电解铜项目可行性研究报告.doc

1、黑龙江省宝山矿业开发公司 1000 吨电解铜项目可行性研究报告 黑龙江省宝山矿业开发公司 目 录 第一章 总 论 第二章 地质资源 第三章 采 矿 第四章 冶 炼 第五章 总图运输 第六章 公用设施及土建工程 第七章 投资估算 第八章 环境保护 第九章 共伴生金属 第十章 经济及社会效益 第一章 总 论 第一节 概 述 一、项目性质、地理交通位置及区域经济概况 本项目属多宝山氧化矿开采项目。黑龙江省宝山矿业开发公司是采用浸出 -萃取 -电积工艺获得电解铜的矿山企 业，该企业位于黑龙江省中西部嫩江县境内。矿区距嫩江县北东约 156公里，地理座标为东经 125。 4605、北纬 50。 1445。

2、 目前矿区有简易公路与外部嫩呼公路相通，准轨铁路距矿区的最近车站是黑宝山站，相距约12 公里，与全国各地相通，外部运输十分方便。 矿区属低山丘陵地带，为农林区，居民稀少，矿区大部分土地属荒地和丛林，当地居民以从事农林业为主，工业稀少。地区气侯特点是冬季漫长寒冷，夏季短暂炎热。 二、可行性研究的背景及依据 我国是一个铜紧缺国，每年铜需要量约 100 万吨，缺口部分尚需进口，虽然我国铜 总储量不少，但能经济地利用传统选冶工艺处理的铜矿越来越少，过去一直未被开发利用的难选氧化铜矿和低品位铜矿的开发，目前已取得了初步进展，北京矿冶研究院于 1995 年在多宝山铜矿利用氧化铜矿建立了一座年产 200 吨

3、电解铜的浸出 -萃取 -电积试验工厂，该工厂于 1995年 6 月投产，经过两个多月的生产运转，取得了良好的技术经济指标，铜山铜矿 1500 吨电解铜成功投产，再次说明多宝山铜矿氧化矿和低品位矿石的浸出 -萃取 -电积工艺是行之有效的。 黑龙江省每年消耗铜金属量约 2.5 万吨，目前年产量约 0.3 万吨，自给率很低，开采多宝山铜 矿势在必行。多宝山铜矿属特大型矿山，因矿石品位低和矿体上部覆盖有难选的氧化铜矿，采用常规传统选冶工艺开采很不经济，故未能开发。日前，国内外对该矿石性质进行了大量的试验研究和生产实践，采用浸出 -萃取 -电积工艺处理这种氧化矿和低品位矿石的生产新流程，具有投资省和生产

4、成本低的最大优越性。多宝山铜矿采用这种新工艺开发矿山，是能够获得较好的经济效益和社会效益的。 三、鉴于多宝山铜矿为大型铜基地，以铜为主，含有多种稀有和贵金属矿物，需加强试验研究进行综合回收。矿体铜金属总储量为 237 万吨，其中地表氧化铜矿储量约 10 万吨 。本次设计的主要对象是开采多宝山矿区原置中不影响今后开采原生铜矿的设计布局，这是本次可行性研究报告的主要设计内容和要求。企业规模按 1000 吨电解铜设计，故采矿和浸出 -萃取-电积的生产能力均按年产电解铜 1000 吨计。 第二节 项目的建设条件 一、项目的资源条件 企业开采的原料为氧化铜矿石，多宝山矿区的氧化铜矿石埋藏深度最大不超过

5、25 米，地表土覆盖层较浅，矿区属低丘陵地带，地形高差在 50 米左右，场地坡度不大，地势开阔，矿体开采适宜露天开采方式。本地区设计氧化铜矿石总量为 422 万吨，品位为 0.48%，金属量为 2.03 万吨。按企业年产 1000 吨电解铜计算，矿山年产 26 万吨矿石即可满足年产 1000 吨电解铜的需要，企业生产服务年限为 14 年，说明企业的主要原料氧化铜矿石的资源是绝对可靠的。 二、项目的外部条件 矿区对外运输为公路运输，目前矿区对外运输有 6 公里简易公路与嫩呼国家公路相通。这 6公里简易公路从线路平面和纵断面标准看均已达到公路要求，只需将部分路段路基拓宽并在全线加铺泥结碎石路面，即

6、能保证矿区对外的公路运输畅通无阻。 第三节 建设方案 一、总体布置原则 多宝山铜矿为大型斑岩铜矿，金属总量为 237 万吨，矿石有原生硫化 铜矿石和氧化铜矿石，故在矿区总体布置中，先开采矿体上部氧化矿时，一定要重视目前所有工业场地的布置要避开今后多宝山大型铜矿开采的范围，以不给多宝山大型铜矿开采时增加不利因素为原则。在企业总布置中，首先要保证企业的总体生产工艺流程顺畅，从采矿的原料 -原料加工 -成品的内外部运输，不但要实现生产运输距离最短，而且要避免产生生产流程中的迂回运输现象，只有这样，才能降低生产成本，给企业增加效益提供有利条件。 在总体布置中，要根据生 樟鞒蹋 岷献匀坏匦翁跫 诎踩 娑

7、砜傻那榭鱿拢渴共贾媒舸蘸侠恚 跎儆玫孛婊 统赝潦 焦塘浚 醵炭笄 烦群褪彝夤芟叩幕 塘俊龅郊冉档突 蹲剩 钟欣 谏 芾恚 庖彩墙档蜕 杀镜挠行 胧二、生产规模及产品方案 本企业生产规模为年产 1000 吨电解铜，经可行性研究论证，企业年产 1000 吨电解铜产品是可行的。 根据企业年产 1000 吨电解铜生产规模的要求，结合多宝山矿区氧化铜矿的含铜品位（ 0.48%）及北京矿冶研究总院对多宝山铜矿石的浸出 -萃取 -电积试验报告的数据，堆浸年工作日为210 天。经计算，要求采矿提供年产氧化铜矿石 26 万吨，采矿年工作日为 280 天，采矿日生产 规模为 935 吨氧化铜矿石。 三、企业的生产

8、工艺选择 传统工艺不但投资大、生产成本高，而且不适合处理低品位的氧化矿，目前国内外在处理低品位氧化矿方面有了很大发展，采用氧化铜矿石浸出 -萃取 -电积工艺，直接达到电解铜产品，这种湿法冶金工艺，具有投资小、见效快的优点。近年来在国内特别是云南，氧化铜矿已普遍采用浸出 -萃取 -电积工艺，取得了良好的经济效益。多宝山铜矿已于 1995 年对低品位氧化铜矿进行了浸出 -萃取 -电积试验，也已取得了较好试验指标。因此，本可行性研究报告推荐采用矿石浸出 -萃取 -电积生产工艺。 第二章 地质 资源 第一节 概况 一、多宝山矿区的勘探工作经历了 1958-1962 和 1972-1981 年两个阶段，

9、这期间完成了钻探16.15 万米、竖井 205 米、平巷 461 米、槽探 20.5 万米 3、土井 7065 米，并作了相应的化验分析。测绘了相关的地形地质图纸，勘探投资 1471.7 万元。编写了多宝山铜矿床详查 -初勘报告。提交的总储量铜 237 万吨、钼 8.1 万吨、伴生金 73.4 吨、银 1046 吨。 经勘探，已查明矿床规模、矿体赋存规律及矿床水文地质情况，同时还进行了矿石加工选矿方法的流程试验。由于矿床及矿山开发建设的规模较大，所需 投资较大，所以至今未付诸实施。 二、该矿区主要矿体和从属矿体的上部多出露地表为氧化矿石，这些矿石采用一般常规选矿方法，回收率低，经济效益不高，所

10、以对该矿区一直未进行大规模开发。近几年国内在氧化矿开采方面积累了一定经验，特别是多宝山铜山矿区的堆浸 -萃取 -电积工艺试验已取得成功。根据这些经验提出在多宝山矿区首先处理氧化矿，给大规模开发该矿创造条件，也符合国家提出的探采结合政策。 第二节 矿床地质 一、地质特征 矿区出露的地层有中奥陶组、铜山组、多宝山组、上奥陶统裸河组、爱辉组和下志留统黄花沟组及第四系松散沉积物 。 矿区内比较明显的构造形迹有：华力西期构造旋回之北西向构造，北东向构造。燕山期旋回的东西向构造。西北向构造区内基础构造，它即是容矿构造又是导矿构造，北东向构造是导矿构造，东西向构造为成矿后构造。 岩浆岩主要有加里东中期的喷出

11、岩和华力西中 -晚期的侵入岩。加里东中期的喷出岩主要是多宝山组中的安山岩和英安岩。华力西晚期有侵入岩，主要为石英闪长岩、更长花岗闪长岩和斜长花岗斑岩。另有与侵入岩伴生的闪长玢岩、细晶闪长岩等。 二、矿床特征 多宝山矿区内斑岩型铜矿床，位于多宝山倒转背斜的倾没端，受北西向弧形断裂和交叉构造控制。矿床由 4 个矿带 215 个矿体组成。其中主矿体 14 个，以 3 号矿带 号矿体最大，占总储量的 73.4%；其次为 1 号矿带的 号矿体，占总储量的 9.7%。 号矿体长 1400m，宽23-34m，延 300-1000m，呈北西 -南东向作弧形展布。 号矿体长 850m，最大厚度 200m，延深大

12、于 850m，倾角 75。主矿段位于片理化的蚀变花岗闪长岩中，在花岗闪长岩中铜矿储量占 90%以上。矿体出露地表标高为 570 490m 标高之间。 4 个矿带均位于绢云母化带中。矿带与绢云母化、片理化关系极为密切。 1 号矿带位于斑岩体和钾化带的 下盘； 3、 2 和 4 号矿带位于斑岩体和钾化带的上盘；三者由北西向南东依次呈右列式雁行排列。矿体在矿带中呈不规则状、扁豆状或似板状。大多数矿体中间厚大，品位较高，向两端和向下大都变分板尖灭。 矿区位于寒温带，年平均降雨量少，冰冻期长，加之地下水不丰富，所以地表矿石氧化矿石（氧化铜 /总铜 30%）所占比例较小；矿床的主体是原生硫化矿石。但由于矿

13、体规模大，就氧化矿的绝对量来说还是可观的，可以作为规模开采氧化矿的原料基地。 氧化带特征：在距地表以下数米到三、五十米的范围内，常形成一些发育不完全的风化淋滤带和次生氧化富集 及次生硫化富集现象。 风化淋滤带，出露于地表或地表以下至 30 米以上地段。带内金属硫化物或部分氧化，或完全氧化。岩石呈灰白色，仅留下矿物淋失空洞；有的有褐铁矿、水针铁矿及不同发育程度的孔雀石、兰铜矿、赤铜矿、黑铜矿等。 拟首采的 号矿体，其氧化带开发深度一般在 25m 左右，个别可达 30m。氧化矿石以表生矿物为主，其矿物有赤铜矿、褐铁矿、兰铜矿、黑铜矿、赤铁矿等。 矿体的围岩及夹石主要为绿泥石化绢云母花岗闪长岩和青盘

14、化的花岗闪长岩，其次为细晶闪长岩。 第三节 水文地质 矿区位于山坡地段，南东高北西低。矿体出露地面 标高 560 515m，附近最低侵蚀基准面512m。约三分之二的储量位于浸蚀基准面以下，前期露天开采氧化矿大部分在浸蚀基准面以上。 区内的气候寒冷，历年最高气温 31.5 ，最低气温 -37 。年降雨量 531-586mm，发量869-990mm。 矿体一带，仅风化裂隙带中赋存有风化裂隙水。风化带底界埋深一般 20-50m，最大 60m。含水层厚度一般为 10-40m，平均厚度 26.58m，潜水位埋深 2-20m，地形高处相对浅些，低处水位埋藏较深。 风化带以下深部岩层或岩体，节理不发育、不含

15、水。 露天开采采场地表水为暴雨 汇入量和地下水渗入量。由于采场面积较小，可采用机械排水。 第四节 矿床储量 铜钼矿石的储量计算工业指标 按上述工业指标，经计算，多宝山矿床付量见表 2-1 表 2-1 经多年地质工作现已查明矿床规模和矿体赋存规律，圈定了矿带、矿体边界，深部基本控制；矿石质量已基本查清。属大型品位不高的斑岩铜矿。可作为大规模开采的铜原料基地。同时要综合回收钼、金以及铂元素的其他金属以提高开发该矿床的经济效益。 第三章 采矿 第一节 开采方式的选择 本矿床氧化矿位于矿体上部，大部直接出露地表，部分复盖较薄的土岩层，氧化带深度一般小 于 25m，最大深度 30 或 40m，适宜露采，

16、因此选用露天开采方式，技术简单，经济合理。 第二节 开采范围和露天开采境界的确定 根据黑龙江省地质矿产局第二地质调查所提供的资料，矿区矿石量如下： 根据电积厂年产 1000t 电解铜的要求，并留有适当发展余地，确定矿山生产规模为矿石 26t/a生产年限按 15-20 年计算，相应圈定露天开采境界。考虑到 1 号矿带 4 号矿体氧化矿相对富些，它与矿区的主矿体 3 号带 5 号矿体相距 0.5 1 公里，对将来矿区主矿体影响很小，故首采 1 号带 4 号矿体氧化矿，并确定生产前期的露天开采境界。 采场总的 边坡角暂取 50，其中留有适当的运输和安全平台，部分阶段坡面角 70。 平均剥采比为 0.

17、6t/t。 4 号矿体两个采场为生产前期（第 1 8 年）境界， 5 号和其它矿体氧化矿石为后备矿量，另行圈定境界。 第三节 矿山工作制度、生产能力和服务年限 矿山工作制度：矿区位于寒温带，冬季气候寒冷影响堆浸作业，为了与堆浸作业相适当，矿山采用冬季间断其它季节连续的工作制度。每年冬季进行设备的大中修，矿山年工作 280天，每天 3 班，每班 8 小时作业。 矿山年采矿量： 26 万吨 /年，年采剥矿岩量 34 万吨 /年。 矿山日采矿量： 714.3 吨 /天，日采剥矿岩量 1214.3 吨 /天。 生产能力验证：采场经常一个阶段工作，每个阶段有一个采矿工作面和一个剥离工作面，按采掘工作线的

18、长度和宽度要求衡量，采掘工作面很富裕，从采矿强度看，年采掘下降低于 1个 10m 阶段，生产能力有保证，采矿强度不大。 按采场汽车运输公路通过能力验算，本采场在 15 辆 /h 以下，低于三级路面 25 辆 /h，可见公路运输通过能力也是很富裕的。 矿山服务年限： 4 号矿体氧化矿石量 160 万吨，采场能力 26 万吨 /年，可持产 6 年；其它矿体氧化矿 254 万吨作为后备矿量可生产 12 年，矿山服务年限 15-20 年。 第四节 开拓运输系统及设备 矿体赋存于低山丘陵带，破碎站、堆浸场均布置在 4 号矿体西北部的平缓谷地上，废石场在采场四周就近排放。矿石和废石运距在 0.8 1.5

19、公里。采场较小，适合采用汽车公路运输，矿山基建工程量小，生产简单易行。 采场公路双车道宽 12m，布置在采场的一侧，最大坡度 8 10%，便于生产，也给扩大生产能力留有充分的余地。矿岩采用 ZK-50 前装机装载，运输选用解放牌柴油 5 吨自卸汽车（ CA1091K2L2）。 第五节 采剥工作 由于矿体直接出露岩层，矿体内有夹层，采用水平阶段采矿方法，沿走向开采 ，阶段高度10m。采用 KQG-100 潜孔钻机穿，大块矿石用 Y-24 型凿岩机进行二次破碎，选用 ZL-50 前装机装载，最小工作平台宽度 30m，掘沟底宽 20m。 第六节 基建和生产进度计划 矿体大部分直接出露地表，有部分复盖

20、土岩。基建期间按满足年产 26 万吨矿石两级矿量的要求进行剥离，经计算，基建剥离量为 4.7 万 m，其中剥离土岩 3 万 m，副产矿石 1.7 万m(4.6 万吨 )。基建剥离安排在 0.5 1 年时间内完成。 根据矿体赋存情况，按尽可能均衡生产剥采的要求，确定生产剥采比为 0.7 0.5t/t。 生产期间年耗电： 34 万 度 /年 生产期间年耗水： 2 万吨 /年 矿山主要材料耗量： 1、钻杆 4 根 2、冲击器外套 15 个 3、硬质合金 90kg 4、钢丝绳 110m 5、风管 60kg 6、风绳 200m 7、钎钢 60kg 8、炸药 51t 9、雷管 5000 个 10、导火线

21、4000m 11、导爆线 8400m 12、柴油 540t 13、机油 60t 14、透平油 10t 15、黄干油 10t 16、轮胎 96 条 第七节 采场排水 采场地处丘陵地带，进入凹陷开采可在采场四周掘排水沟或筑堤（低洼处），以防止外部地面水流入采场。采场内部积水，经计算，采场面积 39000m，暴雨汇入量和地下水渗入量为1780m/d。设计选用三台 66993 型潜水电泵（每台排水能力为 :Q 66m/h， H 29.1m），其中一台备用。 第八节 爆破材料设施及炸药库 采场用岩石炸药爆破，炸药外购。在矿山附近设置一座 5t 炸药库（ 53m）贮存炸药，一座小型爆破材料库（ 28m）存

22、放其它爆破材料。 第四章 冶炼 第一节 概述 经北京矿冶研究院工程设计院与黑龙江省地矿局地研二所共同协商，在多宝山地区建设年产1000 吨电解铜的企业。原料为氧化铜矿，主要来自多宝山铜矿的地表氧化矿 ,其品位为 0.47%,金属总储量为 2.03 万吨。 根据原料的性质，结合国内外生产实际情况，本可研拟采用 “堆浸 -萃取 -电积 ”工艺，产品为电解铜。 1995 年北京矿冶研究总院采用该工艺在多宝山地区就类似性质的氧化铜矿石进行了 200 吨电铜规模的工业试验，取得良好效果，暂将该报告 “寒冷地区氧化铜矿浸出 -萃取 -电积工艺试验研究报告 ”作为本可研所用原料的可浸性依据。 第二节 原料及辅助材料 一、原料 原料为氧化铜矿。拟采的 1 号矿带 4 号矿体氧化带发育深度一般在 25 米左右，个别可达 30米。氧化铜矿以孔雀石为主，少量为赤铜矿、辉铜矿，微量自然铜和铜兰，还有少量褐铁矿、水针铁矿与针铁矿。脉石以石英、斜长石绢云母为主，属易浸出类矿石。氧化铜矿的品位较低，含铜为 0.49%。 二 、主要附助材料 1、硫酸：浓硫酸 2、煤油： 260煤油 3、萃取剂：采用汉高公司的 LIX984 作萃取剂。 LIX984是体积比为 1： 1的 5十二烷基水扬醛肟和 2羟基 5壬基乙酰苯酮肟的混合物。该试剂不含调节剂，能很好地从含有可溶性硅或很细的固体颗粒的溶液中萃取铜。其物理、