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摘要 ：随着国家新能源产业的快速发展，相应地对支 撑性金属资源需求量也呈现阶梯型增长， 同时金属矿石源 头需求量也呈现阶梯型增长， 带动了整个矿山企业跳跃式 发展，加大了资源开发的力度。本文主要对印度尼西亚北 马鲁古省的 STS 镍矿开采工程，对镍矿开采、运输、装船 的品位控制方法进行总结，并将开采、运输、装船过程中 遇到的品位控制问题进行剖析， 并提出适合的品控工作方 法和流程。
关键词 ：镍矿开采 ；品位控制
1 概况
STS 镍矿开采工程位于印度尼西亚北马鲁古省布里 镇，矿区所在位置属于热带雨林气候，降雨量丰沛，该 矿是主要由超基性橄榄岩淋滤风化形成的红土镍矿。整 个矿区的地形特征主要呈斜坡式小型山丘，坡度大概为 0°~ 25°, 尤其矿区北部主要呈小坡度起伏的小山丘， 该地形和坡度是形成优质镍矿的首要条件。矿体形态呈东 北向西南长条状分布，宽度呈不规则状，上部为腐殖层， 中间为褐铁矿层，中上两层均为剥离料，厚约2m ～ 6m， 下部为中镍和（或）高镍层，厚约 5m ～ 12m，总体剥采比 约 1.5 ：1，采用露天开采。
2 STS镍矿采区特点
目前矿区施工区域主要包括两个大的采区，即 Pekaulan Selatan 和 SEMEAN， 两个采区的矿石类型均不 相同，Pekaulan Selatan 采区主要以中低镍为主，含矿石量 比较大，镁含量较高 ；SEMEAN 区域主要以中高镍为主， 矿石主要为沙性橄榄石矿，矿石分散不连续，呈典型的鸡 窝状矿体。
矿区内红土镍矿体产在热带雨林覆盖下的超基性岩 石 中，SEMEAN 采 区和 Pekaulan Selatan 采 区， 两个 区域 有着明显的区别，并通过钻探及开采，在矿区超基性岩风 化掌子面内出现明显的岩石学垂向分带，即红土层→腐 岩层→基岩层。其中，红土层主要呈紫红色、褐红色，大 量铁质氧化物胶结成黏粒状或团块状构造，主要矿物成 分是褐铁矿、赤铁矿、少量次生石英和高岭土等，厚度一 般在 0 ～ 2m ；腐岩层上部发育黄色黏土层，为疏松多孔土状构造，主要矿物有针铁矿、褐铁矿和少量基岩风化残 留碎块，厚度一般介于 1m ～ 5m ；腐岩带下部的黏土呈 灰绿色，其间掺杂大量的风化—半风化基岩碎块，沿裂隙 或节理多见浸染状翠绿色硅镁镍矿，该层厚度一般介于 1m ～ 8m。基岩层主要在腐岩层下面，主要由原生超基性 岩组成，手标本多呈褐绿色、灰绿色等，岩性主要包括蛇 纹石化橄榄岩、橄榄岩和二辉橄榄岩等，基岩的蛇纹石化 强度在不同地区表现出明显差异。
3 镍矿开采、运输、上船品位控制
为满足销售要求，根据镍含量，目前 STS 镍矿的 镍矿主要分为 3 类，高镍矿石（Ni ≥ 1.55%），中镍矿石 （1.3% ≤ Ni＜ 1.55%），低镍矿石（0.9% ≤ Ni＜ 1.3%），小 于 0.9% 的作为废石处理。
3.1 开采阶段品位控制方法
镍矿开采主要的工艺流程和品位控制方法与一般露 天金属矿山的开采流程有较大出入，其品位控制较为繁 琐，一般露天金属矿山开采其品位控制基本根据钻孔（爆 破孔）的岩粉取样数据来进行二次圈矿，以控制品位，但 红土镍矿基本不需要爆破，且必须区分高、中、低镍矿， 所以只有把勘探孔加密（50×50 或25×25，根据矿体赋存 情况进行确定），同时在开采过程中通过浅井取样来二次 圈矿， 再取挖机斗样来确定和控制品位。
镍矿开采的具体工艺流程和对应的品位控制方法为 ：
（1）确定剥采区域，根据矿体模型、年、月计划及生 产销售的实际情况， 确定剥采区域。
（2）覆盖层开采，在确定的剥采区域，根据地质勘探 数据及现场实际情况，对覆盖层进行开采。开挖至矿岩界 线，并取地表样品（按 2×2 的孔网进行取样，每个点取一 个样品），确定是否到达矿层， 若是未达到矿层， 继续挖掘 至矿层， 循环此项工作。
（3）浅井施工，对已剥离的区域，进行浅井施工取样， 以确定此区域的镍矿品位，二次圈定矿石，在已形成掌子 面的区域，可配合掌子面刻槽取样来确定，能更加精确地 判断浅井施工的深度。
浅井布设及施工要求。浅井布设一般是对勘探孔的加 密，在两个勘探孔之间进行布设，长度根据开采区域确定（不宜过长，影响工序的循环），深度为台阶高度（一般是 2m～3m），每1m取1个样品（水平方向），采用挖机进行挖掘。
浅井取样方法。取样采取“十”取样法，使用取样铲 斗或铁锹， 周边4铲， 中心 1铲，每铲不小于2kg，混装至 1 个样品袋， 按照命名规则进行编号。
刻槽取样方法。在掌子面按水平方向 1m 或 2m 的间 距布置刻槽线，刻槽宽度 5cm，深度以到达新鲜面为准， 使用取样铲进行刻槽及取样，从上至下依次取样。取样深 度 5cm，样长 1m 或以矿石类型划分，最长不超过 1m，取 样过程中需严格把控样品混合， 影响化验数据。
（4）镍矿开挖，根据二次圈定的矿体，对此区域进行 开挖，为确定开采出来镍矿的具体品位及为配矿做准备， 需先将挖出来的镍矿堆在附近。然后再进行装车，在开挖 过程中，需对挖机取斗样，每 5 斗取一次，10 次形成一个 样品，200 斗形成 1 堆。为避免后续配矿过程中镍矿品位 出现较大波动，在形成堆的过程中，挖机需把镍矿混合均 匀，以保证此堆的镍矿是均匀分布的 ；为避免出现制品 的问题，在开挖过程中，如果遇到明显废石（肉眼能分辨 的），需在开挖过程中剔除 ；镍矿如果长时间暴露在外， 再加上印尼雨水充足会造成表层矿石镍金属流失， 并加大 矿石含水率，所以需对采场的矿堆尽快运输至堆场，并进 行覆盖。
3.2 运输品位控制方法
镍矿的运输流程基本与金属矿山一致，均是根据开采 区域及化验结果，来确定运输堆存位置，只是镍矿需要在 运输过程中进行取车样化验，不以装车前的品位来确定运 输堆存后品位，是以装车后每车的品位来计算堆存区域的 品位，以降低品位偏差，若装车前与装车后的品位偏差较 大，需要反过来去检查装车前的品位控制是否出现了偏差。
具体工艺流程。根据开采区域及化验结果→确定堆存 位置→运输→路途中取车样→堆存→根据车样结果确定 堆存的品位。
取车样方法。每车取一次，每两车合一袋，每 10 袋 1 个样品， 每车进行取样时， 必须随机铲4铲。
堆存品位控制。中镍矿石200 车一堆，高镍矿石 60 车 一堆，堆管人员对矿堆进行编号，树立标识牌，登记矿堆 堆存量，绘制矿堆平面图，并进行遮盖避免表层矿石镍金 属流失及加大矿石含水率。
3.3 上船品位控制方法
因印尼镍矿矿山基本没有建立自有的冶炼厂，而印尼 又有许多成熟的冶炼厂， 所以大部分矿主选择原矿直接进 行销售，不用再投入大量资金修建冶炼厂。在镍矿销售过 程中，将品位控制在 1.7% 能获得最优的经济性，所以为避免上船前进行配矿的品位与实际销售品位存在偏差， 还 需要进行上船前品位控制。
上船的品位控制方法与运输过程中的品位控制基本 类似，每车取一次样，每两车合一袋，每 140 车合 1 个样 品，但化验室必须在 10h 内出具化验结果， 根据化验结果， 及时调整上船的配矿计划， 避免出现较大偏差。
3.4 确保品位的控制措施
（1）建立专业的品控人才队伍。配置现场品位主管和 取样人员2kg 以项目地质工程师为主建立品位控制小组， 以勘探钻孔数据为依据， 在每采点开采前对现场人员做技 术交底， 并对采点及各分层矿石量对现场品位管理做详细 的交底，结合钻孔数据柱状图及浅表数据，绘制开采施工 图，并现场监督实施，每周与各采点品位控制主管及取样 人员以座谈会形式进行交流总结， 建立采点及负责人采矿 台账， 供大家学习互鉴。
（2）建立完整准确的矿石台账。根据采矿计划划分采 区，并进行编号， 明确每个采区采点具体编号， 建立采矿、 堆场、上船台账，并以此进行取样送检，同时结合矿区采 点照片、堆场照片进行实际标注及照片标注，为现场管理 人员及相关人员提供真实数据， 同时在各个环节出现制品 问题的时候，能追根溯源，找出存在的具体问题，以针对 性地进行改进及控制， 避免再次出现同样的问题。
（3）建立合理的施工全流程质量控制措施。根据现场 实际情况，建立各采区采点施工全流程质量控制措施，明 确现场每个工序的施工任务和质量控制要求，要求现场人 员各司其职， 分工协作， 每项工作落实到人。
根据现场实际情况，建立各采区采点施工全流程质量 控制措施， 明确现场每个工序的施工任务和质量控制要求， 要求现场人员各司其职， 分工协作， 每项工作落实到人。
4 品控实施情况
4.1 存在的问题
STS 镍矿项目自 2022 年下半年开工，到销售 20 万吨 的过程中（包括低镍、中镍和高镍），在采、选、运等各施 工环节中出现过制品较严重的问题， 根据矿石台账表查得 品位值变化较大的工序， 主要出现在从采场运输到码头堆 场和从码头堆场运输到船上的这两个工序。根据现场生产 的实际情况进行分析， 主要存在的问题有以下几点 ：
（1）采点矿体连续性较差，选矿时混堆不均匀，所取 样品随机性较大。
（2）业主提供的钻孔网数据为 25m×25m 的，许多矿 岩交接的地方没有具体的数据支撑， 该部分选矿仅凭经验 操作，造成矿石和废石比例失调，贫化过高，导致整体品位下降。
（3）采点装车过程中，由于场地及道路限制，部分矿 石需要进行转堆装车，转堆时将矿堆底部 OB 汇入矿堆， 造成品位下降。
（4）部分采点不取斗样直接装车运输到码头堆场，只 取车样， 样品少代表性较差。
（5）部分矿石从采点未取样直接运输至码头堆场堆 存，数量较多，堆场矿堆零散，没有进行二次混堆，均匀 性差， 品位变化较大。
（6）镍矿有一个显著的特点，镍的品位越高相应的镁和 硅含量就越高，含矿石成分就越多，堆场的矿石经过降雨， 在未覆盖的情况下， 会造成表层矿石镍金属流失， 使表层石 头露在表面， 同时增加了矿石的含水量， 容易造成制品。
（7）实验室数据出现新旧仪器差别较大，同一个样品两 台仪器所检测出的结果也会相差较大的情况， 制品较严重。
4.2 采取的措施
针对施工中发现的上述主要问题，主要采取了如下措 施。
（1）首先，加强现场品控人员管理，由现场管理人员 牵头主抓，划分责任分区管理，对责任区内出现的制品事 故将进行严格调查和惩处 ；其次， 由项目主管地质工程师 重新对所有品控主管和取样人员进行取样 SOP 流程培训， 并将纸质版资料分发到每个人手中对照执行， 由地质工程 师每天进行现场巡查，纠正其中存在的问题，对执行不力 或仍不按 SOP 流程操作的取样人员，处以罚款甚至开除 处理，重新招聘具有责任心的取样人员进行培训和使用， 提升采场内所选矿堆品位的真实性和准确性。
（2）项目主要采用露天开采方式，在遇到矿岩交接的 地方，主要通过现场挖浅井取样，确定矿体边界位置，尤 其矿岩交界处现场主管必须严格把控， 尽量避免因此造成 的矿石制品。
（3）因采点场地狭窄，所选矿堆存放在采区道路附近 的，严禁装车前进行转堆 ；对于必须转堆的矿堆，转堆前 对场地进行平整压实，减少转运过程中掺杂 OB 料，并在 转运矿堆底部预留20cm ～ 30cm 底料，防止底部 OB 料掺 杂到矿石之中。对于距离采点道路较远的矿堆且在不影响 工作连续性的前提下可以暂时不将其运至码头， 当道路修 筑到矿堆附近时再将其装车运走。
（4）对于采点直接选矿运输的矿堆，增加矿堆体积， 做好技术交底，采用 100 斗或 150 斗形成一堆，同时增加 车样数量，提高所选样品的准确性 ；对于只能选 50 斗一 堆的矿堆，采用增加取车样的数量、在自卸车周围进行多 点取样的办法， 提高所取样品的准确性。
（5）解决采场内选矿所存在的问题，从源头提高运输 至码头堆场矿堆的均匀性和矿堆品位的准确性， 对此部分 直接开采运输的矿石。首先，必须要结合钻孔数据和高程 控制，重点以钻孔中心向四周扩散进行控制 ；其次，对该 部分直接选矿运输的矿石加强现场取表样及浅井样， 加强 对矿石品位的控制 ；最后，现场选矿时要把夹杂的 OB 料 清理干净，就地对矿石进行混堆，使其均匀，减少运至堆 场后矿石制品的情况出现。
（6）在码头堆场重点对高镍矿堆进行覆盖及晾晒作 业，中镍矿堆采用挖掘机对矿堆表面进行拍实，减少雨水 的冲刷 ；对含石量较大的矿堆进行翻堆，清除石块，减少 矿石制品的情况。
（7）加强对码头堆场矿堆重新取样检测，并将新旧仪 器的检测结果作对比分析，使用经校验的检测仪器，确定 实验仪器数据的准确性， 建立数据库 ；将复检样品送至印 尼国家检测机构，进行标样检测，根据国家检测机构出具 的实验结果调试实验室仪器，保证生产数据的准确性，从 而更好地指导生产。
通过以上措施， 在采矿、选矿及运输、装船过程中出现 的制品问题得到了有效遏制和改善，但仍需要不断地在实 践中发现品控存在的问题，积极地去解决，不断地优化品 控方式、方法， 更好地指导施工及销售， 为企业增加效益。
5 结语
通过 STS 镍矿项目在施工品位控制方面的不断优化 总结， 得到下列主要结论。
（1）制定项目标准化品控施工作业指导书，严格按标 准化执行，并落实技术交底制度，把质量控制的自主意识 传递到一线的每一位员工。
（2）红土镍矿具有不连续性、不均匀性且矿石品质复 杂多变的特点，要准确把握采区的实际矿石品位，就需要 不断地完善地质资料，采用方格网加密浅井取样的方式， 按实际浅井深度控制矿石开采厚度。
（3）细化每个开采工序，不断优化作业方式，尤其对 操作手和品控人员加强监督考核，实行优胜劣汰机制，同 时加强对操作人员及品控人员的培训管理。
（4）不断完善考核奖励机制，聘请专业品位控制优秀 人才 ；同时不断强化技术和生产队伍的衔接及深度融合， 建立强有力的执行团队。
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