近年來(lái)，我國(guó)銅礦資源對(duì)外依存度持續(xù)增高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年度，我國(guó)進(jìn)口銅精礦549.7萬(wàn)噸，銅的對(duì)外依存度高達(dá)78%，銅精礦進(jìn)口量占全球銅精礦產(chǎn)量的26.74%，是全球銅精礦需求第一大國(guó)。中國(guó)對(duì)銅資源的需求增加，加快了各地對(duì)銅礦資源的開(kāi)發(fā)速度。

根據(jù)snl數(shù)據(jù)，2019年度全球銅礦產(chǎn)量達(dá)到30萬(wàn)噸以上的有15家，達(dá)到50萬(wàn)噸以上的企業(yè)有9家。全球產(chǎn)量達(dá)到30萬(wàn)噸以上的15家銅礦企業(yè)累計(jì)生產(chǎn)銅礦1092萬(wàn)噸，占全球銅礦產(chǎn)量的55%；達(dá)到50萬(wàn)噸以上的9家銅礦企業(yè)累計(jì)生產(chǎn)銅礦871萬(wàn)噸，占全球銅礦產(chǎn)量的41.86%。中國(guó)的五礦集團(tuán)和紫金礦業(yè)進(jìn)入全球前15銅礦企業(yè)排名，2019年度產(chǎn)量合計(jì)為61.3萬(wàn)噸，占全球銅礦產(chǎn)量的2.9%。智利國(guó)家銅業(yè)公司、嘉能可、必和必拓、自由港4家公司年產(chǎn)銅礦均超過(guò)100萬(wàn)噸，牢牢占據(jù)著全球銅業(yè)第一梯隊(duì)。

卡莫阿銅礦

銅礦開(kāi)采涵蓋了露采、地采、露采轉(zhuǎn)地采等形式，銅礦的加工提取工藝以硫化礦破碎、磨礦、浮選和氧化礦破碎、堆浸、萃取工藝為主。多種采礦方式共存、巨大的礦石開(kāi)采量和選礦處理量，使得銅礦的開(kāi)采和選礦技術(shù)在很大程度上代表著全球礦業(yè)技術(shù)的發(fā)展水平和發(fā)展方向。

從前十大銅礦公司的創(chuàng)新發(fā)展策略來(lái)看，銅礦技術(shù)發(fā)展主要圍繞著礦山數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化、安全和環(huán)境、新技術(shù)新裝備五個(gè)方面進(jìn)行。

在數(shù)字化方面，通常將礦山全部生產(chǎn)要素，并通過(guò)光纖、衛(wèi)星等無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳送到礦山控制中心儲(chǔ)存和加工處理

Corporación Nacional del Cobre公司 于2019年10月啟動(dòng)了將數(shù)據(jù)從公司網(wǎng)站的服務(wù)器遷移到云服務(wù)器的項(xiàng)目，以降低各部門(mén)數(shù)據(jù)中心的復(fù)雜性，最大限度地利用云平臺(tái)，保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全。該公司通過(guò)數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化了Chuquicamata銅礦磨礦和浮選工藝，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。另外，該公司正在建設(shè)地理信息數(shù)字系統(tǒng)，幫助分析解譯在勘探過(guò)程中獲得的數(shù)據(jù)。

BHP Group公司使用大數(shù)據(jù)和人工智能建立了先進(jìn)的地球物理模型，重新分析已有的鉆探數(shù)據(jù)?；诖髷?shù)據(jù)研究，該公司2018年11月在南澳大利亞的奧林匹克大壩銅鈾礦床附近新發(fā)現(xiàn)了橡樹(shù)壩銅礦。

在智能化方面，對(duì)傳輸和儲(chǔ)存在控制中心的海量礦山數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)人工智能軟件，優(yōu)化各生產(chǎn)環(huán)節(jié)調(diào)度與管理，實(shí)現(xiàn)礦山安全、高效生產(chǎn)

Freeport-McMoRan Inc.公司2018年與麥肯錫的數(shù)據(jù)科學(xué)家合作，分析Bagdad銅礦采場(chǎng)和選廠的數(shù)千個(gè)傳感器3年的數(shù)據(jù)，成功地利用大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)字孿生技術(shù)完善了人工智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)礦山的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，可以預(yù)測(cè)和融合最有效的采選工序操作設(shè)置，并可以向調(diào)度發(fā)送命令，以調(diào)整采礦和選礦工序按最佳性能執(zhí)行操作。通過(guò)采用新工藝，Bagdad的礦產(chǎn)量增加了10%~15%，銅的回收率增加了1%，生產(chǎn)成本降低了10%~15%。目前，該公司正計(jì)劃在其所有的北美和南美洲銅礦推廣此項(xiàng)技術(shù)。

Rio Tinto Group公司基于智能化程度較高的Koodaideri鐵礦石項(xiàng)目，推動(dòng)數(shù)字化和自動(dòng)化建設(shè)。該公司研發(fā)了完全集成的礦山操作和模擬系統(tǒng)，使用數(shù)字孿生技術(shù)，將工廠實(shí)際的數(shù)據(jù)與歷史信息結(jié)合起來(lái)，提高勘探、采礦、運(yùn)輸和制造礦產(chǎn)品等環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率和安全性。

在自動(dòng)化方面，自動(dòng)化的潮流正在銅礦產(chǎn)業(yè)興起，銅礦企業(yè)開(kāi)始大量使用無(wú)人機(jī)、機(jī)器人、無(wú)人自動(dòng)鉆機(jī)等設(shè)備，提高生產(chǎn)效率，減少人員傷亡等安全事故

Rio Tinto Group公司2019年使用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)優(yōu)化了位于猶他州的Kennecott銅礦選礦廠的工藝控制，使其適應(yīng)不同類(lèi)型的礦石，提高了礦物的回收率，并提高了生產(chǎn)效率。2019年，Kennecott銅礦開(kāi)始大量使用遠(yuǎn)程操作遙控地形車(chē)和無(wú)人機(jī)進(jìn)行勘探及危險(xiǎn)工作，進(jìn)行實(shí)時(shí)3D繪圖和設(shè)施檢查，檢查礦山斜坡、頂部和巖壁是否存在裂縫和巖石運(yùn)動(dòng)跡象等安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)使用裝有熱診斷能力的無(wú)人機(jī)從空中識(shí)別設(shè)備是否需要檢修。

在蒙古Oyu Tolgoi銅金礦使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行爆破清除檢查，提高了工作效率，并確保了人員團(tuán)隊(duì)的安全。該公司的自動(dòng)駕駛火車(chē)運(yùn)輸系統(tǒng)AutoHaul通過(guò)列車(chē)和鐵路網(wǎng)、地形等信息智能控制，提高了安全性和生產(chǎn)效率，消除了運(yùn)送司機(jī)往返火車(chē)的需要，提高了生產(chǎn)力。

在美國(guó)Bingham 銅礦，該公司制造的低成本機(jī)器人爬蟲(chóng)Mark II可以深入銅礦峽谷的各種地形，檢測(cè)氣體，收集巖石、土壤和水樣，既保護(hù)了安全，又節(jié)省了資金。該公司建立了RTVis™-力拓可視化系統(tǒng)，操作員通過(guò)一個(gè)3D引擎可以看到礦山所有的現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程。該系統(tǒng)軟件匯集了地質(zhì)、巖土、鉆井和爆破、生產(chǎn)和規(guī)劃的數(shù)據(jù)，并可視化了地表和地下的礦床特征。與此同時(shí)，該公司還開(kāi)發(fā)了礦山自動(dòng)化系統(tǒng)MAS，通過(guò)人工智能分析，可以自動(dòng)生成礦體模型，幫助組織設(shè)備調(diào)度，優(yōu)化工藝、預(yù)測(cè)和控制礦山爆破。

在安全和環(huán)境方面，多數(shù)企業(yè)使用可再生能源和節(jié)能設(shè)備，有些企業(yè)甚至自建光伏電站發(fā)電,使用淡化海水來(lái)進(jìn)行采礦選礦

Corporación Nacional del Cobre公司為應(yīng)對(duì)氣候變化和可持續(xù)發(fā)展，致力于推廣電動(dòng)化。2019年，該公司在Chuquicamata和elTeniente部門(mén)開(kāi)始測(cè)試部署電動(dòng)公共汽車(chē)，同時(shí)還在elTeniente銅礦運(yùn)行了第一個(gè)混合動(dòng)力鏟運(yùn)機(jī)(LHD)設(shè)備，大幅減少了柴油消耗。

BHP Group公司設(shè)定了2020年~2030的中期目標(biāo)為溫室氣體排放減少30%以上。該公司將使用太陽(yáng)能裝置、礦井內(nèi)粉碎和電動(dòng)輸送機(jī)以及電動(dòng)車(chē)取代柴油運(yùn)輸車(chē)的解決方案。2020年，該公司的Escondida和Spence銅礦用水實(shí)現(xiàn)了40%的淡化海水用量，并計(jì)劃于2030年礦業(yè)開(kāi)發(fā)用水全部使用淡化海水。

KGHM Polska Miedz SA公司研究開(kāi)發(fā)了“操作人員防撞系統(tǒng)”，消除最常見(jiàn)的安全危害。該公司計(jì)劃在其擁有的200公頃土地上建設(shè)光伏發(fā)電廠，并收購(gòu)附近的風(fēng)力發(fā)電站，使用更多的清潔能源，實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)。

Grupo Mexico公司將在秘魯Tia Maria銅礦浸出-萃取項(xiàng)目中全部使用淡化海水，保護(hù)當(dāng)?shù)氐牡叵滤Y源和環(huán)境。

在新技術(shù)新裝備方面，有利于節(jié)能、環(huán)保的新技術(shù)、新裝備也在進(jìn)一步得到發(fā)展,一批新技術(shù)正在得到推廣和應(yīng)用

Corporación Nacional del Cobre公司研發(fā)了一種使用伸縮臂和專(zhuān)利粘合劑處理和放置炸藥的設(shè)備“block caver”，已成功應(yīng)用于100多個(gè)礦巷，提高了爆破的安全性。該公司研發(fā)了一種不可碎裂材料的探測(cè)器，能夠檢測(cè)和排除可能危及破碎工序運(yùn)行連續(xù)性的原料（如采礦遺留的挖掘機(jī)金屬齒）。自2014年以來(lái)，該公司在智利的RadomiroTomic銅礦成功地利用微生物輔助堆浸含黃銅礦礦物的硫化銅礦。該公司的其他礦山也開(kāi)始試點(diǎn)微生物輔助的硫化銅物堆浸，提高了回收率。為應(yīng)對(duì)ElTeniente銅礦和Chuquicamata銅礦深部采礦的地質(zhì)力學(xué)挑戰(zhàn)，該公司相關(guān)技術(shù)人員和世界各地專(zhuān)家合作，提出了應(yīng)用水力壓裂技術(shù)破碎巖石進(jìn)行采礦的建議。

Glencore Xstrata Plc公司在巴拿馬 Cobre 銅礦和智利Collahuasi銅礦采用Jameson 浮選槽取代了老式浮選槽，提高了銅的選礦回收率和銅精礦品位，Jameson 浮選槽還在 Newcrest Mining公司澳大利亞 Cadia銅金礦、 Barrick公司贊比亞 Lumwana銅礦等銅礦得到廣泛應(yīng)用。該公司在秘魯?shù)腁ntapaccay銅礦采用IsaMill細(xì)磨工藝，提高了銅的回收率和銅精礦品位，并實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。

（作者單位：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局國(guó)際礦業(yè)研究中心、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所）