艺及单位矿石处理成本未增加的情况下,提高了精矿的品位及铜、金、银的回收率。