和尚桥铁矿矿床工业指标的合理性论证

祖　飞　何孝磊　陈　洪

(1.马钢集团矿业有限公司；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；3.金属矿山安全与健康国家重点实验室；4.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司;5.安徽马钢工程技术集团有限公司)



和尚桥铁矿矿床工业指标的合理性论证

祖飞1何孝磊2,3,4陈洪5

(1.马钢集团矿业有限公司；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；3.金属矿山安全与健康国家重点实验室；4.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司;5.安徽马钢工程技术集团有限公司)

马钢和尚桥铁矿现行矿床工业指标在现阶段铁矿石市场行情下偏低，矿山整体经济效益低下，为此，分别从市场、经济、地质和采矿等方面通过大量数据分析及曲线图拟合进行论证，得出了和尚桥铁矿合理的矿床工业指标，为该矿山的可持续发展提供参考。

工业指标经济效益曲线图拟合合理性论证

和尚桥铁矿位于安徽省马鞍山市雨山区向山镇，为马钢集团南山矿业公司下辖矿山，目前，该矿山采用的是1974年制定的工业指标(磁铁贫矿边界品位TFe≥18%，工业品位TFe≥20%，可采、夹剔厚度≥5 m)。2014年以来，随着矿山开发成本的大幅提高以及铁矿石市场价格的大幅下降，和尚桥铁矿出现了严重亏损。该铁矿现行的矿床工业指标偏低，矿山整体经济效益低下，不利于矿山的可持续发展，因而有必要对该矿山的工业指标进行重新论证。

1　和尚桥铁矿开采现状

和尚桥铁矿为国家规划矿区，列为马钢后备接替矿山，自2004年启动基建，于2013年7月进入试生产，设计规模为利用工业品位矿石300万t/a，矿山采用露天开采方式，截至2014年底，矿山保有铁矿石资源储量约16 600 万t，平均品位20.95%。

2　工业指标论证

和尚桥铁矿为正常生产矿山，开拓运输系统均已形成，上部部分台阶已达最终境界，故本研究以原设计境界、开采工艺不变为前提，在符合国家地质矿产行业标准规定的范围内，以0.5%为单位，TFe品位由18%升至25%，依次提高矿床的最低工业品位，分别计算出全矿床和境界内的储量。根据各最低工业品位进行采场内采出矿石的经济合理性论证，选取较优方案后，从地质、采矿等方面进一步论证合理的边界品位，最后确定推荐的最低工业品位和最低边界品位。

2.1地质储量分析

和尚桥铁矿按照钻孔资料，采用克里格法建立了整个矿床的三维地质模型，与采场最终境界结合使用，以0.5%为单位，TFe品位由18%～25%，依次提高矿床的最低工业品位，按不同最低工业品位计算出全矿床和境界内的储量、品位等数据，结果见图1。

图1　最低工业品位、储量变化◆—储量(全矿床)；■—储量(境界内)

和尚桥铁矿床属玢岩铁矿系列中的“陶村式”铁矿床，为产于闪长玢岩侵入体内的贫磁铁矿矿床，矿体与围岩呈渐变关系。根据露天采场内铁矿434个样品TFe分析结果统计，其频率分布曲线具有正态分布特点，其多数铁品位为15%～26%，样品出现频率为77.9%，反应铁品位变化稳定。

上述分析表明：①边界品位的调高破坏矿体的连贯性及矿体的产状，从而影响到采矿方式；②边界品位的提高，易造成矿山矿石量的减少，初步估计，每提升TFe 0.5%品位，矿石量减少1 000万t，从而影响到矿山的生产规模，对于已成型的和尚桥铁矿开采产生不利影响。因此，根据矿体规模及矿体的连贯性，以及顾及到现有的采矿技术，可合理地对TFe18%的铁矿进行加工处理，TFe品位大于18%仍具有开采价值。但根据现阶段市场行情，须要考虑到经济成本的影响。

2.2最低工业品位经济测算

按照《黑色冶金矿山企业地质设计》价格法以及“收支平衡、投资返本”的原则测算出不同的精矿价格，得出精矿价格与最低工业品位的对应关系，在此基础上按较低的精矿价格选取对应的最低工业品位。精矿价格计算公式为

式中，β精为精矿品位，按矿山计划指标选取TFe64%；Cx为矿石采选综合成本，Cx=C1(矿石开采成本)+C2(矿石选矿加工费)+C3(期间费用)，期间费用包含管理费用、营业费用和财务费用，按实际选取18元/t；r1为原矿采选投资，根据和尚桥铁矿初步设计，r1=370.63元/t；k为静态投资收益率，按12%选取；γ为采矿贫化率，可按采矿回采率95%，废石混入率(5%)，以及不同围岩品位，计算出不同边界品位对应的采矿贫化率；ε精为精矿选矿回收率，%；α平为平均工业品位，取境界内平均地质品位，%。

根据2014年底和尚桥采场现状，圈定境界内矿岩量，以2014年的采矿成本为依据，得出剥采比与采矿成本的关系模型，测算出了不同边界品位圈定矿体时对应的原矿开采成本，结果见表1。

表1　和尚桥铁矿不同最低工业品位对应的生产剥采比及采矿成本

将和尚桥选矿厂单位原矿生产成本分成破碎系统、超细碎系统、磨选系统、浓缩过滤系统、尾矿输送系统、人员工资及附加、制造费等部分分别分析，随着采出品位的变化，磨选系统、浓缩过滤系统及尾矿输送系统的单位原矿生产成本均将发生变化，从而引起单位原矿总生产成本的变化。采出品位与单位原矿选矿成本的回归拟合模型见图2。

图2　采出品位与单位原矿选矿成本的回归拟合曲线

选取和尚桥铁矿选矿厂近年来的部分原矿全铁品位为18%～26.5%的生产数据回归拟合了采出品位与选矿回收率的模型，结果见图3。

图3　采出品位与选矿回收率的回归拟合曲线

在收支平衡的情况下，计算结果见图4。由图4可知：最低工业品位为21.5%～22.0%时，精矿售价为55～56 美元/t，和尚桥铁矿可实现收支平衡。

图4　TFe最低工业品位-精矿价格曲线▲—含维简费；◆—不含维简费

3　结　语

结合大量生产数据，对马钢和尚桥铁矿的矿床工业指标进行了论证，经适当计算，得出了合理的和尚桥铁矿矿床工业指标。在未来相当长时间内，铁精矿平均价格会维持在60美元/t以下，故和尚桥铁矿的最低工业品位≥22%时，矿山亏损最小，可见，和尚桥铁矿磁铁矿的最优工业指标为边界品位≥18%，工业品位≥22%。

2016-04-01)

祖飞(1984—)，男，工程师，243000 安徽省马鞍山市太白大道1899号。