必和必拓可能重启智利的 Cerro Colorado铜矿

文摘   科技   2024-08-10 11:40   内蒙古  
1. 引言
近日有消息传出,必和必拓可能重启智利的Cerro Colorado铜矿【刚买就卖: 必和必拓(BHP) 计划出售巴西矿产】。该矿于2023年11月暂时关闭,必和必拓计划重启运营,提交了一项6000万美元的项目进行环境审查,以评估矿山的未来潜力,具体细节目前尚未证实。
智利 Cerro Colorado 铜矿

2. Cerro Colorado铜矿

Cerro Colorado铜矿位于智利北部的阿塔卡马沙漠(Atacama Desert),距离伊基克(Iquique)约90公里,由必和必拓 (BHP)运营。该矿主要从一个富含氧化矿物的斑岩铜矿床中提取铜,经过加工生产铜阴极(copper cathodes)。Cerro Colorado矿的海拔高度约为2600米,具有复杂的地质结构,采用浸出、溶剂萃取和电解沉积 (SX-EW) 等多种工艺从矿石中提取铜。根据最近的报告,Cerro Colorado矿的氧化物资源约为6700万吨,已探明的氧化物和硫化物矿石储量分别为4700万吨和2800万吨。


Cerro Colorado矿于1994年开始商业生产,并在随后的几年中进行了重大扩建,其最高年产量约为12万吨铜。然而,由于矿石品位降低和运营挑战,近年来的生产水平有所下降,包括:

(1) 矿石中高粘土含量,增加了加工的复杂性。

(2) 地震活动曾干扰运营,尤其是2005年的一次地震使生产暂停了数月。

(3) 水资源短缺问题,部分通过建设海水淡化厂得到缓解

Cerro Colorado铜矿(2023年7月)

近年来,生产平均约为3.5万吨铜阴极,矿山在2023年11月暂时关闭。必和必拓计划重启运营,提交了一项6000万美元的项目进行环境审查,以评估矿山的未来潜力。


Cerro Colorado矿约占智利总铜产量的1.2%,在国家矿业部门中虽然是一个小型但重要的参与者。多年来,环境问题引发了关注,导致罚款和对水资源使用及生态影响的增加审查。必和必拓采取了改善水效率和通过能源管理策略降低运营成本的举措,包括建设LNG设施以增强电力供应的可靠性。总之,尽管Cerro Colorado矿面临诸多挑战,但它仍然是必和必拓在智利铜矿业中的关键资产,正在进行的评估旨在延长其运营寿命并改善可持续发展实践。


3. 岩石单轴抗压强度

在目前的GeotechSet数据集中,很少关于Cerro Colorado铜矿的岩石力学信息。下面仅讨论不同类型岩石的完整岩石单轴抗压强度与蚀变类型之间的关系。完整岩石强度可用来显示从钾长石(potassic)蚀变到粘土化(argillic)的明显趋势,以确认矿床较浅区域的强度较低,而较深区域的强度较高。下图所示的是BHP矿区(Cerro Colorado 和 Spence)的证据,在这些矿区,不同岩石类型的单轴抗压强度(UCS)与蚀变程度有直接关系,这是根据智利必和必拓矿区 1775个样本得出的平均值。

图中的英文术语翻译如下:
(1) Unconfined Strength [MPa]: 无侧限抗压强度 [MPa]
(2) Potassic: 钾化
(3) Quartz-sericite (Sericite): 石英-绢云母(绢云母)
(4) Quartz-sericite (Quartz): 石英-绢云母(石英)
(5) Argillic: 粘土化
(6) BRECCIA: 角砾岩

(7) UNDIFFERENTIATED: 未分化

(8) PORPHYRY: 斑岩

4. 参考

[1] (2020) Rock mass behaviour of deep mining slopes: a conceptual model and implications.

本研究提出了一个概念模型,用于估算斑岩(porphyry)铜矿床深部采矿边坡的岩体行为【中国将在哈萨克斯坦建设15亿美元的铜冶炼厂 | 这两个矿的边坡稳定性】,在一些矿山,如智利的丘基卡马塔(Chuquicamata)【SSGeotech数据集的使用---Chuquicamata mine】或美国的宾汉峡谷(Bingham Canyon)【力拓宾汉峡谷铜矿的 'Leo failure'】,深部采矿边坡可能超过 1 千米。深部采矿边坡(深度超过 500 米)与浅或较浅边坡应在岩体的地质力学行为上加以区分。在接近地表的地方,一般假定岩体的行为是弹性-纯塑性的。对于深层采矿边坡,岩体行为可能会转变为应变弱化(strain-weakening)或脆性反应。

两种地质力学行为之间的界限取决于公认硫化极限(sulphide limit)的地质特征【Escondida铜矿边坡稳定性(地下开采可行性研究)】。根据岩壁几何参数 (深度和整体边坡角)、硫化极限深度和应力比 (水平应力和垂直原位应力之比),使用二维数值模型分析了深部采矿边坡概念模型的地质力学响应。参数分析结果以安全系数表示。结果发现,在分析中考虑的整体边坡角范围内 (25-45°),应力比对深部边坡的安全系数影响不大。研究结果提出了岩壁几何形状/硫化物极限与深度之间的极限平衡关系,研究结果的影响与预期的岩壁整体破坏机制和应考虑的监测系统类型有关。

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