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1、中国企业境外开发铁矿项目新工艺新设备展示,中国冶金矿山企业协会顾问中国矿业联合会高级资政焦玉书（教授高工）2013年6月22日,为改变我国铁矿资源供应的被动局面，从建立铁矿资源战略保障体系的大局出发，近年来，中国企业加快了“走出去”的步伐，境外开发铁矿项目激增，中信泰富澳大利亚SINO铁矿选厂第一系列已试车；鞍钢澳大利亚卡拉拉铁矿DSO矿已生产运营；武钢利比里亚邦山铁矿施工进展迅速；山钢塞拉利昂唐克里里铁矿，中机加蓬贝林加铁矿以及中铝几内亚西芒杜铁矿等项目均正在开展前期工作。现在展示几座近年境外铁矿项目新工艺新设备情况，供国内铁矿生产建设借鉴。,1.中信泰富SINO铁矿,SINO铁矿，露天开采
2、，境界内圈定资源量30亿吨，矿石类型为磁铁矿，平均品位MFe23%，SINO铁矿是世界上规模最大的现代化矿山工程。SINO铁矿工程包括：（1）露天矿8400万吨原矿/a；（2）选矿厂2400万吨精矿/a；（3）球团厂600万吨球团/a；（4）450兆瓦电站；（5）510亿升海水淡化厂；（6）25Km30英寸矿浆管道；（7）港口设施。,图1 西澳SINO 铁矿生产链示意图,图2 西澳SINO铁矿工程布置图,1.1 SINO 露天开采新工艺新设备,（1）露天采场：长5500m，宽 3000m，深400m。（2）开拓方式：汽车可移式破碎站胶带机联合运输开拓。（3）采矿方法：穿孔应用SKF-15型潜孔
3、钻，孔径203mm；爆破段高12m,孔深13.514m，孔距56m，多孔粒状铵油炸药；装载应用45mRH400型挖掘机（年生产能力38004200万t/a）和34m RH340型挖掘机（年生产能力 22002400万t/a）；运输应用MT6300 交流电动轮汽车（载重360t）和MT4400 型 交流电动轮汽车（载重225t）。,图3西澳SINO铁矿东西部境界示意图,图4 西澳SINO铁矿东西部境界示意图,图5 SINO铁矿 45m液压挖掘机向 MT6300型360t 交流电动轮汽车装矿图,图6 RH400型挖掘机结构示意图,图7 RH340型挖掘机结构示意图,图8 MT6300AC型卡车示意
4、图,图9 MT6300AC型卡车,1.1.1 设备选型曾比较五个方案,对世界上五家大型矿山设备制造公司的矿山设备进行比选，有Terex、Liebherr、Komatau、Caterpillar、Hitachi五家的设备 最后选取了第一方案即Terex的组合。SINO矿山采出原矿Fe30.7%块度12000mm原矿经6089粗破碎机破碎到200mm，经胶带机运输至选矿厂。,表1 设备方案表,露天矿将来使用无人驾驶的自动汽车，力拓公司已使用自动汽车，完成4200万吨运量，走行45万公里。,Automated trucks improve health,safety and productivity
5、 Rio Tinto is rolling out a fleet of 150 automated trucks at our Pilbara iron ore operations,the worlds first major deployment of an autonomous truck fleet.Since the two-year trial began,the autonomous trucks have operated every day,24 hours a day,and have moved more than 42 million tonnes of materi
6、al in approximately 145,000 cycles.They have travelled more than 450,000 kilometres.We control the trucks from our Operations Centre in Perth,1,500 kilometres away.The trucks follow pre-defined courses,and GPS systems navigate autonomously from loading units to dump locations.The trucks(the Komatsu
7、Autonomous Haulage System)are a key part of our Mine of the Future programme,which creates mining technologies for greater efficiency,lower production costs,and improved health,safety and environmental performance.After five months of autonomous operation at Yandicoogina,the benefits of Autonomous H
8、aulage System(AHS)continue to be seen in the sites strong production results,which are consistently improving each month.The Mine of the Future team will be implementing AHS across a number of sites in the future,beginning with Nammuldi Below Water Table in Q1 of next year.Nineteen autonomous haul t
9、rucks will be deployed at Hope Downs 4 during 2013/2014,with the first Komatsu 830E-AT truck scheduled to be delivered in,1.1.2 开拓方法,采用汽车可移式破碎站胶带机联合运输开拓方法。用4台旋回破碎机，小时处理量 4250 t，由Thyssen Krupp制造。两台破碎机用一条胶带机，胶带宽2.4m,速度4m/s，两条胶带机平行设置，小时运量 13000t/h。,图10 开拓现场,图11 破碎工序,图12 粗破碎两条胶带机,1.2 SINO铁矿选矿新工艺新设备,SINO
10、铁矿年处理原矿8400万t，世界之最。矿石性质：主要是磁铁矿，其次为半假象一假象赤铁矿，镜铁矿、褐铁矿和菱镁矿。选矿工艺流程：阶段磨矿，阶段弱磁选工艺流程，即破碎自磨弱磁选球磨两段弱磁选流程。选矿厂全厂设置六个系列，每个系列配备：自磨机1台，1965tph；球磨机 1台，1222tph；顽石破碎机2台，700tph/台；旋流器分级；磁选机；选矿厂浓缩机；矿浆管道输送，30英寸，长25Km。,图13 选矿工艺数质量流程,图14 选矿厂平台,图15 自磨机,自磨机：12190 mm 10970mm，功率 28000KW，小时处理量1566t/h。采用环形电机（ring motor）无齿轮（Gear
11、less）驱动，无齿轮传动是将环形电机的转子固定在磨机筒体周围，使磨机筒体成为电动机转子的一部分，环形电机为低速同步机，可采用变频调速。无齿轮传动与常规有齿轮传动具有以下优点：（1）传动功率大：常规的齿轮传动每个小齿轮的最大传动功率为8500kw,采用双机传动最大为17000kw.而无齿轮传动可达到更高的传动功率。所以无齿轮传动突破了常规齿轮传动对功率的限制，为自磨机进一步大型化创造了条件；（2）具有较高的传动效率；（3）方便于磨机调速；（4）运转率较高，维修量较小，占地面积较小。球磨机：792013560mm，功率15600kw，二台电机驱动，27800kw，球磨机给矿轻度-5mm，排矿粒度
12、要求P80 280，即达到0.028mm。,图16 自磨机,图17 球磨机,图18 浓缩机,图19 顽石破碎机,精矿浓缩：两台45m精矿浓缩机，矿浆浓度达到68%，通过25Km30英寸矿浆管道输送到港口。尾矿浓缩：两台直径90m尾矿浓缩机，尾矿浆浓度达到64%，在尾矿库区域亦设置两台90mm,尾矿浓缩机，尾矿浆浓度内64%上升到72%排入尾矿库内。,1.3 小结,（1）SINO铁矿采矿新工艺新设备主要是汽车可移式破碎站胶带机开拓；45m液压挖掘机；360t交流电动轮汽车；1400t重可移式破碎机；2.4m宽、3Km长、4m/s速度年运量4200万t/a的胶带机都是亮点。（2）SINO铁矿选矿新
13、工艺新设备主要是采用自磨机，环形马达(Ring motor),无齿轮转动（Gear less）,功率28000KW,处理量1965tph,是世界上最大的自磨机。（3）选矿厂全厂自动化控制，这些算是亮点。但此项目投资原定34亿美元，后上升到53亿美元，如今恐怕80亿美元也挡不住。离岸成本估算70美元也偏低。,2.鞍钢卡拉拉铁矿,卡拉拉铁矿位于西澳大利亚中西部地区，南距佩斯460km，西距捷尔顿港220km；矿区面积156km，包括磁铁矿床和赤铁矿床。卡拉拉铁矿拥有磁铁矿资源储量 24亿吨，平均品位 TFe35.9%。露天采场境界内资源础量9.55亿吨，平均品位36.4%，赤铁矿资源1800万吨，
14、TFe58-60%。卡拉拉铁矿年产原矿2000万吨，铁精矿800万吨，露天开采，选矿采用阶段磨矿阶段磁选，磁精反浮选流程，全厂自动化，该矿是一座21世纪现代化矿山工程。其生产链见图20。矿山供水，从明戈纽和双山水源地抽取地小水；矿山供电，取自西澳洲电厂，修建185Km 330kv高压输电线。外部运输，修建90Km 铁路支线与去杰尔顿港的现有铁路相连。,图20 卡拉拉铁矿生产链示意图,图21 卡拉拉铁基础设施,图22 卡拉拉铁矿基础设施状况,2.1采矿新工艺新设备2.1.1 赤铁矿采矿,采用服务型合同采矿（Contraet Mining），露天开采，年产高品位矿石100万吨，中低品位矿石425万
15、吨，穿孔用阿特拉斯 DML潜孔钻，孔径165mm；装载用小松PC2000反铲；运输用Caterpillar 777汽车。,图23 DSO赤铁矿采场,2.1.2 磁铁矿采矿,采用服务型合同采矿，露天开采年产原矿2000万吨，岩石1000万吨。穿孔采用 REEDDRILL SKL牙轮钻，孔径311mm；装载采用RH340 液压挖掘机；运输采用 Caterpillar 793汽车。台阶高度：10m，两并段后20m；安全平台宽度：5m；坡面角：上部50，下部60；斜坡道宽度：22m；斜坡道坡度：10%。卡拉拉铁矿采用cat 793汽车是刚性机械传动汽车，不是电动轮汽车，其运行速度快，加速快，此为技术亮
16、点。,图24 磁铁矿采场,2.2选矿新工艺新设备,卡拉拉磁铁矿属于“贫铁高硅，难磨难选”类型，巅布粒度细，要磨到400目才能选出高品位铁精矿。选厂工艺流程，采用“三段磨矿、阶段磁选、磁精反浮选”流程，设备大型化，全厂自动化。,图25 卡拉拉铁矿选矿工艺流程图,图26 卡拉拉铁矿选矿工艺流程,表2 卡拉拉铁矿主要选矿设备表,表3 磁铁矿项目的主要技术指标,2.3 卡拉拉选矿工艺流程亮点,（1）针对矿石嵌布粒度细，采用三段磨矿，采用功率1500马力塔磨机细磨，与球磨机比效率提高30-50%，且占地面积小，磁精矿再经反浮选，铁精矿品位达到TFe68%，此为亮点。中信泰富SINO铁矿嵌布粒度比卡拉拉铁
17、矿更细，要磨到0.028mm才能选出合格铁精矿，设计院提出要三段磨矿，业主却坚持二段磨矿，8400万t，设置6条生产线，根本达不到预定规模。（2）采用2.4m高压辊磨机。给矿粒度40mm，排矿粒度4mm，经粗磁选可以甩出32%33%的合格尾矿，小时处理量2625t，经粗磁选可甩掉853t合格尾矿，大大减少了磨矿量，入磨矿量只剩1772t/h，节能减排效果显著。（3）增加反浮选确保铁精矿品位达到TFe 68.2%卡拉拉项目原计划工程投资 16亿澳元，现在调整投资 达到30亿澳元。生产成本，离岸运营成本66.71澳元/t，加上铁路运费和港口费用，离岸完成成本为95.54澳元/t。,3中铝几内亚西芒
18、杜铁矿,3.1 矿区地理位置,西芒杜项目位于非洲西部的几内亚国境内，位于几内亚东部内陆地区，距拟建港口运距670公里。,图27 西芒杜铁矿地理位置示意图,3.2 西芒杜铁矿资源状况,地理位置：西芒杜铁矿区距宁巴山100公里，南端位于贝拉西南40公里。资源概况：中方入股的西芒杜南部3、4号区块拥有符合澳洲联合矿石储量委员会(JORC)标准的资源储量达31.4亿吨，平均地质品位TFe 65.4%，矿石品质优，未来远景资源总量预计接近50亿吨。矿石类型与质量：赤铁矿；铁矿石质量(平均值)：TFe 65.5%；SiO2 2.26%；Al2O3 1.2%；P 0.05%。,图28 矿区鸟瞰西芒杜山脉1,
19、图29 矿区鸟瞰西芒杜山脉2,3.3 矿山开采工艺技术方案本矿开采技术条件好，适于露天开采，剥采比小，矿山开拓采用汽车半移动破碎地表胶带运输方案。穿孔：用牙轮钻和潜孔钻；装载：用44m挖掘机和27m前装机；运输：用载重290t和320t汽车；矿山生产规模：年产9500万t/a，服务年限2540年。3.4 矿石加工西芒杜铁矿为富矿，不需选矿加工处理，只需破碎筛分加工，成品矿为粒度小于10mm的烧结粉矿。3.5 供水矿山用水估计为3.79万m/d；矿山用水利用矿坑排水；铁路沿线取用水由地下水，河流及岸边泻湖取水；港口用水利用农业水库地表水。3.6 供电西芒杜铁矿用电量：矿山年耗电量300Gwh；港
20、口年耗电量365Gwh；其他220Gwh，合计885Gwh。供电方案：矿山建柴油发电机电站；港口建柴油发电机电站。,3.7 外部铁路运输新建横贯几内亚标准轨距670公里铁路，单线，车速80Km/h，列车由240辆40t矿车组成，牵引机车由6个内燃机车牵引，几政府已批准5公里宽的走廊用地。,图30 西芒杜铁矿铁路运输线路图,3.8 港口建设停靠1425万t运矿船的深水港，年出口9500万t，堆场容积60万t，建设三个泊位。3.9 项目投资分析项目资本性支出总计约183.05亿美元（包括17%的不可预见费），其中主要部分为矿山50.8亿美元、铁路63.78亿美元、港口35.54亿美元（含间接成本）
21、。离岸现金成本：矿石离岸现金成本为40美元/吨。西非到国内的海运费：西非与巴西到国内的海运距离相近，可以参考巴西到国内的运费水平，历史平均约为27美元/吨。结合上述离岸现金成本，中国到岸现金成本约为70美元/吨。目前，中国同类铁矿石到岸采购成本(即到岸平均价)为100美元/吨左右，本项目产品具有较好竞争力。,3.10 项目股权西芒杜铁矿力托公司占股权53%，中方联合体（中铝、宝钢、中非基金、中国铁建、中国港湾）股权47%。西芒杜铁矿年产9500万t烧结粉矿，中方可获得年产能3100万t权益矿。3.11 项目特点和问题 西芒杜铁矿资源量31.4亿t，平均地质品位TFe65.4%,为DSO不需选矿
22、加工的富矿，该矿资源丰富，矿石质量好，矿床开采条件好，适于露天开采，是当今世界上有待开发的少数优质铁矿床。本项目由力托公司与中方联合体合资开发，业主具有丰富的矿山生产经验，且具有很强的经济实力，几内亚政府对开发西芒杜铁矿热情支持，政策优惠，开发西芒杜铁矿具有有力条件。,但是，开发西芒杜铁矿有诸多风险因素，有待采取有力的风险防范措施处理：（1）违约风险根据与几内亚政府和解协议规定西芒杜项目要在2015年产出第一批矿石，否则收回采矿权。本项目需新建铁路670 km，工程浩大，铁路有68座桥梁，总长10.3km，有3座隧道总长24.5 km，其中，西马木隧道11.5 km，有15个车站。全部工程土石
23、方6600万m。这么大的工程，加上沿线环保、占用土地、居民搬迁等因素，二、三年内完工实有困难，而铁路不通，矿山大型设备怎么才能运到矿山，也是难题。设备不能进矿，又如何产出第一批铁矿石？对工期风险需要动脑筋，想出有效的风险防范措施。（2）融资风险本项目投资183亿美元，中方企业需投资50亿美元，力拓公司需投入更多，现在还有大笔资金不到位，考虑工程实施不确定因素较多，融资有一定风险，急需落实。,3.12 几内亚西芒杜铁矿亮点及问题,（1）本矿资源丰富，拥有赤铁富矿资源储量31.4亿吨，平均品位TFe65.4%，是世界上有待开发的珍贵的富矿资源。（2）但该矿基础设施差，开发铁矿相应需要建电站，修建6
24、70公里铁路，兴建停靠25万吨运矿船的深水港。（3）投资浩大，全矿投资183亿美元，中铝持股43%，力拓集团持股57%，此项目正做前期工作。中铝已投入20亿美元，何日才能有回报？难说？（4）该项目都是富矿，年产9500万吨，中方获权益矿3100万吨/年，矿山生产工艺先进，装备水平高，采矿工艺亮点与中信泰富SINO铁矿相同。,4澳大利亚FMG公司,中国湖南华菱钢铁集团有限公司（简称华菱公司）投资11.85亿澳元折合人民币53.325亿元，收购澳大利亚Fortescue Metals Group Ctd（简称FMG），总股份16.48%的股权。每年得到1000万吨成品矿。澳大利亚FMG公司现为澳大
25、利亚居RIO TINTO，BHPB之后第3大铁矿公司。年产矿石近亿吨。,4.1 矿山交通位置,FMG公司所属铁矿区地处奇切斯特（Chichester）山脉，FMG所属Cloudbreak铁矿和Christmas Creek铁矿距西澳海德兰港（Hedland）约260km。为输出铁矿石，FMG公司已专门修建了铁矿专用线，并修建了艾利特港（Herb Elliot），同时修建了飞机场。,4.2矿床地质,FMG铁矿床赋存在西澳皮尔巴拉地区，系哈默斯利盆地含铁建造（BIF）。FMG所属Cloudbreak和Christmas Creek 铁矿都属于高品位的氧化含铁建造（BIF）（Banded Iron
26、formations）。矿石类型Cloudbreak和Christmas Creek铁矿的矿石均属氧化型矿石。矿石中铁矿物主要为假象赤铁矿、微片状赤铁矿、针铁矿（即褐铁矿）和赭状针铁矿。矿石储量和资源量：Chritmas Creek铁矿和Cloudbreak铁矿矿石储量的计算结果列于表4，表5则为不同品级矿石的储量。,表4 Chritmas Creek铁矿和Cloudbreak铁矿矿石储量表,表5 Christmas Creek 铁矿和Cloudbreak铁矿不同品级储量重,4.3 采矿新工艺新设备,Cloudbreak和Christams Creek铁矿为缓倾斜矿层，倾角25，矿层厚310m
27、，矿岩松软，按矿床赋存条件和产状，适用于露天开采，同时剥离适用内排土方式。采矿采用条带开采，矿床划分为若干采区，采区长300m，宽200m，形成一条长达4KM的条带，采矿起始点先剥离。最初开始的第一条带采区用传统的矿运方式开采，剥离废石用斗轮铲，废石装入汽车运到露天矿外的废石场。矿石用表面采矿机回采，将矿石装入汽车运到与选厂以及场外基础设施相连的地面运输系统。矿层内废石亦用表面采矿机回采，废石装入汽车运到露天矿废石场。,第一条带的覆盖层剥离完后，开始第二条带的开采作业，第二条带用斗轮铲采掘废石，废石通过移动式堆料运输机，排放到第一条带采矿后形成的采空区，即实施内排土，以此顺序进行露天开采作业。
28、第二条带采矿与第一条带采矿作业相同。采掘设备主要是表面采矿机。该设备通常应用于采煤，尤其适合于选择性地开采水平或缓倾斜厚矿层。,矿体特征表层覆盖层易挖掘，剥离成本低矿床稍有起伏，波浪形-典型的倾角为2 5矿床厚度 3 20 米多个工作面同时开采有助于高产量和灵活配矿,可自由开采多个埋藏浅而宽的矿体,澳大利亚FMG公司矿山采矿状况,表面采矿机产品 原矿粒度分布均匀,表面采矿机在紧张工作,采矿生产现状,运废石车,运矿车,表面采矿机在工作,覆盖层,矿体,矿体,目标在Pilbara实现低成本，高效率,FMG公司露天采场,矿石运输方式：运输系统将会沿着Cloudbreak和Christmas Creek
29、矿床的整个走向长度延伸。当前在采场、采场至选矿厂以及从Christmas Creek铁矿到Cloudbreak铁矿，矿石均采用卡车运输。采场卡车的载重量为100吨-200吨；地面联合运输系统是用1400mm宽的胶带机将矿石从Cloud break矿和Christmea creek矿采区运输到位于Cloud Break的破碎和筛分车间。胶带机的设计能力为6500t/h,速度为5.86.4m/s。,4.4 选矿新工艺新设备,Cloudbreak铁矿选矿厂设计生产三种产品：高品位粉矿，高品位块矿和超值精矿。高品位块矿和高品位粉矿产品都只需将高品位原矿破碎和筛分即可获得，超值精矿则还需将低品位原矿经过
30、其他工艺处理，除去天然赋存的高硅和高铝粉矿才能获得。对低品位原矿，可采用湿式筛分和旋流器脱泥的处理方式，除去粒径小于0.1mm的颗粒。处理高品位原矿和低品位原矿的工艺流程分别见下图。高品位的块矿破碎到831.5mm的粒径，而两种不同铁品位的粉矿产品筛分后的粒径小于8mm。,图36 Cloudbreak铁矿处理高品位原矿的原则工艺流程,图37 Cloudbreak铁矿处理低品位原矿的原则工艺流程,尾矿处理所有尾矿矿浆进行脱水处理，然后用传送设备运送到矿山，作为已开挖露天矿的回填料。产品质量由于原矿铁品位高，杂质含量低，原矿只需经过简单的破碎、筛分和脱泥处理后，即可获得质量满意的高品位块矿、高品位
31、粉矿和超值粉矿产品。按照产品的质量控制目标（表6），高品位粉矿煅烧后的铁品位达到65.2%，SiO2+Al2O3总量小于5.7%；超值粉矿煅烧后的铁品位达到64.6%，SiO2+Al2O3总量小于6.3%。,表6 FMG产品质量控制目标,4.5 铁路与港口物流,从Christmas Creek铁矿到Cloudbreak铁矿，再到艾利特港口（Herb Elliot），以及Pilbara的飞机场，FMG公司拥有独立、完整的物流运输和装卸系统，包括公路、铁路、航空、出海码头和皮带运输系统。4.5.1铁路运输 目前，Cloudbreak选矿厂生产的产品通过铁路运送到港口堆料场，距离为250km，全程为
32、独立运行的铁路专用线路。铁路为标准轨，采用大功率先进的机车及高载重车皮运送。一列火车有240节车皮，载重量为130140吨/节，则一列火车的载重量为3.13.3万吨。Cloudbreak选矿厂产品装车机的能力为1.6万吨/小时，约2个小时即可装满一列火车。4.5.2港口设施 FMG拥有专用港口艾利特港（Herb Elliot）。港口占面积大，有6平方公里，现有一个320万吨的堆料场，码头艾利特港年可输出矿产品5580万吨/船。吃水17.5米，可停靠两艘17万吨/船的船只。,图38 FMG公司矿山装矿站,连接港口的铁路,Herb Elliot 港口,获得大片用于扩建的土地，第二台堆取料机在年元月投入运行,亮点 FMG公司连续采矿是新工艺，采用表面机是新设备。,谢谢！,
