大型銅礦床最低工業(yè)品位分析

景 覓， 劉曉亮

(1.中國恩菲工程技術(shù)有限公司， 北京 100038；2.長沙礦山研究院有限責(zé)任公司， 湖南 長沙 410014)

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大型銅礦床最低工業(yè)品位分析

景 覓1， 劉曉亮2

(1.中國恩菲工程技術(shù)有限公司， 北京 100038；2.長沙礦山研究院有限責(zé)任公司， 湖南 長沙 410014)

礦床最低工業(yè)指標(biāo)，既是圈定礦體計(jì)算礦產(chǎn)資源量的重要指標(biāo)，也是礦產(chǎn)資源評(píng)估、項(xiàng)目建設(shè)可行性研究和影響礦山生產(chǎn)經(jīng)營的敏感指標(biāo)。以某大型擬開發(fā)銅礦山為例，通過對(duì)礦山主要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析，合理調(diào)整和確定在市場經(jīng)濟(jì)條件下的最低工業(yè)品位，指導(dǎo)礦山充分利用資源并取得較好的效益。

最低工業(yè)品位；最低入選品位；儲(chǔ)量；目標(biāo)利潤

0 引 言

礦床工業(yè)指標(biāo)是圈定礦體和進(jìn)行礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)的重要依據(jù)，也是礦山經(jīng)營的重要參數(shù)。礦床工業(yè)指標(biāo)的確定影響到勘探對(duì)象的選擇、礦產(chǎn)資源的利用效率以及礦山生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

最低工業(yè)品位是指礦體的單個(gè)開采塊段中主要有用組分的最低平均品位。也就是說，主要有用組分的含量只有達(dá)到了這個(gè)最低的平均值時(shí)，才具有工業(yè)價(jià)值。最低工業(yè)品位定得過高，可能把一個(gè)完整的工業(yè)礦體圈成支離破碎的小礦體，甚至全部劃為表外礦或廢石，從而造成礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)；最低工業(yè)品位定得過低，可能把表外礦或廢石劃為工業(yè)礦體，降低礦山開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。

最低工業(yè)品位是一個(gè)非常關(guān)鍵的工業(yè)指標(biāo)，不僅影響到礦石量的多少、平均品位的高低以及圈定礦體形態(tài)的復(fù)雜程度，更顯著地影響礦山采選生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 最低工業(yè)品位的計(jì)算

根據(jù)價(jià)值規(guī)律，從礦石中提取的最終產(chǎn)品價(jià)值應(yīng)大于或等于其生產(chǎn)成本，以此作為測(cè)算最低工業(yè)品位的依據(jù)。

設(shè)單位礦石價(jià)值為V，則：

(1)

式中，P為礦石含金屬含稅價(jià)格；T為冶煉加工費(fèi)；a2為礦石入選品位，a2=a1×(1-n1)；a1為礦石地質(zhì)平均品位；n1為礦石貧化率；n2為選礦回收率，對(duì)于低品位銅礦，選礦回收率為n2=(a2-a3)/a2；a3為尾礦品位。

設(shè)單位礦石成本為C，則：

(2)

式中，c1為采礦成本；c2為選礦成本；c3為輔助及管理成本；c4為其它成本。

按V≥C，則有：

(3)

令R=V-C，R為噸礦利潤，則

(4)

代入對(duì)應(yīng)的參數(shù)數(shù)值求解，即可得到對(duì)應(yīng)的最低工業(yè)品位。

2 項(xiàng)目實(shí)例

某大型銅礦位于我國西南高海拔地區(qū)，探明加控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量26227萬t，含銅品位平均0.47%，銅金屬量123.2萬t。設(shè)計(jì)采用平硐開拓，自然崩落法開采。

工業(yè)指標(biāo)計(jì)算涉及到的金屬價(jià)格及成本取值見表1。

表1 工業(yè)指標(biāo)計(jì)算參數(shù)取值

冶煉加工費(fèi)的變化取決于市場供求關(guān)系、金屬價(jià)格、精礦品質(zhì)等因素，為便于分析，不同銅價(jià)下的冶煉加工費(fèi)按表2取值。

表2 不同銅價(jià)下的冶煉加工費(fèi)取值

對(duì)于同類型的礦石，當(dāng)入選品位變化時(shí)，選礦回收率也會(huì)變化。一般情況下，隨著原礦品位的降低，尾礦品位也逐漸降低，但原礦品位降低到一定程度時(shí)，尾礦品位不能繼續(xù)降低，而是趨向一個(gè)定數(shù)。本文為簡化計(jì)算，假定尾礦含銅品位為0.064%固定不變，計(jì)算不同入選品位下的選礦回收率，見表3。

表3 不同入選品位下的選礦回收率 /%

2.1 項(xiàng)目最低工業(yè)品位的確定

根據(jù)礦體賦存情況及地質(zhì)鉆孔資料數(shù)據(jù)，建立地質(zhì)分析模型，可到不同工業(yè)品位下圈出的礦體礦石量、平均礦石品位及金屬量，見表4。

表4 工業(yè)品位分級(jí)表

根據(jù)表4數(shù)據(jù)，進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，得出礦石含銅平均品位與工業(yè)品位之間的關(guān)系，當(dāng)工業(yè)品位分級(jí)區(qū)間為0.10%～0.30% 時(shí)，礦石平均品位介于0.34%～0.48%之間(見圖1)。

圖1 不同工業(yè)品位下的礦石平均品位

根據(jù)公式(4)，令R=0，代入表1、表2和表3中的參數(shù)，可求解得對(duì)應(yīng)的最低工業(yè)品位，見表5。

表5 最低工業(yè)品位估算

從表5中計(jì)算的結(jié)果可知，當(dāng)最低工業(yè)品位為0.219%時(shí)，按照該品位圈定的礦體平均品位為0.355%，在銅價(jià)為5萬元/t時(shí)，單位礦石的收入和成本剛好持平，因此，0.219%為計(jì)算得出的最低工業(yè)品位。

2.2 目標(biāo)利潤最低工業(yè)品位的確定

所謂目標(biāo)利潤品位是指高于盈虧平衡地質(zhì)品位的品位，其差值大小取決于企業(yè)年度確定的目標(biāo)利潤的大小。根據(jù)上述計(jì)算，當(dāng)基準(zhǔn)銅價(jià)取值為5萬元/t時(shí)，理論上礦塊最低工業(yè)品位為0.219%時(shí)即可保本。由于采選規(guī)模和工藝流程基本固定，正常生產(chǎn)情況下，井下投入的采礦工程按現(xiàn)行做法已基本進(jìn)入當(dāng)年度生產(chǎn)成本，所以礦塊最低工業(yè)品位的確定主要根據(jù)產(chǎn)品市場價(jià)格和年度目標(biāo)利潤進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，在市場價(jià)格確定后，應(yīng)根據(jù)年度目標(biāo)利潤計(jì)算年度目標(biāo)利潤平均入選品位。

參考項(xiàng)目可研數(shù)據(jù)，項(xiàng)目達(dá)到基準(zhǔn)收益水平時(shí)其單位利潤約為單位礦石總成本的50%左右。若以單位利潤達(dá)到單位總成本的50%為企業(yè)的經(jīng)營效益目標(biāo)，那么計(jì)算得出的最低工業(yè)品位見表6。

表6 目標(biāo)利潤下的最低工業(yè)品位計(jì)算

可見，若企業(yè)期望達(dá)到預(yù)期的利潤目標(biāo)，則最低工業(yè)品位取值不能低于0.304%。

2.3 特定條件下的最低可采/可選礦石品位

由于固定成本和部分作業(yè)成本是相對(duì)固定的，對(duì)于已采下的低品位礦石，其后續(xù)成本主要是井下提升成本、運(yùn)輸成本、地面汽車運(yùn)輸成本和選冶作業(yè)成本；掘進(jìn)副產(chǎn)礦石的后續(xù)成本則是地面汽車運(yùn)輸成本和選冶作業(yè)成本，按公式計(jì)算，仍有盈利的情況下就應(yīng)最大限度地綜合利用，具體礦石選礦最低可入選品位應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)產(chǎn)品價(jià)格和后續(xù)工序成本計(jì)算確定，并在計(jì)算的基礎(chǔ)上略為上調(diào)，以彌補(bǔ)不可預(yù)見的風(fēng)險(xiǎn)。

假定礦體局部某礦塊，其平均礦石品位較低，但該區(qū)域掘進(jìn)工程已經(jīng)完成，那么其后續(xù)處理加工成本為回采、運(yùn)輸、提升、地面運(yùn)輸、選冶成本。扣除掘進(jìn)成本1.75元/t礦石(項(xiàng)目可研指標(biāo))，計(jì)算可得該低品位礦塊最低可采品位為0.35%，較盈虧平衡時(shí)的最低工業(yè)品位0.219%高。若是掘進(jìn)過程中的副產(chǎn)物，則其采礦成本中應(yīng)僅考慮提升運(yùn)輸、選冶成本，此時(shí)計(jì)算得出的最低可選品位為0.281%，仍高于盈虧平衡時(shí)的最低工業(yè)品位0.209%。計(jì)算參數(shù)及結(jié)果見表7。

表7 特定條件下的最低可采/可選礦石品位

2.4 不同銅價(jià)、成本下的最低工業(yè)品位

在其它因素不變情況下，假定項(xiàng)目預(yù)期的成本利潤率目標(biāo)不低于0.5，則在不同銅價(jià)下求解得出的最低工業(yè)品位見圖2。

圖2 不同銅價(jià)下的最低工業(yè)品位

可見，在銅價(jià)為5萬元/t時(shí)，最低工業(yè)品位達(dá)到0.304%時(shí)，項(xiàng)目可取得其效益目標(biāo)。若銅價(jià)漲至7萬元/t時(shí)，最低工業(yè)品位只要高于0.24%，項(xiàng)目即可達(dá)到其效益目標(biāo)。若銅價(jià)跌至3萬元/t時(shí)，最低工業(yè)品位要高于0.36%，項(xiàng)目才可達(dá)到其效益目標(biāo)。

近年來隨著人工、材料價(jià)格上漲，推高了礦山采選和冶煉成本。假定銅價(jià)保持5萬元/t不變，在不同成本上漲幅度下求解得出的最低工業(yè)品位見圖3。

圖3 不同成本上漲幅度下的最低工業(yè)品位

單位礦石成本上漲10%時(shí)，最低工業(yè)品位為0.257%，較0.219%上升了17.4個(gè)百分點(diǎn)，單位礦石成本上漲20%時(shí)，最低工業(yè)品位為0.274%，較0.219%上升了25.1個(gè)百分點(diǎn)。可見，若未來成本增長幅度較大，最低工業(yè)品位也會(huì)顯著提高，礦山的經(jīng)濟(jì)效益將會(huì)明顯下降。

3 結(jié) 語

礦物資源屬于不可再生資源，隨著人類不斷開采日趨減少，未來會(huì)愈發(fā)顯示出稀缺性。由于生產(chǎn)技術(shù)水平、市場行情等不斷發(fā)展變化，單一的礦產(chǎn)工業(yè)品位以不能滿足實(shí)際需要。因此，在礦產(chǎn)資源開發(fā)的過程中，應(yīng)重視最低工業(yè)指標(biāo)的分析計(jì)算，根據(jù)實(shí)際情況采用不同的最低工業(yè)品位指標(biāo)，從而達(dá)到資源最大限度利用和企業(yè)效益最大化的目的。

[1]《采礦手冊(cè)》編委會(huì).采礦手冊(cè)(第七卷)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1991.

[2]《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》編委會(huì).采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)礦床開采卷(下)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社.1987.

[3] 張印飛,李曉波.陜西雙王金礦床邊界品位和最低工業(yè)品位的計(jì)算及意義[J].黃金科學(xué)技術(shù),2004,12(6).(收稿日期：2015-12-14)