金属矿山开采一般工艺流程是什么(主要是采矿的步骤)

有色金属工业包括地质勘探、采矿、选矿、冶炼和加工等部门。矿石中有色金属含量一般都较低，为了得到1吨有色金属,往往要开采成百吨以至万吨以上的矿石。因此矿山是发展有色金属工业的重要基础。有色金属矿石中常是多种金属共生，因此必须合理提取和回收有用组分，做好综合利用，以便合理利用自然资源。许多种稀有金属、贵金属以及硫酸等化工产品，都是在处理有色金属矿石或中间产品以及矿渣、烟尘的过程中回收得到的。有色金属生产过程中通常产生大量废气、废水和废渣，其中含有多种有用组分，有时含有有毒物质，一些有色金属也具有毒性。因此，在生产有色金属的过程中,必须注意综合利用与环境保护。

与钢铁的生产相比，一般说来，有色金属生产需要的能量是比较多的。

据统计，如从矿石生产每吨钢能耗以100计，镁为 1127，铝为767，镍为455，铜为352，锌为206。因此，在有色金属工业中，降低能耗问题非常突出。 在有色金属的开采、选矿、冶炼、加工及再生回收过程中,有多种提取方法可资选用。就冶炼过程而言,通常分为火法冶金、湿法冶金和电冶金。火法冶金一般具有处理精矿能力大,能够利用硫化矿中硫的燃烧热,可以经济地回收贵金属、稀有金属等优点；但往往难以达到良好的环境保护。湿法冶金常用于处理多金属矿、低品位矿和难选矿；电冶金则适用于铝、镁、钠等活性较大的金属的生产。这些方法要针对所处理的矿物组成选择使用或组合使用。为了强化有色金属的冶炼加工过程,发展了一系列新技术、新方法和新设备，如高压浸取、流态化焙烧、有机溶剂萃取、离子交换、金属热还原、区域熔炼、真空冶金、喷射冶金、等离子冶金、氯化冶金以及连续铸轧、等静压加工、扩散焊接、超塑成型等，大大丰富了冶金学的理论和工艺，不断推动了有色金属生产的发展。

有色金属大多是加工成材后使用，因此如何合理有效地生产性能良好、物美价廉的有色金属材料以取得最大的社会经济效益，是个十分重要的问题。随着科学技术的进步与国民经济的发展，对于有色金属材料在数量、品种、质量及成本等方面不断提出新的要求；不仅要求提供更好性能的结构材料、功能材料。

对其化学成分、物理性能、组织结构、晶体状态、加工状态、表面与尺寸精度以及产品的可靠性、稳定性等方面的要求也越来越高。总的说来，有色金属材料的生产正向大型化、连续化、自动化、标准化方向发展，这就需要高精度、高可靠性的工艺、装备、控制技术与成品检测技术。一些新材料，如半导体材料、复合材料、超导材料，新技术如粉末冶金、表面处理等已经形成或者正在发展成为一个新的技术领域。

黑龙江省有色金属矿产资源丰富，在已发现11种有色金属矿产中主要以铜、铅、锌、钼开采为主。其他矿产大部分都为伴生、共生矿。

铜矿已查明矿产资源储量在全国排序第六位，资源储量达375.42万吨。全省当年生产的矿山有中型企业3家、小型3家、小型以下1 家，从业人员达2657人，年产矿量50.32万吨。当年矿产品销售收入5769.34万元，完成利润总额713万元，创工业产值可达5839万元。全省最大的矿山多宝铜矿由于矿石质量和工作程度低的影响，近期难以开发利用，使资源潜力难以向现实转化。现有的生产矿山，由于受到开采能力和资源综合利用限制，扩大生产量有困难，在原料供给上仍有一定缺口，又因本省没有冶炼加工厂，每年靠外省或进口大量铜材和深加工产品。铅、锌资源没有大的资源接续开采矿山，铅现有生产矿山4 家，目前都是小型或小型以下的生产矿山企业，年产铅矿量8.8万吨。铅当年矿产品销售收入2634万元。完成利润总额116万元，创工业产值可达3655万元。锌现有中型生产矿山1家，小型生产矿山5家。铅锌随着开采矿山储量的耗减，产量逐年下降。其产量基本上能满足本省需求，因全省没有铅、锌冶炼厂，生产的原矿都销往辽宁和甘肃，需求的矿产品则从辽宁购进和少量进口。

1.铜

黑龙江省铜矿企业主要为松江铜业和多宝山铜矿，2006年1月5日，黑龙江多宝山铜业股份有限公司正式成立，公司注册资本6亿元，由福建紫金矿业集团、黑龙江黑龙矿业股份有限公司、黑龙江省矿业集团等国内大型矿业集团共同投资、整体开发多宝山铜矿田，其股权结构按顺序分别紫金矿业持股51%、黑龙矿业持股37%、矿业集团持股12%。项目建设总投资概算38亿元，将建设日处理矿石2.5万吨的选矿场，年产11.76万吨铜精矿，项目一期工程建成后，年可实现销售收入15.48亿元，实现利税9.21亿元。截止到2008年5月，公司已完成各项建设投资近2亿元，支付矿权补偿金1.62亿元。

松江铜矿位于哈尔滨市宾县南部松江镇，1958年，黑龙江省冶金厅组织勘测，发现铜、锌矿床多处。1969年，冶金部东北有色金属管理局投资200万元，在此建立松江铜矿，着手建设200吨规模的矿山。1985年，松江铜矿共有职工1691 人，固定资产4033万元。拥有各种机械设备611台。从1972～1985年，14年间，共生产铜、锌、铝、铁、金、银等含量1449万吨。1972～1983年，连年亏损严重。1984～1985年，全面抓了技术改造，落实生产责任制，2年间，为国家创利润110万元。2003～2005年，松江铜矿实现销售总收入由7501万元增加到11735万元，累计缴纳税费近8000万元，具体情况如表4-22所示。

2.铅锌

截至2008年，铅全省探明矿产地27处，资源储量58.12万吨，资源量52.75万吨，基础储量5.38万吨，从区域分布看，基础储量仅分布在哈尔滨和伊春地区的宾县弓棚子铜矿、伊春小西林铅锌矿、伊春昆仑气铅锌矿，资源量分布在伊春、黑河地区如黑河市逊克翠宏山铁多金属矿床。

表4-22 松江铜矿企业税费负担水平单位：万元

截至2008年底，锌全省探明矿产地37处，资源储量170.95万吨，资源量142万吨，基础储量22.92万吨。其分布情形基本与铅资源分布相似。

黑龙江省铅锌矿资源较多，但是品质不佳是制约规划开发利用的一大障碍，目前全省铅＋锌品位大于8%的矿床很少（一般认为这是现阶段铅锌矿床开采的经济品位），仅有伊春小西林铅锌矿（Pb ＋Zn 9.32%）、伊春小西林铅锌矿Ⅴ号矿体（Pb ＋ Zn 8.41%）、阿城苏家围子铁锌矿（Zn 8.59%）、伊春五星铅锌矿（Pb＋Zn 9.20%）。

3.钼

对黑龙江省松江钼业股份有限公司调研的结果表明，该公司企业销售收入逐年上升，由2001年的2495万元上升到2004年的47008万元，收入增长了18.8倍，如表4-23所示。公司利润的上涨和公司的资源背景、管理、投入，同时也和钼矿总体价格背景有关。

表4-23 松江钼业股份有限公司企业收益表单位：万元

(1)矿石品位低，使采矿量大，选矿、冶炼工艺流程长。如品位0.5%的铜矿就有开采价值，而品位30%的铁矿则是贫矿。铜精矿需要4～5道生产工序才能炼出铜，而铁矿石一道工序就炼出铁，两道工序可炼成钢。

(2)有色金属冶炼是复杂的物理化学反应过程，反应速度很快，进行剧烈的能量转换和释放，反应速度控制不好就会发生事故。

(3)产生和使用大量有毒、有害和易燃易爆物质。如液态二氧化硫、液氯、煤气、氢气、氧气、重油及各种有机萃取剂等。这些物质危险性大，容易发生泄漏引起火灾和爆炸。如镁、铝、钠、钾、钛等有色金属，其本身即是易燃易爆物质。

(4)生产中使用大量的强酸、强碱等强腐蚀性物质，会造成厂房、设备腐蚀严重、寿命短，而容易潜伏重大事故隐患。

(5)有色金属及其化合物大多是有毒物质。如铅、镉、砷、汞、铍等，在生产中容易使作业人员中毒。如铅中毒、砷化氢中毒、汞中毒，等等。

(6)有色金属生产较之钢铁生产的企业规模小，非标准设备多。由于要对多种金属进行综合回收，需要多道工序和复杂的分离提纯技术；各种渣子、烟气、废液需要反复提炼和倒运；此外，机械化水平低，手工操作多，劳动强度大，生产连续性也差。

(7)有些元素，本身就是放射性元素，也有些金属本身虽无辐射性危害，但其矿物中含有放射性元素，如铌精矿、钽精矿、锂精矿，对人体会造成危害。

有色金属生产过程中的尘毒有较大危害，高温辐射和噪声对人体也有危害，加以作业条件和生产环境差，防治职业病和环境污染任务较艰难。

1.铜矿

我国铜矿资源紧缺，远不能满足市场需求。随着国民经济的迅速发展，我国对铜产品的需求快速增长，而国内铜矿床规模小、共伴生矿多、品位较低，加强铜矿综合利用是国内铜工业经济持续发展的必由之路。

开采难度明显提高，回采率变化不大。我国铜矿资源的禀赋不佳，开发利用难度日益增大，采出品位下降，资源贫化。2012年，露采采出品位为0.52%，与2009年基本持平；回采率变化不大，基本保持在98%左右；贫化率在20%左右波动（图1-40）。

图1-40 2006—2012年我国露天铜矿开采情况

资源来源：有色金属工业协会。

地采是我国铜矿资源采出的主要方式，矿物赋存品位的降低及地质构造的复杂化导致地采回采率总体呈下降趋势，但回采率降幅远低于采出品位的降幅。2006—2012年，我国铜矿采出品位下降0.21个百分点，下降幅度达23%，而回采率降幅仅为8%（图1-41）。

图1-41 2006—2012年我国地下铜矿开采情况

资源来源：有色金属工业协会。

入选品位下降明显，选矿回收率缓慢下降。随着矿石品位下降，选矿回收率总体呈下降趋势。但由于近几年综合利用工作的加强，加之综合利用技术的进步和推广，部分弥补了资源品质下降的缺陷。2012年，我国铜矿入选品位为0.57%，比2006年下降0.06个点，降幅9.5%；与此同时，选矿回收率下降2.8个百分点，降幅仅为3.2%；尾矿品位变化不大，也基本保持在0.08%左右（图1-42）。

图1-42 2006—2012年我国铜矿资源选矿利用情况

资源来源：有色金属工业协会。

废石累计堆存超过33亿吨，2012年新增废石利用率不足4%。我国铜矿废石综合利用率低，潜力大。目前，全国铜矿废石累计堆存量已超过33亿吨。2012年新增排放废石2.18亿吨，当年利用率仅为3.7%，可谓“存量不小，仍在增加，潜力较大”。其中江西省铜矿废石存放量最多，占全国总量的45%（图1-43）。

图1-43 2012年全国各省（自治区）铜矿废石累计存放量占比

资料来源：全国矿山调研抽样统计数据。

铜尾矿排放缓慢增长，回收利用潜力巨大。据《中国资源综合利用年度报告（2012）》数据显示，2007—2011年间，铜尾矿排放总量为13.55亿吨，且呈逐年增加态势。2011年，我国铜尾矿排放量为3.07亿吨，基本与2010年持平（图1-44）。目前铜尾矿排放占全国尾矿排放总量的19%，铜尾矿中含有多种元素，回收利用潜力巨大。

图1-44 2007—2011年我国铜尾矿排放情况

资料来源：《中国资源综合利用年度报告（2012）》。

专栏1-8 铜陵有色金属集团股份有限公司冬瓜山铜矿综合利用案例

铜陵有色金属集团股份有限公司冬瓜山铜矿在20世纪90年代以前选矿过程中排放的3500多万吨尾矿，形成多座尾矿库，长期以来对安全和生态环境构成威胁。为此该矿采用磁选、化学浸出和再磨浮选技术进行选别，综合回收其中有价金属，选别后的二次尾砂进行井下空区和露天采坑充填；对于过量尾砂，则制成建材；对不再开采矿山，全部实现全尾充填。通过尾砂再利用，使资源得到最大程度利用，消除了矿山采空区和尾矿库的安全隐患，矿区生态环境得以恢复。到目前为止，已恢复2000亩的土地，并可进行重新利用。

铜陵有色金属集团股份有限公司下属冶炼厂每年约产生铜冶炼渣98万吨，熔炼渣含铜0.82%，过去采用传统“水淬”工艺无法提取其中的有价元素，产生的铜冶炼渣堆存也对周边环境造成了破坏影响。铜冶炼炉渣资源综合利用项目应用“缓冷”工艺技术，利用不同元素在不同温度下产生结晶的特性，进而通过选矿方法，对熔炼渣中70%的铜资源加以回收，年产含铜20%的铜精矿2.8万吨、铜金属量0.56万吨。该项目已取得成功应用，还将再上一条年处理150万吨炉渣再选系列，再选后的废渣还可作为水泥添加剂和钢铁工业的辅材使用，不仅提高了资源综合利用率，还消除了固体废渣，经济效益和环境效益显著。

2011年综合利用产值和产值率达到峰值，2012年有所回落。2012年，我国铜矿山工业总产值348.94亿元，综合利用产值29.10亿元，综合利用产值率8.3%。2006—2012年，我国铜矿综合利用产值及产值率出现了一定的波动，其中2011年达到峰值分别达到41.67亿元和11.44%，2009年跌至低谷为11.43亿元和5.4%，2011年我国铜矿综合利用水平较高，2012年稍有下降，但总的来看要高于2010年以前（图1-45）。

图1-45 2006—2012年我国铜矿企业综合利用产值及产值率

资料来源：《全国非油气矿产资源开发利用统计年报（2006—2012）》。

2.铝土矿

铝是我国消耗量最大的有色金属，但是我国在铝土矿开发利用过程中存在资源量少、质量差、保障程度低、综合利用程度低等问题，所以铝土矿综合利用工作需要得到重视。

回采率总体稳定，保持在较高水平。我国铝土矿开发以露采为主。2010年，露采采出品位57.49%，比2009年下降1个百分点；露采回采率95%，近年变化不大，处于较高水平；贫化率为1.43%，比2009年上升0.57个百分点（图1-46）。由于铝土矿特殊的物理化学性质，目前世界上铝生产工业普遍使用拜耳法工艺，使得铝土矿加工与其他有色金属矿产加工利用工艺存在较大不同，因此铝土矿一般不包含选矿环节。

图1-46 2006—2010年我国铝土矿开采情况

资料来源：有色金属工业协会。

废石综合利用率偏低，赤泥资源利用前景广阔。截至2012年年底，全国共有铝土矿废石堆153个，历史累计存放1.62亿吨。2012年，全国铝土矿开采产生废石871万吨，利用率为28.4%。

专栏1-9 我国赤泥的综合利用

赤泥是铝土矿冶炼过程中产生的废渣，因含有大量氧化铁而呈红色，故被称为赤泥。一般而言，每生产1吨氧化铝会产出1～1.8吨赤泥。据此估计，2012年我国生产氧化铝3770万吨，当年赤泥产量为3770万～6786万吨，目前，中国赤泥累计存量已超过了亿吨，如此大量赤泥的堆存，已对生态环境造成了严重威胁。

在综合利用赤泥方面，中国铝业公司、中国长城铝业公司、山东铝业公司、平果铝业公司、郑州铝厂等都有成功经验和经济效益。中国铝业公司成功开发了从铝酸钠溶液中经济地回收镓的技术，并成为全球最大的原生镓生产商。钪也是赤泥中最有回收潜力的稀散元素之一。目前发现的独立钪矿物资源很少，而我国铝土矿中氧化钪的含量约有40～200克/吨，主要富集在赤泥中。中国铝业公司在研究氧化铝生产的新方法中，也实现了钪的富集，其含量可达到0.1%，为提取钪创造了有利的条件，但在产业化应用上还不经济。

综合利用产值和产值率2011年达到峰值，2012年有所回落。2012年，我国铝土矿生产企业工业总产值33亿元，综合利用产值4.15亿元，综合利用产值率12.6%。2006—2012年，我国铝土矿综合利用产值及产值率变化幅度较大。其中2011年达到峰值，分别为的5.63亿元和28.6%；2012年综合利用产值和产值率同比分别下降26.3%和56.1%（图1-47）。

图1-47 2006—2012年我国铝土矿企业综合利用产值及产值率

资料来源：《全国非油气矿产资源开发利用统计年报（2006—2012）》。

3.铅矿

我国是最大的铅生产和消费国。随着经济的发展，铅消费量势必会进一步增加，但近年来铅矿开发对环境的危害日益突出，对铅矿生产造成了一定负面影响。因此铅矿开发的综合利用工作尤为重要。

资源贫化明显，采矿回采率变化不大。我国铅矿采出品位降幅较大，资源贫化明显。2006—2012年，地采采出品位下降0.27个百分点，贫化率下降1.07个百分点。同期，铅矿地采回采率变化不大，基本保持在92%。2012年，地采回采率为91.28%，比2011年提高了0.1个百分点（图1-48）。从2009年起，露采铅矿贫化率上升近6.9个百分点，回采率下降约1.2个百分点。2012年，露采回采率为94.69%，同比下降0.3%（图1-49）。

图1-48 2006—2012年我国地下铅矿开采情况

资料来源：有色金属工业协会。

图1-49 2006—2012年我国露天铅矿开采情况

资料来源：有色金属工业协会。

入选品位降低，选矿回收率稳定在85%左右。2012年，我国铅矿入选品位是2.79%，比2006年下降了0.45个百分点，降幅为13.9%。由于加大对铅矿综合利用先进技术的研发和推广，使其选矿回收率有所提高。2012年全国铅矿选矿回收率为85.15%，比2011年下降0.27个百分点。近年，铅矿选矿回收率基本稳定保持在85%左右的较高水平（图1-50）。

图1-50 2006—2012年我国铅矿资源选矿利用情况

资料来源：有色金属工业协会。

废石堆是铅污染的主要来源，需加强综合利用工作。截至2012年年底，全国共有铅矿废石堆857个，全国累计存放2.83亿吨。2012年开采产生废石3188万吨，利用率为14.8%。铅是有毒的重金属元素，对人、动物和环境的危害非常大。矿山开采是铅污染的重要来源，因此需加强矿山废石堆的管理，并提高废石利用率。

综合利用产值和产值率2011年最高，2012年略有下降。我国铅矿综合利用水平较高。2012年，我国铅矿山工业总产值98.39亿元，综合利用产值16.55亿元，综合利用产值率16.8%，分别较2011年降低1.2%、9.6%和10.4%。2006—2011年，我国铅矿综合利用产值及产值率持续上升，6年间综合利用产值及产值率累计增幅分别是724%和395%；2012年同比小幅下降，但总体呈上升趋势（图1-51）。

图1-51 2006—2012年我国铅矿企业综合利用产值及产值率

资料来源：《全国非油气矿产资源开发利用统计年报（2006—2012）》。

4.锌矿

我国锌资源储量居世界第二位，综合利用技术亦处于世界先进水平，同时我国也是锌消耗大国，每年需要进口，因此提高综合利用水平能有效提高锌资源的保障能力。

采出品位小幅下降，开采回采率变化不大。2012年，我国锌矿采出品位为5.08%，比2006年下降了0.59个百分点。近年，我国锌矿地采和露采回采率变化不大，基本保持在92%和95%左右。2012年，地采开采回采率为91.3%，比2011年提高了0.1个百分点；露采回采率为94.69%，比2011年降低0.31%（图1-52，图1-53）。

图1-52 2006—2012年我国地下锌矿开采情况

资料来源：有色金属工业协会。

图1-53 2006—2012年我国露天锌矿开采情况

资料来源：有色金属工业协会。

入选品位降低，选矿回收率保持稳定。2012年，我国锌矿入选品位5.22%，比2006年下降0.45个百分点；尾矿品位0.47%，比2006年下降0.09个百分点，尾矿品位逐年降低但仍有下降空间。近年，全国锌矿选矿回收率基本稳定在88%左右。2012年，全国锌矿选矿回收率为88.40%，比2011年降低0.3个百分点（图1-54）。

图1-54 2006—2012年我国锌矿资源选矿利用情况

资料来源：有色金属工业协会。

废石利用率偏低，综合利用潜力巨大。截至2012年年底，全国锌矿废石累计存放7646万吨。2012年，产生废石5083万吨，利用率为5.4%，锌矿山存在废石堆较分散、难以有效管理等问题，加强锌矿矿山废石堆管理及废石综合利用工作需要得到政府和企业的重视。

综合利用水平较高，综合利用产值和产值率总体呈上升趋势。2012年，我国锌矿企业工业总产值与综合利用产值分别为181.38亿元和25.64亿元，综合利用产值率为14.1%，分别较2011年降低8.3%、降低7.38%和增长0.96%。2006—2012年间，我国锌矿综合利用水平总体呈上升趋势。2009年综合利用产值和综合利用产值率处较低水平（图1-55）。

图1-55 2006—2012年我国锌矿企业综合利用产值及产值率

资料来源：《全国非油气矿产资源开发利用统计年报（2006—2012）》。

5.钨矿

钨金属是重要的军工和高科技材料。我国是世界上钨资源最丰富的国家，占世界资源总量的2/3。但我国钨矿储量具有富矿少、品位低、多金属共伴生等特点，品位大于0.5%的仅占总量的2%左右，因此想要充分挖掘利用我国钨矿资源优势，需要加强综合利用技术攻关。

采出品位下降明显，但回采率稳定在较高水平。地下开采是钨矿资源开发利用的最主要方式。2006—2012年，我国钨矿地采采出品位降低0.08个百分点，降幅达21.1%；贫化率上升2.48个百分点，增幅为6.7%。近年，我国钨矿地采回采率基本保持在90%左右，波动不大。2012年，全国钨矿地采开采回采率为91.36%，基本与2011年持平（图1-56）。

图1-56 2006—2012年我国地下钨矿开采情况

资料来源：有色金属工业协会。

入选品位略有下降，选矿回收率上升明显。2012年，全国钨矿入选品位0.28%，比2006年下降0.09个百分点；尾矿品位0.03%，比2006年下降0.04个百分点；选矿回收率74.76%，比2006年下降近6个百分点，处于历史高位（图1-57）。

图1-57 2006—2012年我国钨矿资源选矿利用情况

资料来源：有色金属工业协会。

废石综合利用率55%，好于其他有色矿山。截至2012年年底，全国共有钨矿废石堆258个，累计存放1.48亿吨，当年全国钨矿开采产生废石1031万吨，利用率为55%。

综合利用产值不高，总体呈下降趋势。2012年，我国钨矿矿山工业总产值与综合利用产值分别为75.02亿元和3.99亿元，综合利用产值率5.32%，分别较2011年增长5.55%，降低14.35%和18.86%，综合利用水平相对其他矿种较低且下降幅度较大。分析2006—2012年我国锌矿综合利用产值及产值率的变化规律，除2010年外，我国钨矿综合利用产值和产值率总体呈下降趋势（图1-58）。

图1-58 2006—2012年我国钨矿企业综合利用产值及产值率

资料来源：《全国非油气矿产资源开发利用统计年报（2006—2012）》。