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走进智利(之五)——宏伟壮观的丘基卡马塔铜矿

一、序言
      丘基卡马塔(Chuquicamata)是一个让全球地矿工作者引以为自豪的名称,她有大片的荒漠旷野,沙砾遍地,乱石嶙峋。异常干旱的气候甚至是这里很难找到几棵绿色的植物。傍晚,赤日西沉,天穹闪射出奇异的光焰,给人一种荒凉的感觉,然而,这片土地在智利人民的心目中却是一块宝地,全球地质工作者向往的考察目标之一、世界上最大的露天铜矿——丘基卡马塔铜矿就坐落在这里。
    丘基卡马塔铜矿位于智利北部城市卡拉马,是智利第二大区安托法加斯塔(Antofagast)区埃尔洛阿省的首府。卡马拉位于安第斯山西坡、洛阿河畔,北距丘基卡马塔露天铜矿21公里。海拔2,266米。气候干旱。周围灌溉农业和矿业区的商业中心。是重要的牲畜市场(以来自邻国阿根廷的牛为主)。制造烈性炸药,产品供应全国及玻利维亚部分地区。输水管通西南200公里的安托法加斯塔。附近有美国建的太阳观察站。该城市人口3万多人,是智利最大的铜矿所在地(露天铜矿世界最大)。
   丘基卡马塔铜矿(Chuqicamata铜矿)地处智利北部阿塔卡玛大沙漠之中,位于北部Loa峡谷的断裂带上。矿区整体面积宽25公里,长33公里,目前探明的铜矿石储藏量为170亿吨,可开采8000万吨铜。  按目前的生产规模,还可以继续生产100年。目前有3个铜矿露采场,Chuqicamata、 Radomiro Tomic和SurMines。其中Chuqicamata开采场最大,主要为硫铁铜矿石,矿石的铜品位平均约在1%。其余两个开采场主要是氧化矿石。Chqicamata铜矿由美国公司建立于1915年。1969年,智利政府收购了51%的矿山股权。1971年,智利阿连德政府完全将其收归国有。丘基卡马塔现隶属智利国家铜业公司科代尔科(Codelco)所有,是迄今世界上有数据可查的最大的斑岩铜—钼矿之一。

                 

 

                      智利北部阿塔卡玛大沙漠一角            阿塔卡玛大沙漠地质工作景观

       从该铜矿目前收集的矿山资料显示,该矿山1900年开始小型开采活动,1915年起进行具有规模的露天开采。目前矿坑长5000米,宽3500米,深900米,呈阶梯状(照片1、2所示)。铜矿石品位高(1.38%),年产铜60万吨,相当于我国大小铜矿山年产量的总和!造物之神奇,确实令人感叹。产量约占全国一半。1952年矿区正式建立选矿、初炼等设施,具备正式系列规模开采选冶已有60年的历史,1968年又扩建起精炼设备,70年代后期精铜年产量达50万吨。产品经铁路运往西南 225公里的安托法加斯塔港输出。

                                       

                                                    宏伟壮观的丘基卡马塔露天开采现状照片

                                       

                                                在丘基卡马塔采场上方考察平台时的现场留影
      但是,对于丘基卡马塔矿区最不幸的是,矿石中同时也含有大量的硫酸盐。载货卡车经常来回矿区,扬起的粉尘中带有这些有毒物质。除此之外,将矿石从壁面分离出来时所进行的爆破,也会产生硫酸盐。矿工整天吸入这些硫酸盐粒子;虽然依照规定,他们在矿坑里工作不得超过三年,每天却仍然冒着死于癌症的危险。面对此类污染,这个地区的其他居民也无法幸免。丘基卡马塔附近的城镇,有高比例的人罹患呼吸道疾病。据有关资料统计,每年在开发中国家,都有五十万人死于大气中含量甚高的二氧化硫。
      二、现场考察
      我们第一次进入智利工作,在与矿山接待处事先预约后,于2010年12月2日前往向往已久的世界上屈指可数的巨大露天开采矿山考察。
      1、矿区基本地质情况及采选概况
      据中国选矿技术网收集的资料《智利国家铜公司科代尔科丘基卡马塔铜-钼矿选厂实例》介绍,该矿有三个矿体,丘基卡马塔、丘基南矿、丘基北矿。北矿为一个独立的斑岩铜矿床,已探明矿石储量500Mt,平均含铜0.7~0.9%,尚未开发。南矿全为氧化矿,已探明矿石储量170Mt,平均含铜1.5%。而含钼主要在丘基卡马塔。丘基卡马塔是世界上最大的斑岩铜-钼矿之一,具细脉浸染状结构。矿体南北长3600m,东西宽约1200m,控制深度在1000m以上。矿体呈楔状向下延伸,绝大部分赋存在斑岩体中。现有储量10000Mt矿石,共控制铜金属量约60Mt,具体为上部(深400m多)矿石储量1200Mt,平均含铜1%,下部控制深在800m,有矿石储量8000Mt,平均含铜0.6%。原生硫化物矿石带位于次生富集带下部,是斑岩铜矿体的主要部分。矿石由黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿、硫砷铜矿等组成,含铜品位均匀,在0.6%~0.8%之间。在矿体中心部位绢云母化蚀变强烈的地方有辉钼矿富集,钼品位平均0.032%。
      矿体中钼的出现是由于随钾化蚀变发生的早期绢云母热液蚀变,这时石英-绢云母蚀变带产生钼、黄铜矿和斑铜矿的强烈矿化。钼存在于裂隙带内、硫化带上层,并浸染于各种石英脉中。
      在硫化带上层,钼呈钼酸盐,其中最重要的有钼铜矿[Cu3(MoO4)2OH]和铁钼华[Fe2 (MoO43·8H2O。矿体西部斑岩矿化均匀,但钼品位较低,63%矿石含钼量为0.02% ~0.05%。东部矿石量的68%里含钼量为0.02%~0.03%。在石英-绢云母围岩中平均品位变化较大,占全部矿石量76%里含钼0.05%~0.14%。
       在粗选回路尾矿试样分析中,已证明辉钼矿表面有一表面氧化层,可能是钼铜矿。
       丘基卡马塔矿露天采,是目前世界最大的露天铜矿或露天铜-钼矿。日采剥总量达320kt,采剥比为(2.6~2.7):1。采矿量为84kt/d。配矿中品位控制Cu≥1.9%、Mo≥0.05%、As≤0.08%。
       矿石中主要有用矿物以辉铜矿、黄铁矿为主,其次是黄铜矿、铜蓝、硫砷铜矿、氯铜矿、斑铜矿和辉钼矿。以后黄铜矿、黄铁矿将增加,辉铜矿将减少。原矿化学组成见表1所列。

                           


      选厂由铜-钼矿混合浮选、铜-钼分离和钼精矿浸出脱铜三段组成。
      铜-钼混合浮选:入选浓度38%、细度60%-200目混合精矿组成(1976年平均)(铜40.13%、铁17.58%、钼0.87%、酸不溶物6.98%、砷0.71%)。钼回收率65%~75%。
      铜-钼分离:用浮钼抑铜、再磨精选的工艺。据史继昌等人考查,流程用一次再磨,抑制剂为Anamol-D。又据《加拿大矿冶学会冶金学会第16次年会会议集》克劳德介绍,新建处理混精能力3200t/d,工艺流程用二段再磨(比上述在精I与精Ⅲ间多一次),而Anamol-D在应用一年后改为蒸煮-亚铁氰化法,降低了生产费用。见图1和图2。

          

  

                 丘基卡马塔铜-钼混合浮选流程                           丘基卡马塔铜-钼分选流程
       浸出:丘基卡马塔矿石中铜的矿相主要为辉铜矿。用氰化钠溶解它,使最终钼精矿中含量≤0.1%。
       两法对照,亚铁氰化物法生产成本只有Anamol-D法生产成本的80%。
       选矿指标:
       原矿品位2.1%、0.05%Mo,处理量70kt/d。粗精矿品位39%~43%Cu、0.8%~1.2%Mo、5%~8%不溶物。(1976年平均品位:40.73%Cu、0.87%Mo、17.58%Fe、0.71%As,6.98%不溶物)。铜精矿品位40~42%Cu,铜回收率90%。钼精矿(浮选)品位51%~53%Mo、1%~3%Cu。钼精矿(浸后)品位54%~56%Mo、0.05%~0.2%Cu。
       铜-钼分选作业钼回收率85%~91%。1976年产量7048t钼。
       铜-钼分选各作业产品,粗选精矿品位7~15%Mo、40~45%Cu;一精精矿22%~30%Mo、23%~28%Cu;二精精矿34%~37%Mo、16%~20%Cu;三精精矿39%~42%Mo、8%~12.7%Cu;四精精矿45%~48%Mo、3%~6%Cu;五精精矿51%~53%Mo、1%~3%Cu。钼精矿标准组成列于表4。
      主体设备简介:破碎为三段一闭路。粗碎用¢1.5m圆锥1台(处理70kt/d),¢1.37m旋回破碎机1台(处理4kt/d,备用);中碎用5台¢2135mm标准圆锥破碎机;细碎用10台¢2135mm短头圆锥破碎机;筛分用10台F-600双层振动筛。
      铜-钼混选:12个磨俘系列。
      磨矿:每系列¢3.0×4.3m棒磨1台,¢3.0×3.7m球磨2台,每台球磨再与一组(4台)¢510mm旋流器闭路。
      粗选:九个系列,每系统64槽1.lm3浮选机;两个系列为每系统14槽A-120(8.9m3)浮选机;另一系列为6槽B-120型,7槽丹佛(容积8.5m3)浮选机。
      铜-钼分选:一段再磨用¢1.2×2.4m马西磨矿机2台与¢150mm旋流器8台闭路。二段再磨¢1.2×2.4m马西磨矿机2台,与¢100mm旋流器8台闭路。
      集中浸出用2.4×2.4m搅拌槽2台串用。分批浸出用4.8×6.lm搅拌槽4台。
      2、矿山现场考察
      我们按照预约的时间(周一至周五期间可以参观,事先预约登记,按时到达,参观主要乘坐矿山观光巴士绕巨大的矿山一圈,然后下车观看露天采矿场)按时到达丘基卡马塔铜矿设在卡拉马市的接待处,办理完相应的参观手续,乘坐观光大巴车前往距卡拉马市区20多公里的矿山进行考察。

                         

    

                        在矿山接待处巨型斑岩型铜矿石前留影        通往丘基卡马塔矿区的道路
       一进入矿区,给我们的总体印象是,矿区整体规划十分科学,道路平整且标识清晰,办公区、生活区布局合理,采选冶生产工区各环节划分明确,周边环境整洁有序。

                         

  

                             露天采场的巨型废渣堆放平台景观           矿山办公区域及道路
      第一站我们来到了丘基卡马塔矿区矿史陈列室,听取了矿山讲解员的对矿山发展历史的详细讲解。
      矿山最初在1900年就有了零星开采,正式规划设计的大规模露天矿山是由美国投资兴建,1915年5月投产。该矿机械化程度高,技术较先进。由于20世纪初,铜的开采和出口逐渐落入外国垄断资本,特别是美国资本的控制之中,仅美国所属的3大铜矿就掌握了智利铜生产的1/3。有资料统计显示,70年代以前的40年中,美国企业从智利铜矿攫取的财富高达37亿美元。1965年智利国会通过了“铜矿智利化”法。根据这项法案,智利政府先后购买了美资特尼恩特铜矿公司51%的股权,塞罗公司新矿和埃克索蒂卡公司新矿各25%股权及安那康达公司一些新矿33%的股权。通过购买股份,智利政府取得对美资铜矿公司的部分管理权和所有权。1970年智利阿连德政府将外资铜矿公司收归国有。1974年军人政府向被没收的外资铜矿企业支付了赔偿费。在大规模推行私有化时,军政府保留了国家对铜矿生产的直接控制。国营智利铜公司经营着丘基卡马塔、特尼恩特、安第纳和萨尔瓦多4个大型铜矿及一些中、小型矿山。

                     

 

                                                         矿山讲解员在介绍矿山概况

                      

 

                             珍贵的历史照片                                观看矿石标本
       从此,国营智利铜公司继续对矿山进行生产经营,以大规模露天开采、选矿、冶炼为一体的系统化产业集群逐步形成。2008年,丘基卡马塔矿山产精铜38.9万吨,占智利国家铜公司总产量的51.5%。

                     

 

                                     展示的电解铜板                          在陈列室内留影
      随后,我们乘车前往露天采场参观,沿途看到了大型选矿及冶炼车间、巨型运输车辆、道路维护洒水车辆、掘岩爆破及 挖掘设备、矿石粉碎及传送设备、铜板运输专用铁路等许多目不暇接的景象。据了解,最大的矿车长8 米,高7米,载重350吨。化学选矿车间长度超过1公里等等。途中看到丘基卡马塔铜矿把废弃的机械集中放在矿区外一片空地上,成了一个露天矿山机械博物馆。高大的卷扬机、装运车边上,排列着由小到大二十几个轮胎,象征着工业化采矿的发展历史。这可没包括最初阶段智利工人用铁锹镐头开发矿山的历史。

                  

 

                                化学选矿车间一角                     生产循环供水水池

                  

 

                                大型矿石运输车                    专用铁路运输电解铜板
      当到达露天采场参观平台前,我们一下车就迫不及待的跑向观光平台上,亲眼目睹了宏伟壮观的人类矿业历史上最大的巨型露天采矿景观,采矿场内,各种施工机械施工声轰鸣,矿石运输车辆往来穿梭,从平台向下望去,想要把多少个采矿平台数清楚我是不敢想的,没数几个就已经眼花缭乱了,真是壮观呀! 

              

 

                           在观光平台上留影                             采场底部的各种施工机械、车辆

              

  

                               露天采场一角                                     采场局部平台

       由于考察路线的限制,在参观完露天采场后,就结束了我们在世界上最大的露天铜矿——丘基卡马塔的考察,也留下了许多难以忘怀的记忆。
      三、链接
      1、丘基卡马塔矿山的最新信息
      据智利《信使报》2009年7月8日报道,世界上最大的露天铜矿丘基卡马塔(Chuquicamata)开采2015年将进入露天开采最后阶段,随后智利国家铜公司将进入丘基卡马塔地下矿的开采。
     据初步评估,丘基卡马塔地下矿储量约为16.75亿吨,平均品位0.71%,预计2012年开始施工,2018年进入开采阶段,开采期限估计为42年,开采高峰为2026年。
      由此我们可以设想到,到进入地下开阶段,地上100多年来的露天开采矿山将失去往日的繁忙开采景象,将成为一个矿山地质公园供游客参观,留下他未来的旅游资源。
       2、北京奥运会金、银、铜奖牌原料皆产自智利
       2008年北京迎来了全球体育的综合性运动会——第29届奥林匹克运动会,中国体育健儿在这届盛会中,共获得金牌51枚、银牌21枚、铜牌28枚,奖牌总数100枚,金牌总数第一,创造了令世界瞩目的佳绩。
       北京2008年奥运会奖牌直径为70毫米,厚6毫米。奖牌正面为国际奥委会统一规定的图案——插上翅膀站立的希腊胜利女神和希腊潘纳辛纳科竞技场。奖牌背面镶嵌着取自中国古代龙纹玉璧造型的玉璧,背面正中的金属图形上镌刻着北京奥运会会徽。奖牌挂钩由中国传统玉双龙蒲纹璜演变而成。整个奖牌尊贵典雅,中国特色浓郁,既体现了对获胜者的礼赞,也形象诠释了中华民族自古以来以“玉”比“德”的价值观,是中华文明与奥林匹克精神在北京奥运会形象景观工程中的又一次“中西合璧”。
       我们在智利工作期间就曾经耳闻,北京奥运会奖牌制作也有智利的贡献,上网查询后果不其然。在北京奥运会的领奖台上,奥运健儿们胸前佩戴金玉相间的奖牌,显得英姿飒爽。可能很多人都不知道,这些熠熠生辉的奖牌折射出的是两个相隔万里的古老文明古国的融合。用于北京奥运会及残奥会金、银、铜牌制作的原材料中的金属部分由奖牌赞助商、世界最大矿业巨头、澳大利亚必和必拓公司在智利的矿产企业提供。其中智利埃斯孔迪达矿的含金铜精矿提供了13.04公斤金;澳大利亚坎宁顿矿的铅精矿提供了制作金牌和银牌所需的1.34吨银;智利斯宾塞矿提供了用于制作铜牌和纪念奖牌的6.93吨铜。由此看来智利铜矿业在全球的影响力如此之大。

                        

                                                                奥运奖牌正面

                       

                                                        奥运奖牌背面
      3、联想
      中国是世界上古老文明的国家,我们的祖先以其聪明的智慧最先使用了青铜器制品。然而,上天就是这样安排的,最先使用青铜器、如今却十分缺少铜铜矿资源的现代化中国,成为智利铜的主要进口国。上天赐予的不均仍在继续:据智利国家地矿局和中央银行发表一份研究报告,根据最近的地质勘查,自1985年到2000年,智利铜矿储量由7700万吨上升到1.62亿吨,增长了110.4%,占世界总储量的39%。预计今后25年至50年内,智利仍将继续保持世界第一大产铜国地位。
      有数据显示,以2010年3月今年3月为准,中国的铜消费量约占全球产量的36.5%,高达包括美国在内的整个美洲大陆消费量(14.7%)的2.5倍左右。
      100年前的1910年,智利的第一大出口国是大英帝国,在总出口额中占41.3%,其次是当时刚刚浮升为强大国家的“年轻的”的美国(21.31%)。当时,美国超越德国(第三位,19.99%),将世界重心从欧洲转移到到北美。 
       一个世纪过后的2009年,智利的第一大出口国变成为中国(23.9%),出口額高达美国(11.3%)的2倍以上。由此证明,当今中国经济崛起的地位不断提升,成为世界各国关注的核心。
 
                                                  李忠烈         于智利第三大区巴耶纳市Alto De Carmen镇

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