摘要：基于不同的选冶工艺方案参数，采用NPV Scheduler软件对某铜钴矿进行露天境界优化，比较各方案净现值，得到了最优的工艺方案，为矿山的开发提供了决策依据。
关键词：选冶工艺；NPV Scheduler；露天境界优化
某铜钴矿床位于刚果（金），当地对于铜钴矿常规的处理多采用堆浸或搅浸工艺[1]。但硫酸需要从赞比亚等国进口，由于交通条件较差以及刚果（金）湿法冶炼厂的增多使得市场对硫酸的需求日益增加，导致当地硫酸价格一路走高，近年采购价在200～300美元/t之间，而硫酸在矿山选冶成本中占有较大的比例[2-3]。为了降低酸浸工艺的酸耗，该矿尝试采用先磁浮选后浸出的工艺流程，并以此完成了选矿实验室试验。
针对两种选冶工艺的优劣比较，设计以试验数据为优化参数，采用露天境界优化软件NPV Scheduler进行露天境界优化[4-5]，通过对比各方案露天境界内矿量、品位及净现值等数据来确定最优工艺方案。
1矿体特征
矿区为丘陵地貌，矿体埋藏较浅，矿体赋存形态适合采用露天开采。设计开采对象为②号和③号矿体。其中②号矿体为铜钴共生矿体，按不同矿石类型，又细分为②-1（氧化铜矿）、②-2（原生铜矿）、②-3（氧化钴矿）3条矿体。②-1矿体位于近地表中部地段，为半隐伏矿体，埋深0～119.06m，呈板状～层状产出，铜平均品位2.01%；②-2矿体位于氧化矿下部的构造裂隙成矿带，隐伏矿体，埋深82.43～237.30m。呈脉状～似层状产出，铜平均品位1.45%；②-3矿体位于近地表浅部地带，埋深0～118.27m，是②号矿体地表主要出露部分，呈层状产出。钴平均品位0.59%。③号矿体是一条以铜为主伴生钴的隐伏氧化铜矿体。埋深5.93～232.04m，矿体呈中间厚大两端稍薄的厚大板状体产出。铜平均品位2.70%。
2选冶试验结果
针对矿石特性，矿山分别选取了原生矿及②号和③号氧化矿矿样做了常规湿法浸出试验，试验结果见表1。并对③号氧化矿同种矿样另外进行了磁选+浮选+湿法浸出联合流程试验，试验结果表明，在常温、pH=1的条件下，磁选回收率为10.4%、浮选回收率81.67%，铜浸出率91.84%、钴浸出率73.92%，酸耗为1.56 t/t•Cu（折合0.16 t/t矿）。
表1 湿法浸出试验结果
根据试验结果，采用湿法浸出工艺时，原生矿浸出酸耗高达23.8t/t•Cu，按硫酸价格300美元/t测算，原生矿铜冶炼成本约11000$/t•Cu，远高于铜金属价值，开采时当作废石处理。
在湿法浸出工序前增加磁选和浮选作业后，铜和钴的选冶回收率分别降低了8.1%和9.3%，但同时吨铜酸耗大幅降低了65.4%。
考虑到矿石中钴的含量相对较低，如果回收钴金属，需额外增加一套沉钴系统。因此，综合两种工艺试验，选择三种工艺方案进行比较：
方案一：采用湿法浸出工艺，流程为酸浸-萃取-电积-沉钴，最终产品为铜金属和粗制氢氧化钴；
方案二：采用湿法浸出工艺，但不包含沉钴流程，即酸浸-萃取-电积，最终产品为铜金属；
方案三：采用磁选+浮选+湿法浸出联合工艺，最终产品为铜金属和粗制氢氧化钴。
3露天境界优化
3.1境界优化经济参数
NPV Scheduler采用的优化方案为动态规划法（L-G法），以境界内净现值最大为目标，寻找最优开采境界。软件优化所需的参数包括采矿回收率、选矿回收率、冶炼回收率、采剥成本、选矿成本、冶炼成本、边坡参数及产品售价等。本次优化所采用的数据除依据选冶试验外，其余数据均参照当地毗邻类似矿山的生产实际，具体见表2。
表2 境界优化主要经济参数
3.2境界优化结果
经软件解算，得出三种方案对应的优化境界，境界内矿量、金属量及净现值见表3。
表3 三种方案露天境界优化结果
从优化结果来看，方案一的净现值比方案二多40112万美元，远大于沉钴车间的建设投资，说明增加沉钴流程回收钴金属是具备很好的经济效益的。方案三与方案一相比其境界内矿量少，采出矿石铜品位更高，净现值略低于方案一，考虑到方案三需增加磁选和浮选投资，且工艺流程变长，管理上比方案一难度加大，因此，推荐采用方案一，即湿法浸出工艺。
4结论
常规的湿法浸出工艺和磁选+浮选+湿法浸出联合工艺都存在着各自的优缺点，无法作出定性的评价。通过以不同方案的磁选、浮选、酸浸成本及回收率为优化参数，采用NPV Scheduler软件进行境界优化，可以得到各方案露天境界内矿量、品位及净现值等定量数据，从而便于确定最优工艺方案。
参考文献
[1]朴永超,杨海瑞,王立刚等.刚果（金）某高钙镁-硫氧混合型铜钴矿选冶工艺探讨[J].中国矿业,2018,27(1):2671~272.
[2]周苏阳,孙明俊,姜燕清.某复杂铜钴矿最终选别流程的确定[J].中国矿山工程,2018,47(2):27~30.
[3]孙永昌.刚果（金）加丹加省铜钴矿冶炼工艺现状及发展方向[J].有色金属文摘,2015,30(4):94~96.
[4]杨棋.基于NPV Scheduler软件的国外某铅锌矿露天境界优化[J].现代矿业,2014,(544):11~12.
[5]蒋蔚,习泳.利用NPV Scheduler软件进行露天境界优化[J].矿业装备,2014, (6):96~98.
论文作者:杨正松
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/23
标签：矿体论文; 湿法论文; 磁选论文; 方案论文; 工艺论文; 境界论文; 露天论文; 《基层建设》2019年第21期论文;