安徽省铜矿资源特点及典型铜矿床可利用性分析
2021-01-06王光跃
王光跃
(铜陵有色设计研究院有限责任公司,安徽 铜陵 244000)
1 概况
安徽省自古就是中国重要的铜矿产地,从夏商周开始至今,安徽地区就有铜矿开发利用的记录,从众多历史学家、考古学家对安徽省众多的古铜矿遗址调查发现,安徽早在那一时期就己经负担起为青铜文明的建立提供原料的职能。近代以来,安徽铜矿开采业得到快速发展,新中国第一炉铜水和第一块铜锭出自安徽、第一个铜工业基地建于安徽、第一支铜业股票发自安徽,安徽省铜矿产资源量也位居全国各省市前列。
截止2018 年底,安徽省已发现铜矿产地231 处(含共、伴生矿产地88 处),累计查明铜矿石量13.8×108t,铜金属量924.8×104t;累计消耗铜矿石量3×108t,铜金属量295.1×104t;保有铜矿石量10.8×108t,铜金属量629.7×104t。
2 安徽省铜矿资源特点
2.1 主要铜矿资源分布区域较集中
图1 安徽铜资源分布饼状图
安徽省铜矿资源分布范围很广,各地市均有产出,但区域间不均衡,主要分布在长江中下游成矿带,集中在铜陵市,以及周边的池州、怀宁、南陵、庐江等市、县,按区域可以细划为铜陵-南陵铜矿集区、庐枞铜矿集区、怀宁铜矿集区、池州铜矿集区,四大铜矿集区占安徽省查明资源量的91.4%,其中铜陵-南陵铜矿集区累计查明铜矿资源量520.9×104t,占全省的56.3%;池州铜矿集区累计查明铜矿资源量74.5×104t,占全省的8%;庐枞铜矿集区累计查明铜矿资源量173.89×104t,占全省的18.8%;怀宁铜矿区累计查明铜矿资源量77.6×104t,占全省的8.3%;此外滁州地区的琅琊山铜矿查明铜矿资源量24.2×104t,占全省的2.6%。
2.2 铜矿床规模差别较大
安徽省铜矿矿产资源总体上表现为铜矿产地数量较多,但单个矿床规模大多偏小。目前已查明大型铜矿山(资源量大于50×104t)有冬瓜山铜矿、安庆铜矿、沙溪铜矿等,资源量占安徽省铜矿累计查明总资源量的38.8%,中型铜矿山(资源量介于10 ~50×104t)14 座,占比41.3%,剩余小型铜矿山(资源量小于10×104t)213 座仅占全省累计查明总资源量的19.9%。
图2 安徽省铜矿山规模状态图
2.3 矿石品位较低
安徽省铜矿石品位总体表现为贫矿多,富矿少,平均品位为0.8%,略低于全国平均品位0.87%,不到世界铜矿平均品位的三分之一,但从高品位(品位高于1%的铜矿石)储量占比来看,安徽省累计查明的高品位铜矿资源储量占全省总储量的46.36%,略高于全国水平(32.4%)。
就矿床类型来说,富矿(品位大于1%)矿床主要是矽卡岩型铜矿和热液型铜矿床,矽卡岩型铜矿平均品位为0.87%,热液型铜矿平均品位为0.77%,贫矿(品位小于1%)的矿床主要是斑岩型铜矿和伴生在其他金属矿床的矿石,斑岩型铜矿平均品位为0.48%。
3 典型铜矿床可利用性分析
(1)沙溪铜矿外围断龙颈与鼓架山矿段
该矿可利用性较高,属于第Ⅱ勘探类型,目前已经完成普查地质工作。地质调查成果表明,该两矿段为斑岩型铜矿,主要为铜矿石,铜金属资源量为670085t,平均品位0.48%,伴生金平均含量0.25g/t,矿床整体品位较低,但主要矿体所占总体矿量的比重较大,且矿体厚大,类比沙溪凤台山与铜泉山矿段,可采用大直径深孔阶段空场嗣后充填法和分段空场嗣后充填法,回采率90%。矿石工业类型为单一的低品位易选斑岩硫化铜矿石,类比铜泉山矿段、凤台山矿段的选矿工艺流程,铜回收率91%,同时回收金、银,回收率分别为77%和70%,矿石选冶性能较好。矿体赋存标高为-600 ~-1300 m之间,矿体埋藏较深,对于开发成本有一定的影响,但在今后开发利用的过程中,可考虑利用沙溪铜矿现有采矿工程、基础设施(生活、办公设施)与工业设施(选矿厂等)等,减少一部分基建投资,提高该铜矿的可利用性。
(2)朱冲铁铜矿
该矿属于矽卡岩型铜铁矿,主矿体勘查类型确定为第Ⅱ勘查类型,目前已经完成勘探地质工作。查明5 个稍具规模的铜矿体,全矿333 类铜矿石总量为438.96×104t,铜金属量5.04×104t,平均品位为1.36%,铜矿体埋藏深度不大,主要赋存标高为-100 ~-300m。该矿主要矿体为Ⅰ、Ⅱ矿体,矿石规模为(331+332+333)类铁矿石量5163.94×104t、平均品位为TFe:50.10%、mFe:44.06%,该部分矿体埋藏较深-800 ~-1200m,对于其可利用性有一定影响。矿区水文地质条件简单,岩体质量中等~良,开采地质条件良好。
地质环境方面,主矿体埋藏较深,未来开采可能存在热害。该矿与安庆铜矿和月山铜矿成矿地质条件相似,可类比安庆铜矿、月山铜矿成熟的技术方法,在开发利用过程中可考虑充分利用安庆铜矿和月山铜矿现有设施,外部开发条件良好。
社会效益方面,月山铜矿资源即将枯竭,朱冲铁铜矿的开发对于接替月山铜矿,稳定相关人员就业方面具有一定社会效益。
(3)姚家岭锌多金属矿
该矿属于第Ⅱ勘探类型,目前已经完成勘探地质工作,提交备案的勘探报告显示,该矿工业矿石量达7638.24×104t,其中(331+332)矿石量3176.87×104t,占总矿石量的41.59%,控制程度较高。矿床主要为铜、铅、锌、金、银等多金属共生矿床,锌资源量174.10×104t,平均品位3.60%;金30466.90kg,平均品位4.24g/t;铜24.83×104t,平均品位0.83%,铅34.83×104t,平均品位1.98%,银863.85t,平均品位137.14g/t。有用组分综合利用价值大,经换算,铜当量资源储量为125.5×104t,当量品位为1.64%,但由于多种组分的共伴生,开采后的矿石组分复杂,导致选矿指标难以提高,可能造成部分资源浪费,影响了该矿的可利用性。
开采技术方面,该矿为以岩溶裂隙充水为主的顶底板直接进水的矿床,预测矿坑涌水量大,矿区水文地质复杂程度为中等。围岩物理力学性质较好,围岩稳固性基本稳定~稳定,区范围内无大型工矿企业,人口密度较小,地下水地表水受到人为污染较轻。
外部开发条件,该矿位于南陵县城西10km,铜陵市东40km处,矿区距S320 省道约1.4km,距铜陵县钟鸣火车站约15km,距长江横港码头约40km,区内交通便利。尾矿库选址方面,由于安全环保等因素影响,选取合适位置的尾矿库存在较大难度,影响未来矿山的正常生产。
该矿资源储量较大,设计生产规模165×104t/a,对于当地财政收入和经济发展有一定的促进作用。此外,随着凤凰山铜矿的关闭,即将面临一批采选技术人员的就业问题,该矿的开发有利于解决凤凰山铜矿人员就业问题,促进当地的社会稳定。
(4)茶亭铜(金)矿
该矿属于斑岩型金铜矿,主矿体勘查类型确定为第Ⅱ勘查类型,目前已经完成普查地质工作,查明矿石量12180.30×104t,铜金属量65.67×104t,平均品位0.54%,属于大型铜矿床。其中,共生低品位金矿石量2522.30×104t,Au 金属量31.43t,平均品位1.25g/t。矿石属易选原生硫化矿石,选冶性能良好。金铜矿总体埋藏深度为72 ~1954m,部分矿体埋藏较深。开采技术方面,矿床主要充水因素为隐伏导水构造、大理岩及灰岩的侧向补给,属于中等类型水文地质条件,此外,矿体顶板的岩组裂隙较发育,对今后开采会造成一定影响。环境方面,采矿活动对附近地下水可能产生一定的影响,对地下水水质影响有限,矿坑排水、选矿尾水将对附近地表水体及地质环境产生一定污染。
(5)舒家店铜矿
该矿与沙溪铜矿铜泉山矿段同属斑岩型,属于第Ⅱ勘探类型,目前已经完成普查地质工作,累计查明333 类工业品级铜矿石量12904.39×104t、铜金属量621094.28t、平均品位0.48%,属于大型铜矿床。矿体赋存标高150 ~-1200m 之间,部分矿体埋藏浅,矿床开发前期可采用露天开采,后期转为井下开采,未来矿山如露天开采,可能考虑周边300 余户村民需整体搬迁,增加了开发利用成本。外部开发条件较好,水路交通便利。
矿床含水岩组富水性弱~极弱,地下水补给条件差,矿床水文地质条件简单;矿区岩石强度较高,稳定性好。矿床工程地质条件中等;矿山开采时废石、矿山排水中仍含有少量有害成分,对当地地质环境和水体质量会产生一定危害,此外,矿区与生态保护红线存在部分重叠。
(6)长龙山铜金矿
目前已经完成普查地质工作,查明333 类铜资源量375836t。矿区共分为长龙山铜硫矿段、刺山金矿段和胡村南铜钼矿段,长龙山铜硫矿段为冬瓜山矿床主矿体北东延伸,其空间位置、分布特征及矿物共生组合基本相同,未来开发考虑利用冬瓜山矿山工程,矿体总体埋藏较深,矿山深部涌水量较大,在目前经济技术条件下可利用性较低。
(7)牛头山铜矿
该矿为热液铜矿床,属于第Ⅲ勘探类型,目前正处于矿山基建工作中,矿体部分出露地表,矿体赋存标高自+10m ~-410m之间。工业矿体(122b+332+333)类铜矿石量408.86×104t,铜金属量32883.34t,平均品位0.80%。其中(122b)类矿石量31.16×104t,铜金属量3444.29t,平均品位1.11%;(332)类矿石量8.97×104t,铜金属量660.60t,平均品位0.74%;(333)类矿石量368.73×104t,铜金属量28778.45t,平均品位0.78%。工业矿体伴生银金属量47.39t,伴生银平均品位11.59g/t。折合铜当量金属量37227t,当量铜品位为0.91%。矿石中铜主要以硫化物形式存在,主要是对硫化铜的选别,属于易选矿铜矿石。环境方面,未来矿床开采条件下,大量使用炸药以及矿石、废石废渣和废水中含有硫、磷、铅、砷等有害组分,会对当地水环境造成一定污染。该矿资源量较小,难以形成规模效益。此外,前期已建设的主竖井和选厂位于开采移动监测带范围内,需要保留保安矿柱,占总资源量的16.7%,导致部分资源不能充分利用。
4 建议
(1)建议整合现有资源,提高小型铜矿资源的可利用性
2018 年,安徽发布《铜、铅、锌、钨、钼、锑等14 个矿种采选行业准入标准》,规定新建铜矿采矿项目最低建设规模为10×104t/a,现有铜矿山生产规模应大于2×104t/a,对安徽省铜矿资源开发利用提出了明确的要求,一定程度上也影响了安徽省铜矿资源的可利用性,单个资源量较小的铜矿难以形成较大的产量,不利于规模开发,从而影响资源开发的总体效益。针对安徽省大多铜矿为中小型的现状,铜矿资源的开发利用应按照“总量控制、减量置换、集约发展”的总体要求,严格控制新建,实行矿山总量控制;通过整合重组优势资源、淘汰落后矿山、加强技术改造,提高矿山发展质量和生产规模,促进矿山集约化、规模化开采。
(2)建议政府主管部门加大对于铜矿开发行业的扶持力度。
当前,安徽省自产铜精矿远不能满足本省冶炼工业的需求,铜资源高度依赖国际市场,提高安徽省铜资源自给率是十分必要的。在安徽省自产铜资源供给结构中,大中型铜矿山的铜资源供给是主要部分,然而铜矿采选业近年来一直处于低位,绝大部分矿山都处于亏损状态,建议矿业权出让收益市场基准价的标准方面充分考虑当前的市场形势和企业的实际生产状况,矿业权出让收益市场基准价给予适时调整,对于大中型铜矿山企业找矿勘查的投入也需考虑在矿业权出让收益值方面给予一定的减免政策。
(3)建议在国土空间规划工作中充分考虑铜矿资源开发影响。
目前我国的铜矿产资源属于稀缺战略资源,是国家资源安全的重要组成部分,确保一定铜矿的自给率是资源安全的底线。同时,铜矿资源是安徽省优势矿种之一,国土空间规划需要把安徽省铜矿产资源开发的需求纳入到国土空间上进行综合评价、充分论证,为铜矿产资源开发留出空间,提高铜矿产资源的可利用性。
(4)建议加强对于资源综合利用的研究工作。
针对安徽省铜矿共伴生资源多的特点,应加强对共伴生铜矿的综合开发利用研究,研究更加有效的采选冶技术,最大限度地利用好已查明的铜矿保有资源储量,为经济社会的发展提供支持。