黃俊瑋， 劉 磊， 馬 馳， 王守敬， 趙恒勤， 譚秀民

(中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所,國(guó)家非金屬礦產(chǎn)資源綜合利用工程技術(shù)研究中心,自然資源部多金屬礦評(píng)價(jià)與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,鄭州 450006)

0 引言

祁漫塔格地區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)與青海省交界處，橫跨阿爾金成礦帶和東昆侖成礦帶，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，礦產(chǎn)資源豐富[1-3]。自21世紀(jì)初，國(guó)土資源大調(diào)查實(shí)施以來，在祁漫塔格地區(qū)先后發(fā)現(xiàn)了卡爾卻卡銅鉬礦、野馬泉地區(qū)鐵多金屬礦、夏日哈木鎳多金屬礦、四角羊—?？囝^大型多金屬礦床等一大批礦產(chǎn)資源，顯示出該區(qū)域廣闊的找礦前景[4-6]。歷年來廣大地質(zhì)工作者對(duì)祁漫塔格地區(qū)各類型礦床的成礦特征及成因、找礦前景、找礦方法等一系列地質(zhì)問題進(jìn)行了研究，形成了眾多的成果[7-9]。

近年來隨著國(guó)內(nèi)礦業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展，祁漫塔格礦集區(qū)內(nèi)的部分礦產(chǎn)資源已完成了開發(fā)利用，但大部分礦產(chǎn)資源還處在待開發(fā)階段，因此對(duì)該礦集區(qū)內(nèi)的礦產(chǎn)資源進(jìn)行可利用性評(píng)價(jià)顯得尤為重要。為了給礦集區(qū)礦產(chǎn)資源的開發(fā)布局優(yōu)化提供支撐，本文通過可利用性等級(jí)劃分的方法對(duì)該礦集區(qū)內(nèi)調(diào)研的15座礦山(礦床)進(jìn)行了可利用性等級(jí)評(píng)價(jià)的探索研究。在研究過程中提出了“選礦回收率修正值”的概念，是大型資源基地綜合地質(zhì)調(diào)查中一次全新的探索。

1 礦石可利用性等級(jí)劃分

在各選礦指標(biāo)中，選礦回收率能較好地反映礦石可利用的難易程度，因此，以選礦回收率為依據(jù)，分區(qū)域、分礦種制定可利用性評(píng)價(jià)等級(jí)表。可利用性評(píng)價(jià)等級(jí)表中各等級(jí)的劃分(易、中等、難)遵循“343原則”，即針對(duì)具體地區(qū)的具體礦種，對(duì)該區(qū)該礦種所有礦山的選礦回收率由高到低排序，達(dá)到前30%所對(duì)應(yīng)的選礦回收率作為劃分易利用等級(jí)與中等利用等級(jí)的界限，達(dá)到前70%所對(duì)應(yīng)的選礦回收率作為劃分中等利用等級(jí)與難利用等級(jí)的界限。本研究中各礦山的相關(guān)數(shù)據(jù)主要來源于中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所的“全國(guó)礦山三率指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)”。

參考“全國(guó)礦山三率指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)”的分區(qū)原則[10]，將全國(guó)根據(jù)地理位置劃分為華北、東北、華東、華南、華中、西南、西北7個(gè)區(qū)域，各區(qū)域根據(jù)“343原則”分別制定可利用性評(píng)價(jià)等級(jí)表，各區(qū)域的礦山根據(jù)本區(qū)域的可利用性評(píng)價(jià)等級(jí)表進(jìn)行可利用性評(píng)價(jià)。本次調(diào)研的礦山涉及銅、鉛、鋅、鐵等礦種，且本次調(diào)研的礦山均在青海省，屬于西北區(qū)，因此分別制定了西北區(qū)的銅、鉛、鋅、鐵礦的可利用性評(píng)價(jià)等級(jí)(表1)。

表1 西北區(qū)銅、鉛、鋅、鐵礦可利用性評(píng)價(jià)等級(jí)

調(diào)研結(jié)果表明： 西北區(qū)所有銅礦的平均原礦品位為1.77%，平均精礦品位為20%左右； 所有鉛礦的平均原礦品位為3.60%，平均精礦品位為55%左右； 所有鋅礦的平均原礦品位為4.40%，平均精礦品位為51%左右； 所有鐵礦的平均原礦品位為35.99%，平均精礦品位為65%左右。

根據(jù)2017年7月西北區(qū)市場(chǎng)行情，品位20%的銅精礦價(jià)格約為8 100元/t，品位55%的鉛精礦價(jià)格約為9 000元/t，品位51%的鋅精礦價(jià)格約為9 300元/t，品位65%左右的鐵精礦價(jià)格約為450元/t。

2 選礦回收率修正值

2.1 定義及其計(jì)算公式

本研究?jī)H從技術(shù)方面對(duì)礦石的可利用性進(jìn)行等級(jí)劃分。研究過程中發(fā)現(xiàn)直接采用現(xiàn)場(chǎng)的選礦回收率進(jìn)行可利用性等級(jí)評(píng)價(jià)時(shí)會(huì)與真實(shí)情況產(chǎn)生偏差，故提出選礦回收率修正值的概念。選礦回收率修正值的計(jì)算公式為

ε1=ε2×K1×K2×K3

。

(1)

式中：ε1為選礦回收率修正值，通過實(shí)際選礦回收率計(jì)算修正得到的數(shù)值，%；ε2為實(shí)際選礦回收率，選礦廠現(xiàn)場(chǎng)或通過選礦試驗(yàn)得到的數(shù)值，%；K1為精礦品位修正系數(shù)；K2為原礦品位修正系數(shù)；K3為精礦有害組分修正系數(shù)。

(1)精礦品位修正系數(shù)(K1)。精礦品位對(duì)精礦的回收率有較大的影響，當(dāng)調(diào)研礦山礦產(chǎn)品的精礦品位大于該區(qū)的平均精礦品位時(shí)，K1取值大于1，反之小于1。K1的計(jì)算可考慮采用價(jià)格比，公式為

(2)原礦品位修正系數(shù)(K2)。礦石的原礦品位很大程度上反映了該礦石可利用的難易程度。一般而言，原礦品位高的回收率較高，相對(duì)易利用； 原礦品位低的選別工藝流程較復(fù)雜、回收率較低、投資較大，相對(duì)難利用。調(diào)研礦山原礦品位大于該區(qū)平均原礦品位時(shí),K2取值大于1，反之小于1；K2取值由原礦品位比確定，原礦品位比的計(jì)算公式為

K2的取值具體見表2。

表2 K2取值表

注：K2的值與原礦品位比呈正相關(guān)， 原礦品位比越大，K2的取值也越大。

(3)精礦有害組分修正系數(shù)(K3)。當(dāng)調(diào)研礦山精礦產(chǎn)品有害組分超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)該系數(shù)取值小于1，超標(biāo)越多取值越??； 當(dāng)調(diào)研礦山精礦產(chǎn)品有害組分不超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)該系數(shù)取值為1； 假設(shè)調(diào)研礦山精礦產(chǎn)品有害組分含量為A，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中要求該有害組分含量的上限為B，有害組分百分比的計(jì)算公式為

。

(4)

K3的取值具體見表3。

表3 K3取值表

注： 若精礦中有多個(gè)有害組分超標(biāo)時(shí)，總的K3值為各個(gè)有害元素K3值的乘積。

通過公式(1)將礦山的實(shí)際選礦回收率計(jì)算成選礦回收率修正值，再通過選礦回收率修正值進(jìn)行礦山的可利用性等級(jí)評(píng)價(jià)。

2.2 計(jì)算礦山(礦床)選礦回收率修正值

對(duì)調(diào)研的15座祁漫塔格礦集區(qū)內(nèi)的礦山(礦床)所回收利用的有用礦物(Cu、Pb、Zn、Fe等)分別進(jìn)行了選礦回收率修正值的計(jì)算，祁漫塔格礦集區(qū)內(nèi)調(diào)研的15座礦山(礦床)的選礦回收率修正值計(jì)算結(jié)果見表4。

表4 祁漫塔格礦集區(qū)調(diào)研礦山(礦床)選礦回收率修正值計(jì)算結(jié)果

由表4可知，青海省格爾木市拉陵高里河下游鐵多金屬礦、青海省茫崖鎮(zhèn)迎慶溝—景忍?hào)|多金屬礦普查Ⅵ礦帶銅鉛鋅銀多金屬礦和青海省格爾木市卡而卻卡銅礦區(qū)B區(qū)Ⅶ號(hào)帶的銅礦物的選礦回收率修正值達(dá)到了100%。其主要原因是這3個(gè)礦山(礦床)精礦產(chǎn)品的品位要大幅度超過西北區(qū)同類型礦山的平均值或精礦產(chǎn)品含有其他計(jì)價(jià)元素(如迎慶溝—景忍?hào)|銅精礦中含842 g/t的銀)，故K1取值較大，為1.28～1.48； 同時(shí)這3個(gè)礦山(礦床)的實(shí)際選礦回收率均較高(80.48%～93.61%)，從而使選礦回收率修正值達(dá)到了100%。對(duì)于選礦回收率修正值達(dá)到100%的情況，可理解為該礦物極易被利用。

2.3 礦山(礦床)可利用性等級(jí)劃分

根據(jù)各精礦產(chǎn)品的選礦回收率修正值，參照對(duì)應(yīng)的可利用性評(píng)價(jià)等級(jí)表，確定各有用礦物的可利用性等級(jí)，再依據(jù)各有用礦物的可利用性等級(jí)，確定該礦山(礦床)的可利用性等級(jí)，礦山(礦床)的可利用性等級(jí)取該礦山(礦床)各有用礦物可利用性等級(jí)的最高值。

祁漫塔格礦集區(qū)內(nèi)調(diào)研的15座礦山(礦床)的可利用性等級(jí)見表5。

表5 祁漫塔格礦集區(qū)調(diào)研礦山(礦床)可利用性等級(jí)劃分結(jié)果

祁漫塔格礦集區(qū)調(diào)研的15座礦山(礦床)中屬于易利用等級(jí)的礦山(礦床)有6個(gè)，占比40.00%，屬于中等可利用等級(jí)的礦山(礦床)有4個(gè)，占比26.67%，屬于難利用等級(jí)的礦山(礦床)有5個(gè)，占比33.33%。

15座調(diào)研礦山(礦床)中的青海省格爾木市尕林格鐵多金屬礦、拉陵高里河下游鐵多金屬礦、那陵郭勒河?xùn)|鐵礦、烏蘭拜興鐵多金屬礦鐵礦、木市四角羊—?？囝^礦區(qū)、野馬泉M4與M5異常區(qū)、肯德可克鐵礦磁鐵礦、虎頭崖礦區(qū)銅鉛鋅銀礦等8座礦山(礦床)已進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性的開發(fā)，建有采礦場(chǎng)或選礦廠。這些已開發(fā)的礦山包括了易利用等級(jí)礦山3座、中等可利用等級(jí)礦山3座、難利用等級(jí)礦山2座。隨著近年來礦產(chǎn)品價(jià)格的大幅度下跌，在調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)這些已開發(fā)了的礦山大部分已停產(chǎn)，只有少量的如青海省格爾木市拉陵高里河下游鐵多金屬礦、虎頭崖礦區(qū)銅鉛鋅銀礦等達(dá)到中等可利用等級(jí)以上的礦山(礦床)仍在生產(chǎn)中，因此從礦產(chǎn)資源可利用性的技術(shù)層面分析，可利用等級(jí)達(dá)到中等以上的礦山(礦床)應(yīng)進(jìn)行優(yōu)先部署開發(fā)。

3 結(jié)論

(1)依托“全國(guó)礦山三率指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)”，以選礦回收率為依據(jù)對(duì)青海祁漫塔格礦集區(qū)內(nèi)的部分礦產(chǎn)資源進(jìn)行了可利用性等級(jí)評(píng)價(jià)。

(2)在評(píng)價(jià)過程中，分區(qū)分礦種制定了可利用性評(píng)價(jià)等級(jí)表，提出了“選礦回收率修正值”的概念及其計(jì)算公式。

(3)分別對(duì)祁漫塔格礦集區(qū)內(nèi)15座礦山(礦床)的選礦回收率修正值進(jìn)行了計(jì)算，根據(jù)選礦回收率修正值確定了這些礦山(礦床)的可利用性等級(jí)，其中易利用的占比40.00%，中等可利用的占比26.67%，難利用的占比33.33%。