關(guān)于銅精礦接收和儲存問題的探討

 《國家戰(zhàn)略物資儲備十年規(guī)劃》明確提出要接收、儲存礦產(chǎn)品，其中有銅礦砂即銅精礦。我們儲備系統(tǒng)過去沒有儲存過礦產(chǎn)品，對于礦產(chǎn)品的性能，接收、儲存的方法和要求都不甚了解，掌握各類礦產(chǎn)品的性能，為礦產(chǎn)品的接收和儲存做好準(zhǔn)備工作，是我們當(dāng)前應(yīng)該亟待進(jìn)行的工作。
一、銅精礦的基本情況
銅是一種典型的親硫元素，在自然界中主要形成硫化物，只有在強(qiáng)氧化條件下形成氧化物，在還原條件下可形成自然銅。目前，在地殼上已發(fā)現(xiàn)銅礦物和含銅礦物約計(jì)250多種，主要是硫化物及其類似的化合物和氧化物、自然銅以及銅的硫酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽類等礦物。其中，能夠適合目前選冶條件可作為工業(yè)礦物原料的有16種。即自然元素：自然銅（含銅近100%）；銅的硫化物：黃銅礦（含銅34.6%，括號指銅含量，下同）、斑銅礦（63.3%）、輝銅礦（79.9%）、銅藍(lán)（66.5%）、方黃銅礦（23.4%）、黝銅礦（46.7%）、砷黝銅礦（52.7%）、硫砷銅礦（48.4%）；銅的氧化物：赤銅礦（88.8%）、黑銅礦（79.9%）；銅的硫酸鹽、碳酸鹽和硅酸鹽礦物：孔雀石（57.5%）、藍(lán)銅礦（55.3%）、硅孔雀石（36.2%）、水膽礬（56.2%）、氯銅礦（59.5%）。自然銅的儲量極少，氧化銅也為數(shù)不多，世界上80%～90%以上的銅是從硫化銅礦精煉出來的。
銅精礦是將含銅礦石粉碎球磨后，用藥劑浮選分離捕集含銅礦物，使品位大大提高，銅含量不小于13%的供冶煉銅用的精礦產(chǎn)品。
當(dāng)前，我國選冶銅礦物原料主要是黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、孔雀石等。按選冶技術(shù)條件，將銅礦石以氧化銅和硫化銅的比例劃出三個(gè)自然類型。即硫化礦石，含氧化銅小于10%；氧化礦石，含氧化銅大于30%；混合礦石，含氧化銅10%～30%。
我國銅礦物原料具有以下特點(diǎn)：
（一）適合選冶生產(chǎn)的銅礦物原料，賦存于多種礦床類型。其中，具有重要開采價(jià)值的礦床類型：巖漿型銅鎳硫化物礦床、斑巖型銅礦床、夕卡巖型銅和多金屬礦床、熱液脈型銅礦床、火山－沉積塊狀硫化物型銅礦床、沉積型層狀礦床等等。
（二）礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，嵌布粒度不均，多為不均勻浸染粒度礦石，甚至有不少礦物組合、組構(gòu)嵌布細(xì)微，成分復(fù)雜，難選礦石較多。
（三）礦石化學(xué)成分多樣，伴生、共生多種有益有害組分，選冶工藝條件復(fù)雜。目前，開發(fā)的礦區(qū)多數(shù)是綜合性的銅礦床，共伴生多種有益有害元素。通過綜合開采，綜合利用，可變害為益，變廢為寶。
我國銅冶煉企業(yè)有40多家，主要有：江西銅業(yè)公司、云南銅業(yè)股份有限公司、銅陵有色金屬集團(tuán)公司(江蘇)、白銀有色金屬公司（甘肅）、沈陽冶煉廠、中條山有色金屬公司 （山西）、大冶有色金屬公司（湖北）、葫蘆島鋅廠、常州東方鑫源銅業(yè)有限公司、上海冶煉廠等。各企業(yè)的陰極銅質(zhì)量全部實(shí)施《陰極銅》（GB/T 467－1997）標(biāo)準(zhǔn)，即所有企業(yè)均能生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)陰極銅產(chǎn)品，而江西銅業(yè)公司、云南銅業(yè)股份有限公司等8家企業(yè)可以生產(chǎn)高純陰極銅。各冶煉企業(yè)之間除存有生產(chǎn)不同牌號的陰極銅外，單耗等技術(shù)指標(biāo)、工藝指標(biāo)和能耗指標(biāo)等也相差很大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年國內(nèi)200多家銅冶煉企業(yè)的精銅產(chǎn)量為258萬噸，其中利用國內(nèi)礦石的產(chǎn)量僅65萬噸，2/3銅精礦要依賴進(jìn)口。
我國是世界上最大的銅消費(fèi)國和進(jìn)口國，2005年銅消費(fèi)量達(dá)到368萬噸，但是2006年銅價(jià)的大幅上漲，極大地抑制了國內(nèi)銅的消費(fèi)，2006年表觀消費(fèi)358萬噸，同比下降 10萬噸（新浪網(wǎng)）。2006年銅進(jìn)口首次全面下降，進(jìn)口銅精礦361.2萬噸，同比下降11%。
我國進(jìn)口的銅精礦大多也是硫化銅精礦，主要是黃銅礦，其分子式為CuFeS2；也有輝銅礦，Cu2S；銅藍(lán)，CuS。進(jìn)口硫化銅精礦一般為墨綠色到黃綠色，也有灰黑色，其中有時(shí)會夾雜少許藍(lán)色粉末。銅精礦是浮選產(chǎn)品，粒度較細(xì)，干燥的銅精礦在儲運(yùn)過程中易揚(yáng)塵散失，損耗較大，不適宜遠(yuǎn)洋運(yùn)輸，因此銅精礦生產(chǎn)過程中經(jīng)常保持近10%的水分。進(jìn)口銅精礦為散裝，計(jì)量方法為水尺計(jì)重（即查看船的吃水深度計(jì)量重量），按照國際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，計(jì)量誤差不超過5‰。
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在海關(guān)總署、原國家經(jīng)貿(mào)委關(guān)于下發(fā)《陰極銅（電解銅）加工貿(mào)易單耗標(biāo)準(zhǔn)》（HDB/YS 001－2000）的編制說明中，明確指出“①精礦在港口落地后裝車，貨損按0.1%計(jì)算，若在5天后裝車，每增加1天，貨損增加0.01%。②精礦在落地后，每倒動(dòng)一次，貨損0.1%。③火車運(yùn)輸過程，貨損按0.3%～0.4%計(jì)算，運(yùn)輸距離超過500公里，每100公里增加0.1%。④因外界因素影響，貨損有時(shí)增加。下大雨2小時(shí)以上貨損加0.05%；下中雨連續(xù)4小時(shí)以上貨損加0.05%；下小雨8小時(shí)以上，貨損加0.05%。貨物落地后，因風(fēng)大造成損失，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行取證（現(xiàn)場記錄、排照、錄像等）后確定。⑤精礦進(jìn)廠后倉儲損失（包括檢斤后倉外損失、卸車損失、倉內(nèi)存放和運(yùn)輸損失）按0.3%計(jì)算。”
硫化銅精礦易氧化，特別是在夏季交接貨物時(shí)，氧化現(xiàn)象更為嚴(yán)重。從冶煉的角度來說，銅精礦中硫和鐵的含量高些好，一般要求銅硫比為1∶1左右，F(xiàn)e＞20% ，Si＜10%，這種礦在反射爐中造渣性能和流動(dòng)性能都較好。對雜質(zhì)元素As、F、Cl、Cr、Hg、Pb、 Zn、Bi等含量要求愈低愈好，主要是為了滿足冶煉的要求和對環(huán)境的保護(hù)。
二、進(jìn)口銅精礦的價(jià)格
銅精礦的價(jià)格確定比較特殊，與一般的金屬材料不同。進(jìn)口銅精礦通常采用作價(jià)月倫敦金屬交易所（LME）結(jié)算價(jià)扣除加工費(fèi)作為到岸價(jià)（CIF）。作價(jià)月的價(jià)格是以LME基準(zhǔn)3個(gè)月期銅期貨價(jià)格，因此，銅精礦的作價(jià)方式主要體現(xiàn)在加工費(fèi)的作價(jià)上。
加工費(fèi)分為粗煉加工費(fèi)（TC）和精煉加工費(fèi)（RC）。粗煉加工費(fèi)是指每干噸銅精礦多少加工費(fèi)（USD/DMT），精煉加工費(fèi)是指每磅計(jì)價(jià)銅多少加工費(fèi)（USD/LB），粗煉加工費(fèi)和精煉加工費(fèi)構(gòu)成總的加工費(fèi)。而加工費(fèi)則由銅冶煉廠和國際供貨商以談判形式確定。據(jù)了解，中國銅原料聯(lián)合談判小組（CSPT）與國際礦業(yè)巨頭必和必拓公司達(dá)成2007年度銅精礦加工費(fèi)價(jià)格為60（美元每噸，下同）/6.0（美分每磅，下同），這比2006年度的95/9.5的加工費(fèi)下降了37%，并且取消了沿用三十多年的價(jià)格分享?xiàng)l款（也稱為價(jià)格參與條款，即PP條款）。這表明無論LME銅價(jià)如何變化，加工費(fèi)的降低意味著中國銅冶煉企業(yè)進(jìn)口銅精礦價(jià)格的提高。所謂的“價(jià)格分享?xiàng)l款”，是多年來銅冶煉企業(yè)與銅精礦供應(yīng)商之間達(dá)成的利益分享慣例，它與加工費(fèi)一起構(gòu)成銅冶煉企業(yè)的主要利潤來源。即按慣例，如果LME銅價(jià)超過90美分/磅，銅精礦供應(yīng)商將向冶煉企業(yè)歸還基價(jià)和市場價(jià)間差價(jià)的10%作為補(bǔ)償。 據(jù)說，中國冶煉廠此次與必和必拓達(dá)成的年度加工費(fèi)協(xié)議，在付款期等方面有所優(yōu)惠，實(shí)際加工費(fèi)相當(dāng)于70/7.0的水準(zhǔn)。（經(jīng)濟(jì)參考報(bào)）
進(jìn)口銅精礦貿(mào)易價(jià)格計(jì)算方法：
貿(mào)易價(jià)格＝（LME三月期價(jià)格＋對應(yīng)月份升貼水＋到岸升水）×匯率×（1＋增值稅率）×（1＋關(guān)稅稅率）
舉例：假設(shè)前面所列數(shù)字分別為：5000，70，100 ，7.1，17%，2%，計(jì)算R=（5000+70+100）×7.1×（1+17%）×（1+2%）=43806.13。
目前，銅精礦4月中旬的價(jià)格約為57000～61000元/金屬噸。
三、硫化銅精礦氧化增重現(xiàn)象
硫化銅精礦具有氧化增重的現(xiàn)象，在運(yùn)輸和貯存過程中都會因此而致使銅精礦的銅含量〔w(Cu)%重量比例〕降低，重量增加，這已經(jīng)有了定論，但是，究竟在何種條件下會氧化，氧化對Cu的影響程度如何，銅含量會降低多少，未有確切結(jié)論。寧波進(jìn)出境商品檢驗(yàn)檢疫局對銅精礦樣品的氧化條件及其機(jī)理進(jìn)行了試驗(yàn)和探討，該局選取了我國近年來進(jìn)口較多的智利、秘魯、蒙古和澳大利亞銅精礦樣品進(jìn)行試驗(yàn),考察了不同條件對銅精礦樣品Cu含量的影響，并得出了以下結(jié)論。
（一）銅精礦樣品存放過程中的Cu含量將降低

該局選取了不同產(chǎn)地的樣品共24個(gè),分別測定了不同貯存條件下樣品的Cu含量變化值(樣品放置前后的Cu含量之差)。測定結(jié)果為2次平行測定數(shù)據(jù)的平均值,且2次結(jié)果之差不大于0.2%。結(jié)果表明,銅精礦樣品經(jīng)過一定時(shí)間存放后,Cu含量均產(chǎn)生了不同程度的降低。其中澳大利亞H8號樣品存放兩年多后,Cu含量降低達(dá)2%。對產(chǎn)自蒙古、秘魯?shù)葒?個(gè)礦樣的Cu含量變化跟蹤結(jié)果見圖1。圖中可見,放置時(shí)間越長,Cu含量下降越多,下降速率增大,但一定時(shí)間后下降速率又趨緩,Cu含量趨于穩(wěn)定。
（二）貯存條件對Cu含量的影響較大
取秘魯、蒙古的3個(gè)礦樣,分別以鑲嵌式封口小塑料袋和鋁箔袋包裝(或磨口瓶裝存于干燥皿),經(jīng)過一定時(shí)間存放后進(jìn)行比較，Cu含量變化如圖2所示,塑料袋裝的樣品Cu 含量分別降低了0.28%～0.54%，而貯存于鋁箔袋及磨口稱量瓶的樣品Cu含量則幾乎沒有變化。

另以澳大利亞H8號礦,用“多次、短時(shí)”方式制得的不同粒度樣品,分別用鋁箔袋和鑲嵌式封口小塑料袋包裝,放置70d后測定Cu含量(見表2)。表中可見,以塑料袋存放的樣品Cu含量比鋁箔袋包裝的樣品降低了0.5%左右,75μm 的樣品更是降低達(dá)0.8%之多。
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表2 不同粒度不同包裝的樣品Cu含量變化
粒度
（μm）
W（Cu）/%
鋁箔袋裝 塑料袋裝
180
150
100
75
24.92 －
24.94 24.49
24.93 24.43
24.83 24.01
（三）S含量對銅精礦氧化影響不大
用X射線熒光光譜法(XRF)測定了樣品的S含量，對應(yīng)其平均Cu含量變化率[即Cu含量變化值/存放時(shí)間(月)]進(jìn)行比較,如圖3所示，隨S含量由低到高，樣品的平均Cu含量變化率呈現(xiàn)不規(guī)則的升降，可見，樣品的穩(wěn)定程度與S量并無直接對應(yīng)關(guān)系。而且，僅憑S含量的高低無法解釋同一樣品在不同貯存條件下Cu含量變化出現(xiàn)明顯差異的現(xiàn)象。

（四）水分對銅精礦的氧化有較大影響
黃銅礦的分子式為CuFeS2，其氧化可能發(fā)生如下反應(yīng):
4CuFeS2+17O2+H2O＝4CuSO4+H2SO4+Fe2(SO4)3+Fe2O3
通過試驗(yàn)也證實(shí)，貯存一段時(shí)間的銅精礦PH值降低，樣品酸度增加，說明有氧化反應(yīng)，產(chǎn)生了H2SO4（硫酸）及其Cu、Fe鹽。由反應(yīng)式可看出，H2O是氧化反應(yīng)不可缺少的組分。當(dāng)樣品在干燥條件（如鋁箔袋包裝或磨口瓶貯存于干燥器中）下保存時(shí)，因缺少H2O的參與，幾乎不起氧化反應(yīng)，Cu含量減少甚微。而塑料袋包裝的樣品密封程度較差，更易受潮，因而樣品更易氧化。同理，樣品顆粒越細(xì)，比表面積越大，越易吸潮，也就越易氧化，這也就是為何在相同的貯存條件下，75μm樣品要比100μm 以上的樣品Cu含量降低更多的原因。
四、結(jié)論與建議
通過以上論述，我們可以得出以下結(jié)論：
（一）銅精礦的損耗很高。
銅精礦損耗的原因復(fù)雜、環(huán)節(jié)較多，有水尺計(jì)量誤差、港口裝車損耗、港口存放損耗、倒動(dòng)損耗、運(yùn)輸損耗、下雨損耗、刮風(fēng)損耗、倉儲損耗等，而且按照海關(guān)總署標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定損耗的指標(biāo)都不低。假設(shè)昌平直屬處接收銅精礦1萬噸，從秦皇島港口轉(zhuǎn)運(yùn)，運(yùn)輸距離較近，不超過500公里。那么我們假設(shè)水尺計(jì)量誤差損耗到達(dá)0.3%，港口裝車損耗0.1%，2天后裝車（因?yàn)橐b編織袋，可能要延誤些時(shí)間），每增加1天，貨損增加0.01%，計(jì)損耗0.02%，運(yùn)輸損耗按0.3%計(jì)，我們倉儲損耗按0.3%計(jì)，那么共有損耗0.3%＋0.1%＋0.02%＋0.3%＋0.3%＝1.02%，10000×1.02%＝102噸。也就是說1萬噸銅精礦從接收到儲存損耗要到達(dá)到1.02%，損耗為102噸，這還不是按最高損耗定額計(jì)算的，也沒有計(jì)算下雨和刮風(fēng)造成的損耗。這比金屬材料的0.2%～0.3%的損耗標(biāo)準(zhǔn)要高的多。如果加上氧化增重造成的1%的損耗那么損耗將達(dá)到2%以上，是一般有色金屬原料的十倍。
（二）銅精礦的氧化增重現(xiàn)象嚴(yán)重
銅精礦中的低價(jià)S、Cu、Fe離子與空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng),引起Cu含量下降,氧化程度越高，Cu含量下降越多；樣品的穩(wěn)定程度與總S量無直接關(guān)系,而與包裝容器的密封性有關(guān)。濕空氣的進(jìn)入是發(fā)生氧化反應(yīng)的關(guān)鍵因素。氧化反應(yīng)發(fā)生后,酸度的增加會促使反應(yīng)加速進(jìn)行,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,低價(jià)離子逐漸減少,反應(yīng)逐漸趨緩。
以上測試結(jié)論是對小量的樣品，貯存時(shí)間不超過30個(gè)月的條件下得出的，貯存大量的，更長時(shí)間的銅精礦氧化的情況如何，尚沒有找到這方面的數(shù)據(jù)。但是，以上結(jié)論仍然對我們接收和貯存銅精礦有一定的借鑒意義。
鑒于以上情況，建議：
（一）銅精礦在接收和貯存過程中應(yīng)有良好的包裝，避免損耗加大。進(jìn)口銅精礦為散裝，粒度較細(xì)，如果包裝不好，在運(yùn)輸和貯存過程中極易增加損耗。因此，銅精礦卸船后必須立刻用結(jié)實(shí)、細(xì)密的編織袋包裝起來，這樣才能減少損耗，保證長期儲存。
（二）制訂銅精礦損耗定額。銅精礦損耗的環(huán)節(jié)較多，情況復(fù)雜，由于海關(guān)總署標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的損耗指標(biāo)太高，難以承受，我們不能照搬，我們儲備系統(tǒng)應(yīng)參照海關(guān)總署的標(biāo)準(zhǔn)制訂我局的儲存損耗定額，將儲存損耗減低到最小程度。
（三）銅精礦在貯存過程中，應(yīng)貯存在庫內(nèi)，如果貯存在庫外也必須搭建防雨棚或整垛密封，不能受雨水。一是銅精礦的價(jià)值較高，這樣可以確保安全；二是銅精礦粒度較細(xì)，放置庫內(nèi)或密封可減少損耗；三是避免銅精礦受潮而加速氧化。
（四）銅精礦貯存時(shí)間不宜過長，避免由于氧化使銅含量減少而造成損失。如果按照圖1測試的結(jié)果計(jì)算，貯存30個(gè)月銅含量降低1%，那么10000噸銅精礦將減少100噸銅。如果按每噸6萬元計(jì)價(jià)，將損失6百萬元。
（五）如果有可能是否可以直接將銅精礦加工為精銅（電解銅）貯存，從而避免氧化損耗。
（六）初次接收礦產(chǎn)品是否可以批量小一些，取得經(jīng)驗(yàn)，甚至教訓(xùn)后，制訂《礦產(chǎn)品接收儲存工作細(xì)則》，為以后的大批量接收打下基礎(chǔ)，并避免較大損失。