有关电解铜项目可行性研究的报告
有关电解铜项目可行性研究的报告
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。46`05``、北纬50。14`45``。
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，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。
第二章地质资源
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，即能保证矿区对外的公路运输畅通无阻。
第三章采矿
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，要根据生工艺流程，结合自然地形条件，在安全生产规定许可的情况下，尽量使布置紧凑合理，减少用地面积和场地土石方工程量，缩短矿区公路长度和室外管线的基建工程量。做到既降低基建投资，又有利于生产管理，这也是降低生产成本的有效措施?BR>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 /> -->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、化学性质如下：
物理性质
外观：琥珀色液体
比重：0.91～0.92g/1
闪点：＞77℃
化学性质
最大铜负载：5.1～5.4g/1Cu
萃取相分离时间：≤70s
反萃相分离时间：≤80s
萃取相动力学：30s可萃取Cu93％以上
反萃相动力学：30s可反萃Cu93％以上
萃取Cu/Fe选择性:≥2000
第四章冶炼
一、工艺流程的选择
传统的炼铜方法为采矿—选矿—火法冶炼，该工艺处理铜的硫化矿是很有效的，但对铜的氧化矿而言，该工艺显示出其局限性，选矿的回采率很低，经济效益很差。随着铜的硫化矿资源日益减少，人们越重视低品位难选氧化铜矿资源的开发利用，研究出了“浸出—萃泉电积”新工艺来处理低品位难选氧化铜矿，取得良好效果。该工艺具有投资少、成本低、经济效益显著、无环境污染等优点，在国内外已被广泛应用。目前，世界上用该工艺生产的电解铜为100万吨左右。根据多宝山地区氧化铜矿的性质，结合国内外生产实际，本可研也采用这一新工艺。该工艺的浸出方式有很多，如喷淋堆浸、埋管滴浸、搅拌浸出及井下就地溶浸等等。喷淋液分布均匀，浸出效果好，喷淋设施能重复利用。其缺点是受温度限制，湿度过低时不能生产；埋管滴浸方式适合于品位低的矿石，能在气温很低的条件下进行浸出生产。其缺点是滴浸液分布不均匀，浸出效果不如喷淋堆浸，滴浸管不能重复使用；搅拌浸出仅适合于品位高的富氧化铜矿；井下就地溶浸尚处于试验阶段。多宝山地区氧化铜矿品位很低（含铜只有0.47％），冬季气候寒冷、结冻期长，适合采用喷淋，加拿大已成功地在冬季进行堆浸生产，但我国目前尚无在寒冷地区冬季进行堆浸生产先例，为稳妥起见，拟采用喷淋堆浸方式，非冻期进行喷淋浸出生产，结冻期停产。投产后可进行一定规模的冬季埋管滴浸试验，若试验成功，则可采取喷淋堆浸与埋管滴浸相结合的双重浸出方式，年工作日可大大延长，在不增加设备的条件下，可使工厂生产规模大为提高。
二、生产过程简述
用颚式破碎机将氧化铜矿进行二级开路破碎，破碎后矿石粒度为20mm以下。破碎石由装载机运往堆浸筑堆，一次堆高约5米。矿石堆经平整后铺设喷淋管网，接能供液管，然后泵送PH值为1～1.5的酸性萃余液进行喷淋，喷淋强度为7～101/mh。喷淋液与矿石发生反应，生成的硫酸铜溶液靠自向底层渗透，由矿层底部的排液管流出，进入集液池。当浸出液中铜离子浓度小于2g/1时，歙之再次循环喷淋，达到2g/1左右时，泵送至萃取工段进行萃取生产。
萃取工段采用二级萃取一级反萃，萃取剂为汉高公司的LIX984，稀释剂为260工业煤油。浸出液经过两级逆流萃取后，萃余液含铜0.1～0.3g/1，PH=1～1.5，经由萃余液缓冲池浮油处理后流入萃余液池，在此补酸后返回作堆浸喷淋液。负载有机相含铜3～3.5g/1，进入反萃段与废电解液接触，获得的富铜液经砂滤后进入富电解液贮槽，送至电解工段电积生产电解铜。反萃后的再生有机相含铜约1.1g/1，返回萃取段继续萃取铜。
电解工段采用Pb-Ca-Sn合金为不溶阳极，阴极为纯铜始极片。始极片在种板槽内的不锈钢阴板上生产，周期24小时。电解液采取上进下出的循环方式，电解液温度大于20℃。电解铜生产周期为7～10天，电解铜出槽后用水浸泡洗涤，晾干后包装出厂。为了控制电解液杂质浓度维持在一定水平，部分开路排放废电解液，并入浸出液萃取回收铜，残酸作浸出补加酸使用。为避免雾溢出污染环境，在每个电解槽面上覆盖一层约10mm厚的低压聚乙烯粒料（1～3mm）。另外，在电解液中加少量钴离子（60mg/l）及光滑剂，以提高阴极铜的质量。
第四节进制主要技术经济指标
破碎
破碎方式：两段颚式破碎机开路破碎机开路破碎
破碎前粒度：300mm
破碎后粒度：20mm
破碎工作时间：280d
堆浸
堆浸周期：210d
堆浸方式：喷淋堆浸
喷淋强度：7～101／mh
最终浸出率：80％
浸出液：Cu2.0g/1，PH=2.0
萃取
萃取剂：LIX984
稀释剂：煤油
有机相浓度：8％
萃取相比：1
反萃取相比：2～3（0/A）
萃取级数：2级
反萃级数：1级
混合时间：2min
澄清速率：36m/mh
电积
富电解液成分：Cu45g/1，H2SO2172g/1
废电解液成分：Cu40g/1，H2SO2180g/1
电解液循环速度：9501/槽h
同名极间距：100mm
电流密度：150A/m
槽电压：1.8～2.2V
电流效率：90％
主要原料消耗
氧化铜矿石：281.11t/tCu
萃取剂：3.5kg/tCu
煤油：94kg/tCu
硫酸：3.0t/tCu
水：150m/d另需5000m循环水
电：4000kh/tCu
回收率
堆浸浸出率：80％
萃取反萃回收率：96％
电积回收率：99.5％
其它损失：1％
总回收率：75.65％
第五章总图运输
第一节区域概况
一、地理位置
多宝山氧化铜矿区位于黑龙江省嫩江县境内，南距嫩江县城约156km，西距嫩江24km。地理座标为东经125°46′05″，北纬50°14′45″。
二、交通现状
矿区南距嫩江—黑宝山地方铁路的黑宝山站12km，矿区附近现有6km的简易公路与嫩呼公路（嫩江—呼玛）相接，矿区的外部交通条件良好。
第二节总体布置
一、企业组成
本设计的多宝山氧化铜矿区，由两个露天采矿尝两个废石场和尾渣尝破碎工业场地、电积工业场地、矿山工业场地、炸药库区、地中衡、水源井及泵房、高位水池等组成。
破碎工业场地布置有两段破碎车间和破碎矿石堆常
电积工业场地布置有萃取电积车间、积液池、事故池、萃余液池、高位料液池、综合设施（车间办公室、化验、成品库）等。
矿山工业场地布置有办公室、食堂、浴室、单身宿舍、锅炉房、汽车保养及维修车间、综合车间、车库、油库、警卫室等。
炸药库区布置有炸药仓库（储量5吨）、爆破材料库和值班室。
矿区总占地面积约80公顷。
堆浸尝各工业场地及道路系统土石方工程量估算：挖方6.0万立方米，填方8.0万立方米。
二、布置原则
1、不压矿，不影响今后大型矿山的开发。多宝山矿区是一个铜金属储量237万吨的特大型矿山，1988年曾做过总体规划，其主要工业场地均布置在1号矿带Ⅳ号矿体的西南面，而本设计处理的氧化铜矿石铜金属含量仅2万吨，规模很小，为了不影响今后整个矿山的开发，在不压矿的前提下，工业场地均布置在1号矿带Ⅳ号矿体的北面。
2、充分利用地形，节约用地，因地制宜，紧凑布置，缩短运输线路，降低运营成本。
3、保护环境，减少堆浸尾渣对环境的影响。
4、有利于生产管理，方便职工生活。
三、本设计的多宝山氧化铜矿区，前期开采1号矿带Ⅳ矿体的氧化矿部分，分为西北和东南两个露天采矿场，在堑沟口分别布置废石常西北废石场利用附近低缓而开阔的山谷布置，东南废石场利用较平缓的坡地布置。这样的布置可有效地缩短废石的运输距离，降低运营费用。
矿山工业场地布置在爆破警戒线外，处于矿区对外交通的出入口。一方面是方便对外联系，另一方面也便于对其他各工业场地进行生产联系和管理。
炸药库区布置在矿区西北面的山谷中，距最近的堆浸场约500m，远大于规范要求的330m，炸药库的设计遵循《民用爆破器材工厂设计安全规范》GBJ89-85。
矿区的外部道路在1号矿带的东南面与现有的简易公路相连，现有的简易公路，只有在局部拓宽路基和全线增设路面，使其达到Ⅲ级公路标准后，才能满足线路正常运营的要求。
四、外部供电：由矿区南约13公里的黑宝山变电站引回10kv高压架空线至萃取电积车间的高压配电室，即可满足矿区生产、生活用电需求。
五、矿区供排水：由距1号矿带东南约145m处的深水井（孔ZK002）取水，经泵库输送至100m的高位水池，可为整个矿区供水。生产和生活污水经处理达到排放标准后，可因地制宜用管道排至附近山谷中。
第三节内外部运输
由于本矿山的生产规模较小，结合附近的交通现状和矿区地形特点，矿区内外部运输均采用公路运输。公路标准均为Ⅲ级碎石郊区型道路。
矿石和废石的运输道路路面宽7m，转弯半径25m，道路纵坡不大于8%；炸药库专用道路路面宽3m，纵坡不大于6%；矿区内其它主要道路及外部道路路面宽6m，平均纵坡不大于6%。
硫酸来源于齐齐哈尔，由铁路运至黑宝山煤矿，再经酸罐车运入矿区，其他运入货物除萃取剂外，均可在嫩江县内解决，采用汽车运入矿区。
为了矿石的计量，选择一台20吨杠杆式地中衡，配置在破碎场地附近。硫酸采用酸罐车运输，油类运输采用油罐配合5吨载重汽车运输。矿区内不配置消防车，可与黑宝山煤矿协作。
第六章公用设施及土建工程
第一节供排水
一、供水
企业每日最大用水量为350吨。其中采矿用水70吨；堆浸用水150吨；锅炉用水60吨；生活用水70吨。
根据黑龙江省地质局第二地质调查所提供的水文地质资料，对该矿区水井做过抽水试验，其涌水量为367.80T/D，大于企业最大用水量350吨，说明在供水方面采用地下水的方案是可靠的。
二、排水
矿区为低丘陵地带。地形坡度不大，矿区自然排水系统良好。企业总体布置均未改变自然现状，矿区总的排水方向仍采用由北向南排出厂外。
采矿场地表水及地下水均无有害物质，可采用水泵将采矿场内雨水及地下水扬至采区边缘，排水场外。
采矿工业场地、破碎场地及电积场地的地表水和生产生活废水，经处理后可采用明沟排入场地西沟，由北向南利用自然沟排至矿区以外。
浸出-萃取-电积工艺的循环水含有酸性物质，采用长期循环使用，不向外排，对环境保护不会产生不良影响。
第二节电力、自动化仪表
一、供电电源
多宝山矿区距黑宝山变电站13公里，黑宝山变电站一次侧电压为110KV，现已安装一台8000KVA变压器，其负荷率为50%，完全可以为本企业供电。
本矿区需从黑宝山变电站引回10KVA线路，至矿区萃取电积车间高压配电室，供电给500KVA整流变压器及500KVAT生产生活变压器。
二、供电方案
变压器安装容量暂按500×2KVA考虑，高低配电室、变电所、整流所设置在电积车间同一建筑物内，硅整流器柜及直流母线要合理配置。生产生活用电变压器经低压配电装置向矿区供电，供电线路电压损失不得超过正常负荷时电压降的6%，否则需在矿区增设一台变压器，露天矿电网采用中性点不接地系统。
三、装备及自动化
矿区电积车间的变压器及整流所可用同一个控制室监控，整流器设置瞬动过流保护、整流元件反向击穿过流保护、过负荷保护、过电压保护、中性点直接地系统、冷却系统、辅助装置的各项保护、运行状态的监控等。整流所尚应设置事故音响信号、预告音响信号系统。直流母线侧的仪表测量需按着有色金属小型电解整流所的规定酌情设置。
四、汽保及维修设施
企业的机、电修及设备维修工作，设汽车保养及维修车间来承担，其工作范围如下：
1、负责承担企业大型设备（汽车、装载机、推土机）的维修保养工作，大型设备的大中修工作均委托外单位承担。
2、负责承担企业机修、电修的维护保养工作以及其部分机械加工和维修工作量。
汽保维修车间设有机床、电焊、气焊等修理设备，是企业机电修的维修中心。
五、采暖
鉴于企业所在地区为严寒地区，最低气温为-37。C-40。C，结冰期10月到翌年4月，全年采暖期约7个月，故本企业在冬季需考虑生产厂房和生活设施的采暖，生产厂房为2755m2，生活设施为1486m2，加上冬季堆浸生产过程中的用气量（计算时适当留有余地），其总用气量为1.70t/h，故采暖选用2t锅炉2台。
六、土建工程
企业总建筑面积为4241m2。生产厂房有二级破碎车间、萃取电积车间、汽保及维修车间、综合仓库、成品库、汽车库、油库、炸药库、爆破器材库等建筑物，其建筑面积为2755m2。行政及生活设施有办公室（包括化验室、医疗室、电话室）、单身宿舍、浴室、食堂等建筑物，其建筑面积为1486m2。
企业的构筑物有集液池、事故池、溶液池、高位料液池及高位水池等，其总容积约5万m3，大部分构筑物为钢筋混凝土结构。
生产及辅助厂房均为一层建筑，采用砖混结构，屋面及屋架部分可以根据当地材料来选择，但萃娶电积各车间的地面、墙面和屋架要采用防酸处理。行政及生活设施除单身宿舍为二层外，其它均为一层建筑，其建筑形式可以根据当地习惯来选用。
第七章投资估算
一、本工程可行性研究投资估算额为2000万元。
其中土建工程685.93万元；设备及安装工程819.6万元；其它费用494.47万元。
工业厂房及行政生活福利建筑的单位造价，是根据当地一般建筑标准（每平方米400-650元）进行计算。
其它费用的计算：
建设单位管理费按生产费用总额的10%计算；
生产工人培训按20人培训6个月，每月500元付款；
林业占地按当地价格1000平方米300元计算补偿费；
电力增容费按每千伏安750元计算；
基本预备费按8%计算；
涨价预备金按建、安工程总额的0.6%计算；
环境评价费按0.3%计算；
本工程基建期为一年，贷款年利率为14.94%。
生产收入：1600万元/年；
生产成本：9500元/吨；
销售价格：16000元/吨；
税金：各项税款总额155万元/年；
实现利润：415万元/年；
投资利润率：11.75%；
投资利税率：23.11%；
基建贷款偿还期5.89年
税前全部投资回收期：6.42年
税前财务内部收益率：28.2%
税后全部投资回收期：6.46年
税后财务内部收益率：25.75%
二、服务年限
根据矿体储量计算，氧化矿可服务14年，硫化矿可服务37年。
第八章环境保护
一、1000吨电解铜厂位于黑龙江省嫩江县北部，由嫩呼公路北上164公里，折向东行10公里处，距铁路黑宝山站23公里。矿区附近主要河流为嫩江。
矿区地处寒温带，气温变化较大，春、夏、秋季较短，冬季漫长。
本区为农林区，居民稀少，大部分土地属荒地和丛林，附近工业极少，因而，环境质量较好。
二、烟尘、酸雾及治理措施
来自锅炉房的烟尘，经除尘处理后，达标排放，对环境不构成污染；破碎站的粉尘，除设备密闭外，用水喷雾降尘，以减小粉尘污染。
在采矿场，露天爆破将产生烟尘。在正常情况下，爆破后将产生含CO2、N2、NO2的烟尘；在特殊情况下，如炸药质量较差，将产生含NO、NO2的烟尘；在负氧平衡下，将产生含CO的烟尘。由于露天采矿场远离民在区，且该厂区环境质量比较好，因此，上述生产过程中所产生的烟尘，对环境不会构成污染。
在电解过程中将产生酸雾，为避免酸雾对大气的污染，在电解槽内覆盖一层高压聚乙烯粒料，以免电解槽酸雾的逸出。
矿石堆浸过程中，生产用水及冲洗残酸用水，流入备用液池，作为生产补充用水，废水不外排。
三、废渣及治理措施
采矿场剥离的废石，集中运到废石场堆放。
矿石分层堆浸，对最终的浸出渣用水冲洗残酸，直至矿渣堆中酸性水排完，最后可复土栽种植被。
四、噪声及控制
来自破碎站、采矿场及锅炉房的噪声可达90-117dB，由于矿区地处丛林地带，且远离村屯，噪声经远距离衰减，不会对周围环境造成影响。
第九章共伴生金属
多宝山铜矿是一个以铜钼为主的特大型有色金属矿床，其中含有金、银、铼、硒、铂、钯、锇、铱等多种贵重金属矿产，这些矿产如应用到工业中去将会产生巨大的经济效益，其中，仅金属锇一项就达每克数万美元。但此次可行性研究以铜为主，在今后的开采过程中，对共伴生金属矿可采取指定的工业场地堆放，待科学技术逐步提高后再进行冶炼加工，使其达到较好的经济效益。
第十章经济及社会效益
本项目当年建成，第二年投产，年产电解铜1000吨，可增强省内铜的自供量，对黑龙江有色金属工业和黑河市的经济发展具有重要意义，同时对我国寒冷地区氧化铜矿石资源的开发和利用也将起到积极的推动作用。目前，国际市场铜的价格一直看好，建设该项目可有效拉动地方经济，安置社会剩余劳动力，给区域经济带来新的增长点。该项目具有资源可靠，产品畅销，投资回报快的特点。重要的是日前矿山建设的前期准备工作已基本就续。
综上所述，该项目投资少，风险小，效益好，前景广阔，是非常可行的。
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