国内某铅锌银矿矿床工业指标制定

熊涛

（中国瑞林工程技术股份有限公司，江西南昌 330038）

矿床工业指标是在一定时期内的技术经济条件下， 对矿床矿石质量和开采技术条件方面所提出的指标。随着技术的发展和市场条件的变化，工业指标亦处于变化之中。矿山应根据自身的实际情况，适时地对工业指标进行论证， 以达到合理利用资源的目的[1]。 工业指标的制定通常在野外勘查工作结束后，评价矿床的原始数据取得的条件下开展。 国内某铅锌银矿床野外地质勘查工作已完成， 已取得圈连矿体的原始数据，同时其选矿试验也已完成，矿床达勘探程度，具备工业指标制定的条件[2]。因此，为了客观评价矿床的工业价值，提高决策的科学性，有必要推荐适合该矿床的工业指标。 以下针对国内某铅锌银矿矿床，通过地质方案法，进行地质特征分析和指标方案的技术经济比选，以期拟选合理的指标方案。

1 矿床地质简况

1.1 矿床地质特征

矿床就位于扬子板块与华夏板块拼接带南侧，武夷银多金属成矿带北端， 属层状矿床和斑岩型矿床的复成因矿床。 其中层状矿床赋存于侏罗系上统打鼓顶组含矿层位中， 斑岩型矿床赋存于花岗斑岩体内或其接触带附近。

矿区自上而下产出13 个层状矿体和5 个斑岩型矿体。 矿体整体走向北东，倾向北西至南东。 其中7 号主矿体赋存标高-132～-331 m，呈层状、似层状、透镜状产出；矿体走向北东，倾向北西至南东，倾角26 °～34 °；矿体走向长300～1 200 m，倾向延深44～530 m，厚度0.95～28.12 m，平均3.93 m，厚度较稳定； 矿体有尖灭再现、 分枝复合现象； 铅平均品位1.79%，锌平均品位2.63%，银平均品位78.56 g/t，品位分布均匀。

矿石中金属矿物主要为黄铁矿、 闪锌矿、 方铅矿、磁铁矿，以及微量的毒砂、金红石、黄铜矿、磁黄铁矿、褐铁矿、赤铁矿等；非金属矿物以石英、绿泥石为主，其次为绢云母、钾长石、方解石。矿石化学成分以Pb、Zn、Ag 为主，伴生S 和Au。 矿石具有细粒半自形至他形粒状结构及斑状、交代、包含和充填结构等； 矿石构造以细脉浸染状、 块状和角砾状构造为主，另有少量条带状、网脉状及团块状构造。 矿石自然类型均为原生硫化矿石，工业类型为铅锌矿石、银矿石以及低品位银矿石。

1.2 矿石加工选冶性能

根据可选性试验成果， 采用的工艺流程为：粗碎—半自磨—球磨—顽石破碎—优先选铅—再选锌，铅、锌粗精矿再磨后，经3 次精选分别得到含银铅、锌精矿，选锌尾矿再选硫，得到硫精矿。 其中，铅精矿中铅品位为48%、铅回收率为84.5%，金含量为2.79 g/t、金回收率为45%，银含量为1 294.11 g/t、银回收率为55%；锌精矿中锌品位为45%、锌回收率为81%，金含量为0.54 g/t、金回收率为13%，银含量为471.67 g/t、银回收率为30%；硫精矿中硫品位为40%、硫回收率为52%。 试验结果表明，矿石中主要有用组分铅、锌、银及伴生金、硫，其均可得到较好的回收。

1.3 矿床开采技术条件

该矿床水文地质以裂隙含水层充水为主的水文条件简单—中等的矿床；区内围岩坚硬，裂隙不甚发育，抗压强度大，按岩石工程地质分类以Ⅰ—1 类和Ⅰ—2 类为主， 少量地下水对岩石稳定性无影响或影响不大，工程地质条件属简单矿床类型；矿区区域地壳稳定性较好， 未发现地热异常， 开采深度小于600 m，地温正常，未发现放射性异常，矿区水质偏酸性，地下水pH 值为4.5～6.5，属中等腐蚀，矿区环境地质基本良好，属简单类型。

2 矿床工业指标制定

2.1 论证方法及指标

本矿床属次火山岩浆热液型矿床， 矿岩界线呈渐变过渡关系，矿体形态、完整性和规模对工业指标的变化较为敏感。因此，本次工业指标论证采用地质方案法。工业指标体系采用工程指标体系，论证指标为边界品位、最低综合工业品位，开采技术指标为最小可采厚度、夹石剔除厚度。

2.2 边界品位的确定

边界品位的确定有类比法和统计法。其中，统计法通过统计矿床品位分布规律，找出低品位区域发生突变的转折点，再结合其他因素考虑确定边界品位[3]。

本矿床为大型铅锌银矿床，所有探矿工程均已取得基本分析数据，且矿体与围岩呈渐变过渡关系，适宜用统计法确定边界品位。 矿床均为原生硫化物矿石， 获取的探矿工程基本分析样品中含铅10 145件，锌10 145 件，银10 086 件，其中铅品位变化范围为0.01%～8.20%，锌品位变化范围为0.01%～11.80%，银品位变化范围0.01～178.00 g/t，分别统计其不同品位区间频数分布规律，见图1、图2 和图3。

图1 铅品位频数分布曲线

图2 锌品位频数分布曲线

图3 银品位频数分布曲线

从图1～图3 可以看出，Pb 品位在0.2%～0.4%区间出现突然转折，Zn 品位在0.4%～0.9%区间出现突然转折，Ag 品位在18 g/t 左右出现突然转折。 Pb 品位在0.9%以下占比81%，Zn 品位在1.2%以下占比78%，Ag 品位在40 g/t 以下占比89%，反映出该矿床整体品位偏低，品位分布均匀。 另外，考虑到矿石选矿试验成果， 尾矿中Pb 品位为0.20%、Zn 品位为0.34%、Ag 品位为8.5 g/t， 边界品位按尾矿品位的1.5～2.0 倍确定。因此，将矿床边界品位确定为Pb 为0.40%、Zn 为0.70%、Ag 为20 g/t。

2.3 综合盈亏平衡品位测算

本矿床属铅锌矿体和银（铅锌）矿体密切（同体）共生的多金属矿床，无法分采分选。依据现行工业指标论证技术要求， 存在同体共生矿产的宜论证制定综合工业指标，以当量品位表示。 另外，本矿选矿最终产品为铅精矿（含金、银）、锌精矿（含银）和硫精矿。为了更加合理地利用矿产资源，本次盈亏平衡品位采用综合品位，以品位相对较高、价值较大的锌作为主组分， 将铅和银按产值法折算包含在锌综合盈亏平衡品位中， 对可综合回收的伴生硫和金计算其价值以抵消部分原矿生产成本， 达到降低对主组分品位要求的作用[4]。

品位折算系数采用产值法，计算公式为：

式中：ki为品位折算系数；ε共伴i、ε主分别为共伴生组分和主组分的选矿回收率，%；D共伴i、D主分别为共伴生组分和主组分的矿产品价格， 产品价格为近5年平均价格，元/t。

按上述公式，经计算得：

因此，以主组分锌表示的单工程当量关系为：α综=αZn+1.06αPb+0.000 31αAg， 单工程Pb 的平均品位≥0.4%、Zn 的平均品位≥0.7%、Ag 的平均品位≥20 g/t 均可参加综合品位计算。

本矿床最终产品为按精矿中所含金属量计价，综合盈亏平衡品位按如下公式计算：

式中：α平衡为综合盈亏平衡品位，%；“C全+Z”为以原矿表示的单位总成本、税费（扣除了其他伴生组分可抵扣的收益），取407.7 元/t；ρ 为采矿贫化率，取10%；ε精为锌精矿选矿回收率， 取81.0%；D主精为主组分精矿所含金属价格，取14 568 元/t。 经计算，以锌为主组分的矿床综合盈亏平衡品位α平衡3.94%。

2.4 拟定工业指标方案

本矿床工业类型划分为铅锌矿石和银矿石，铅锌矿体和银矿体密切同体共生， 有用组分铅锌银无法分采分选， 只能整体上作为铅锌银矿体开采。 因此，本次工业指标只论证综合品位，不再单独圈定出铅锌矿体和银矿体，统一圈定为铅锌银矿体[5]。 根据本矿床地质特征，采选工艺水平，同时参考边界品位分析和综合盈亏平衡品位测算结果，拟定出3 套指标方案，见表1。

表1 工业指标方案

2.5 资源量试算及对比

按照拟定的3 套指标方案对矿床进行了矿体试圈和资源量试算，估算方法采用传统的平行断面法。最终试算的3 套指标方案资源量及对比情况见表2。

表2 3 套指标方案资源量试算结果及对比

由此可见，随着工业指标的降低，矿床矿石量、金属量会增加，平均品位降低。 如果提高工业指标，矿床矿石量、金属量相应减少，平均品位会随之提高。

2.6 开采技术方案

本矿床矿体埋藏较深，拟采用地下开采工艺。开拓系统采用主井+副井+辅助斜坡道， 深部采用副井+箕斗斜井接力提升。

根据矿岩稳固、矿体倾角较缓、厚薄不均且不连续分布等特点，以高效率、低成本、规模化安全生产为基本原则选择采矿方法。 对于矿体倾角≥30°～50°地段，采用分段空场嗣后充填（矿体厚度≥5 m）和电耙留矿嗣后充填（矿体厚度＜5 m）采矿方法；对矿体倾角小于30 °地段，采用中深孔房柱嗣后充填（矿体厚度≥5 m）和浅孔房柱嗣后充填（矿体厚度＜5 m）采矿方法。针对部分品位较高、厚度较大的近水平矿体，拟采用切顶空场嗣后充填采矿法。

根据3 套指标方案试算的资源量及指标变化对矿体厚度的影响等因素，确定合理的生产规模，方案Ⅰ、方案Ⅱ、方案Ⅲ生产规模为1 000 kt/a、100 kt/a、825 kt/a；贫化率为9%、10%、11%；损失率为16%、15%、14%；矿山服务年限为27 a、24 a、21 a。

2.7 选冶工艺方案

根据可选性试验成果，拟定的选矿工艺流程为：粗碎—半自磨—球磨—顽石破碎—优先选铅（一粗两扫）—再选锌（一粗两扫），铅、锌粗精矿再磨后经三次精选分别得到含银铅、锌精矿，选锌尾矿再选硫，得到硫精矿。

方案Ⅰ：1）铅精矿中铅品位为48%、铅回收率为84.25%，金含量为3.14 g/t、金回收率为45%，银含量为1 218.20g/t、银回收率为55%。服务年限内产铅精矿中含铅金属338 kt、含银857.91 t、含金2.21 t。 2）锌精矿中锌品位为45%、锌回收率为80.50%，金含量为0.59 g/t、金回收率为13%，银含量为429.68 g/t、银回收率为30%，服务年限内产锌精矿中含锌金属490.1 kt、银467.95 t、金0.64 t。 3）硫精矿中硫品位40.00%、硫回收率为52%，硫精矿产量为1 902.5 kt。

方案Ⅱ：1）铅精矿中铅品位为48%、铅回收率为84.50%，金含量为2.79 g/t、金回收率为45%，银含量为1 294.11 g/t、银回收率为55%。 服务年限内产铅精矿中含铅金属301.4 kt、银812.66 t、金1.75 t。2）锌精矿中锌品位为45%、锌回收率为81.00%，金含量为0.54 g/t、金回收率为13%，银含量为471.67 g/t、银回收率为30%。 服务年限内产锌精矿中含锌金属422.9 kt、银443.27 t、金0.51 t。3）硫精矿中硫品位为40.00%、硫回收率为52%，硫精矿产量为1 510.6 kt。

方案Ⅲ：1）铅精矿中铅品位为48%、铅回收率为84.75%，金含量为2.59 g/t、金回收率为45%，银含量为1 423.95 g/t、银回收率为56%。 服务年限内产铅精矿中含铅金属284.0 kt、银842.56 t、金1.54 t。2）锌精矿中锌品位为45%、锌回收率为81.50%，金含量为0.50 g/t、金回收率为13%，银含量为506.85 g/t、银回收率为30%。 服务年限内产锌精矿中含锌金属400.7 kt、银451.37 t、金0.44 t。 3）硫精矿中硫品位为40.00%、硫回收率为52%，硫精矿产量为1 322.3 kt。

3 技术经济分析与评价

3.1 财务分析

根据本矿床地质特征及开采技术条件，以及参考周边类似矿山实际指标，估算的各方案建设投资、成本费用、收入及利润等指标见表3。

表3 各方案财务指标对比万元

从表3 可以看出，该项目销售收入及利润，以方案Ⅱ最优，方案Ⅲ稍差，方案Ⅰ最差。

3.2 盈利能力分析

该项目各方案盈利能力计算结果，见表4 所示。3 套方案的项目税前财务内部收益率均高于设定的基准收益率（10%)，说明3套方案在经济上均可行，方案Ⅱ内部收益率略高于方案Ⅲ，方案Ⅰ最差。从项目财务净现值（税前）来看，方案Ⅱ高于方案Ⅲ，方案Ⅰ最低。 从项目投资回收期（税前）来看，方案Ⅱ最短，方案Ⅲ次之，方案Ⅰ最长。从投资收益率来看，方案Ⅱ最高，方案Ⅲ次之，方案Ⅰ最低。另外，从3 套方案的评价指标年值来看，方案Ⅱ最高，方案Ⅲ次之，方案Ⅰ最低。因此，从技术经济评价指标对比结果可以看出，方案Ⅱ在经济上优于方案Ⅰ和方案Ⅲ。

表4 各指标方案盈利能力计算

4 综合分析

1）资源利用率。基于当前拟定指标下的资源量，以方案Ⅰ为基准，方案Ⅰ的资源利用率为100%，方案Ⅱ的资源利用率为78.8%，方案Ⅲ的资源利用率为69.1%。 因此，从资源利用角度来看，方案Ⅰ资源利用率最高，利用的资源量最多，方案Ⅱ次之，方案Ⅲ最少。尽管方案Ⅰ能最大化利用资源，服务年限最长，但其经济效益却不是最优。

2）矿体完整性、连续性。 总体而言，拟定的3 套指标方案，随着工业指标的提高，矿体面积、厚度、矿石量、金属量逐渐减少，平均品位逐渐提高。 从矿体完整性和连续性来看， 方案Ⅰ圈定的矿体最为完整连续，方案Ⅱ次之，方案Ⅲ完整性最差。

3）技术经济分析。从技术经济指标来看，方案Ⅱ的收入、利润、财务内部收益率、财务净现值和年值等指标均优于方案Ⅰ和方案Ⅲ。

通过以上综合论证、对比分析，最终推荐方案Ⅱ作为该铅锌银矿床的矿床工业指标。该方案，Pb、Zn、Ag边界品位分别为0.4%、0.7%、20 g/t， 最低综合工业品位为4.0%，最小可采厚度为1.0 m，夹石剔除厚度为2.0 m。