礦產資源具有不可再生,地區(qū)分布不平衡以及成分復雜多樣等特點。同時,大多數礦床往往都有一個以上的其他礦種與之共生,更多的情況是一個礦體或礦層中除了主要礦產或組分外,尚有其他共生礦或與之伴生的多種組分。2011年2月11日我國正式實施的《礦產資源綜合勘查評價規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》)明確了綜合評價的主要內容,統(tǒng)一了共(伴)生礦產資源的資源儲量估算的原則和方法,總結了綜合工業(yè)品位的制定內容和應用的范圍。
隨著選冶技術的不斷進步,更多的“非”礦產變?yōu)榈V產資源被利用。因此,有必要繼續(xù)加強對主要金屬礦產共伴生礦產的綜合評價研究。我國鎳礦資源具有共伴生組分多、綜合利用價值高等特點。以我國三大多金屬共生礦之一金川鎳礦為例,該礦床以鎳礦為主,硫化鎳儲量居世界第2位,伴生有銅、鉑、鈷等18種有色和稀有金屬,鎳、鈷產量全國第一,并為中國鉑金屬主要產地。
該礦歷來重視共伴生礦產的研究及開發(fā)利用工作,先后開展了多次共生礦綜合利用的全國性科技攻關,并取得了較大成效。這不僅為國家建成了重要礦產開發(fā)和原材料生產基地,而且也為全國共伴生礦產的合理利用提供了寶貴經驗。
因此,本文選取金川銅鎳礦、喀拉通克銅鎳礦等國內幾個主要典型硫化物型鎳礦床綜合勘查評價。
巖漿硫化物型鎳礦床伴生礦產綜合勘查評價指標
目前已知可作為巖漿硫化鎳礦床的伴生礦產除銅外,主要有鈷、鉑族元素、金、銀、硒、碲、硫、鐵、鉻等。
1典型礦床伴生礦產工業(yè)指標及綜合利用情況
根據收集的典型礦床資料,現(xiàn)有礦山伴生礦產綜合勘查評價方法大致可分為3種:
第1種,按規(guī)范中提供的參照指標評價礦床中伴生的有用組分,如金川銅鎳礦、喀拉通克銅鎳礦。
第2種,根據基本分析或組合分析結果,單獨制定礦床伴生有用組分的工業(yè)指標,如黃山東銅鎳礦、煎茶嶺鎳礦。
第3種,對可能存在的伴生元素進行質量分數測定,根據實際質量分數估算伴生礦產資源量,按照有多少算多少原則估算,如赤柏松銅鎳礦、拉水峽銅鎳礦。
?。?)金川銅鎳礦
礦床為Cu和Ni共生,伴生礦產主要有Co,Au,Ag,(Os,Ru,Rh,Ir),S,Se,Te;各類型礦石中伴生有用元素資源/儲量計算工業(yè)指標,按現(xiàn)行DZ/T0214—2002“銅、鉛、鋅、銀、鎳、鉬礦地質勘查規(guī)范”確定,S的評價指標參照銅礦石中伴生硫的指標確定。
金川公司選礦采用浮選方法,以選鎳為主,將礦石中的Cu,Co,Pt,Pd,Au和Ag等多種有價金屬大量回收到銅鎳混合精礦中,產出滿足冶煉生產要求的銅鎳混合精礦。目前選礦鎳平均回收率83.68%,銅平均回收率75.80%。礦石中的鈷、鉑、鈀等稀貴金屬分散在大量的鎳銅精礦中,只是作為選鎳副產品進入后序的冶煉系統(tǒng)進行分離回收。
?。?)喀拉通克銅鎳礦
礦床為Cu和Ni共生,伴有Co,Au,Ag,Pt,Pd,Se,Te和S等8種有益組分可供綜合利用。
根據一號礦床伴生有用組分的回收方案和目前回收情況,以上8種有用組分主要在選礦和初冶的高冰鎳中得以富集,其中Au,Ag,Pt,Pd和Co這5種金屬可在選礦過程中首先考慮部分回收,剩余部分可在冶煉過程中回收。通過回收,給礦山企業(yè)帶來了一定的經濟效益,而Se,Te和S等3種組分因受工藝技術水平及社會市場需求的限制,暫未回收。
(3)黃山東銅鎳礦
礦床為Cu和Ni共生,伴生礦產Co,Au和Ag。17、19號礦體伴生組分中Au質量分數為(0.042~0.064)×0.000001,Ag質量分數為(2.08~3.56)×0.000001,Pt質量分數為(0.02~0.05)×0.000001,Pd質量分數為(0.001~0.009)×0.000001。
根據1987年提交的《新疆哈密黃山東銅鎳礦區(qū)初查—詳查地質報告》,儲量計算采用的工業(yè)指標中Cu和Co作為鎳礦體中的伴生元素,規(guī)定其最低伴生品位:Cu不低于0.10%,Co不低于0.01%。單獨圈定的銅塊段,其工業(yè)指標與鎳相同。而2002年提交的礦山儲量核實報告則根據DZ/T 0214—2002“銅、鉛、鋅、銀、鎳、鈷礦地質勘查規(guī)范”中的一般工業(yè)指標,確定綜合評價指標為:Co不低于0.01%,Au不低于綜合評價指標為:Co不低于0.01%,Au不低于0.0000005綜合評價指標為:Co不低于0.01%,Au不低于0.000001。
礦山含銅0.327%、含鎳0.47%原礦石,采用一粗二掃四精的浮選流程,鎳精礦中含鎳5.84%,回收率為84.16%,其中含銅0.57%;銅精礦中含銅27.78%,回收率為75.2%,其中含鎳0.28%;尾礦中鎳品位0.078%,回收率為15.3%,銅品位0.044%,回收率為12.7%。
?。?)煎茶嶺鎳礦
礦床主要為Ni,F(xiàn)e和Au共生,伴生礦產主要是Co和Pt。礦石成分總的特點是:鎳質量分數低,銅質量分數更低,而鈷質量分數相對較高,全礦床平均鎳、鈷比值為26.04,礦石為含鈷硫化鎳貧礦,其中1/3為富鎳礦石?!蛾兾魇÷躁柨h煎茶嶺鎳礦床地質詳查報告》采用工業(yè)指標見表4。
據選礦試驗結果,煎茶嶺鎳礦硫化鎳型礦石應用階段磨礦階段選別的浮選工藝時,加工技術性能良好,鎳精礦中鎳與Co,Pt和Cu分別比原礦富集6.6,6.67,10和8.5倍,選礦后可回收原礦中84.55%的Ni和91.16%的伴生Co以及Pt。
?。?)赤柏松硫化銅鎳礦
礦床為Cu和Ni共生,伴生有益元素Co,Se,Te,Pt,Pd,Au,Ag和S。Co主要根據簡項分析和部分組合分析結果確定,S,Se和Te根據組合分析結果確定??紤]到鈷元素大部分按單項工程簡項分析結果計算儲量,其儲量級別與相應主金屬儲量級別是一致的。對于硫、硒、碲等元素因研究程度尚低,其儲量級別屬C2級。
經選礦試驗,原礦中質量分數如下:Cu為0.52%,Ni為0.67%,Co為0.017%,Se為8.92×0.000001,Te為0.34×0.000001,S為2.46%。選礦回收率如下:
Ni為79.71%,Cu為78.06%,Co為71.52%,Se為67.71%,Te為6.69%,S為88.73%。屬易選礦石,伴生元素Co,Se和S大部分富集到鎳精礦中,Te則隨脈石流失到尾礦中。
?。?)拉水峽銅鎳礦
在鎳礦體中,對伴生元素銅、鈷按組合分析結果,按實際計算。
選礦流程為一粗一精三掃閉路流程,當原礦含鎳2.5%時,可得銅鎳混合精礦含鎳5.5%、含銅1.1%、鎳回收率為89.7%、銅回收率為92.24%。最終產品銅鎳混合精礦粉委托金川公司加工,電解鎳、銅金屬一次性買斷,其余伴生元素鈷、鈾、金、銀被金川公司冶煉提取利用。
2.伴生礦產綜合勘查評價指標探討
通過對典型礦床有用組分賦存狀態(tài)、分布富集規(guī)律及工業(yè)利用情況研究,認為選礦過程中除了回收銅、鎳等主要組分外,還可綜合回收硫化物礦石中硫等有益組分,如金川銅鎳礦(W(S)>1%)、喀拉通克銅鎳礦定義伴生硫的綜合評價指標[W(S)>2%],計算了伴生硫的資源儲量,并在實際生產時進行了綜合回收,因此,本次建議增加硫的綜合評價指標,建議指標1%。
在鎳礦床中,銅多與鎳礦同體共生,評價時常作為主要組分按綜合評價指標或對應單獨礦種工業(yè)指標進行評價,但部分礦床銅達不到共生礦評價要求,但經選冶試驗或礦山實際生產證實可以綜合利用,此時可作為鎳礦的伴生組分進行評價,如新疆黃山東銅鎳礦規(guī)定銅最低伴生品位為0.10%。因此,本次推薦表增加伴生銅的綜合評價指標。
目前已有鎳礦床成功回收利用鐵,如煎茶嶺鎳礦,建議增加鐵指標為10%或磁性鐵3%~6%。
增加非金屬礦產:蛇紋巖、滑石及石棉,如煎茶嶺鎳礦已成功綜合利用蛇紋巖及石棉。