鄒平波 頡保亮 石富軍 陳承孟

有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇省南京市 210007

礦產(chǎn)資源在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中占有非常重要的地位，我國(guó)95%以上的能源和85%的工業(yè)原料取自礦產(chǎn)資源。尾礦是在選礦過程中分離出來的脈石、廢石及在現(xiàn)有技術(shù)條件下無法選別的共生或伴生礦物，是選礦產(chǎn)業(yè)中不可避免的產(chǎn)物。尾礦是有待挖潛的寶藏。專家認(rèn)為，我國(guó)礦業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)當(dāng)前的任務(wù)就是要開發(fā)利用長(zhǎng)期擱置的大量尾礦。

在尾礦綜合利用中首先考慮的就是從尾礦中回收有價(jià)礦物，一方面可以變廢為寶，另一方面可以對(duì)尾礦實(shí)施減量化。目前，國(guó)內(nèi)不少企業(yè)對(duì)尾礦中的有價(jià)礦物進(jìn)行了回收利用，主要的有價(jià)礦物包括：黃鐵礦、磁鐵礦、銅礦物、鉻鐵礦、絹云母、白云石等。本文就福建三明某鉛鋅尾礦庫進(jìn)行資源評(píng)估。

1 尾礦庫的基本情況

庫區(qū)地貌屬低山丘陵區(qū)，南側(cè)為山垅田，總體上為南高北低，植被不甚發(fā)育，但匯水面積較大，溝谷常年流水，經(jīng)漫長(zhǎng)的沖刷及剝蝕，形成“U”字形地貌特征，溝谷標(biāo)高在97米左右，兩側(cè)標(biāo)高大約在115～120米，地勢(shì)較陡，高差約15～20米。場(chǎng)地范圍內(nèi)上部為第四系形成的沖積淤積和坡殘積物，基底為一套前泥盆系（AnD）變質(zhì)巖層。尾礦庫河道長(zhǎng)600.0米，河道坡降29.1%，匯水面積0.25km2。

圖1 尾礦庫平面圖

圖2 尾礦庫剖面圖

尾礦初期壩為土壩，壩高17.0m，壩頂寬3.0m，壩外坡比1:2.00，內(nèi)坡比1:1.80，在內(nèi)坡面鋪設(shè)反濾層，內(nèi)外坡面均干砌石護(hù)坡。在初期壩外坡腳處設(shè)置一高7.0m，頂寬2.0m，外坡比為1:1.5、內(nèi)坡比為1：1.0的排滲棱體。初期壩外坡面長(zhǎng)有茂盛蘆葦，壩外坡面潮濕、滲水，有早期沼澤化現(xiàn)象。后期用尾礦砂逐級(jí)堆壩，堆積壩高26.53m，堆積壩總外坡比1:4.3，部分堆積壩外坡面未覆蓋種草護(hù)坡，坡面受雨水沖蝕有拉拉溝現(xiàn)象。尾礦庫排洪系統(tǒng)由斷面尺寸為BXH=1.2m×1.2m的鋼筋砼排水涵洞、斜槽及Φ500mm水泥涵管，水泥涵管上間隔2.8m開2個(gè)Φ100mm圓孔，庫內(nèi)水由2個(gè)Φ100mm的圓孔進(jìn)入排水管、排水斜槽、排水涵洞后排出庫外，流入下游的溪河中。尾礦砂從壩左側(cè)排入，獨(dú)頭放礦，沉積灘面不平順，尾礦沉積灘面較緩。尾礦壩與山坡連接處建有截水溝，截水溝有護(hù)砌，但局部堵塞，不暢通。

2 尾礦庫的采樣和化驗(yàn)

該地區(qū)鉛鋅礦床主要礦石以閃鋅礦為主，次為方鉛礦、黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦等。據(jù)了解，2005年以前該地區(qū)選礦廠未添加回收設(shè)備，在05年后大部分選礦廠都進(jìn)行了磁鐵礦和磁黃鐵礦的回收。

現(xiàn)階段該尾礦庫正在進(jìn)行清理工作，已經(jīng)開挖了有6m左右，庫區(qū)表面基本平整，但選礦結(jié)果不是很理想。為了得到該尾礦庫成分的按層分布規(guī)律，通過鉆孔取樣來做具體的分析。

2.1 鉆孔取樣

2011年7月對(duì)尾礦庫進(jìn)行了鉆孔取樣工作?？偣层@孔6個(gè)，鉆孔位置見庫區(qū)平面圖（圖1），取樣點(diǎn)基本上沿庫區(qū)的中軸線分布，取樣的鉆孔直徑為100mm，鉆孔具體信息如下表。

表1 尾礦庫鉆孔樣基本資料

取樣標(biāo)準(zhǔn)為每5m一個(gè)樣，樣長(zhǎng)不足5m的也取一個(gè)樣，將每個(gè)樣攪拌均勻，然后取少量進(jìn)行化驗(yàn)。

2.2 樣品分析

由于原礦中主要為閃鋅礦，方鉛礦、黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦等，因此主要對(duì)Pb、Zn、Fe、S這四種元素做分析。樣品分析的具體的分析結(jié)果如表2。

表2 尾礦庫鉆孔樣分析結(jié)果

3 尾礦庫資源量評(píng)估

根據(jù)尾礦的分析數(shù)據(jù)，對(duì)該尾礦庫的資源量進(jìn)行初步的評(píng)估。

3.1 資源評(píng)估對(duì)象

以實(shí)驗(yàn)室分析對(duì)象為準(zhǔn)，主要對(duì)尾礦庫中的硫、鐵、鉛、鋅這幾種礦物做初步評(píng)估。

3.2 資源量估算方法

3.2.1 庫區(qū)體積計(jì)算方法

由于尾礦都堆積在尾礦庫中，尾礦的邊界以尾礦庫邊界為準(zhǔn)，因此計(jì)算尾礦體積即為計(jì)算尾礦庫的體積。因?yàn)樽鑫驳V庫資源評(píng)價(jià)的比較少，而該尾礦庫屬于上游式尾礦庫，結(jié)合庫區(qū)平面圖和剖面圖分析，可以嘗試恢復(fù)庫區(qū)內(nèi)的等高線，通過計(jì)算閉合等高線的面積來求得尾礦庫的幾何容積。計(jì)算公式如下：

h為閉合等高線之間的垂直距離，V1為第1等高線與第2等高線之間的幾何體積，S1為第1等高線的面積，V為尾礦庫的幾何體積。

在該尾礦庫的體積計(jì)算中，等高線之間的垂直距離取5m為準(zhǔn)，等高線高程分別為133m，128m，123m，118m，113m，108m和103m，根據(jù)資料可知，庫區(qū)的最低處為97m，所以最后的一個(gè)高差為6m。庫區(qū)內(nèi)封閉曲線的面積可以通過CAD的li命令可以計(jì)算出。

3.2.2 庫區(qū)尾礦品位

根據(jù)取樣分析結(jié)果，按樣品的樣長(zhǎng)和品位加權(quán)求得。

其中C為尾礦加權(quán)平均品位，Ci為單樣品品位，Mi為樣長(zhǎng)。

3.2.3 尾礦密度

尾礦庫的尾礦密度為2.3噸/立方米。

3.2.4 資源量的估算結(jié)果

由于尾礦庫已經(jīng)在開采，現(xiàn)在的庫頂海拔為133m。根據(jù)庫內(nèi)恢復(fù)的等高線，分層計(jì)算面積，然后根據(jù)體積計(jì)算方法求得庫區(qū)的幾何體積。

經(jīng)過計(jì)算，該尾礦庫尾礦的體積約為18.13萬方，結(jié)合尾礦密度得到尾礦的質(zhì)量為41.7萬噸。

通過鉆孔樣的加權(quán)求Pb、Zn、S、Fe的品位，算出尾礦庫的平均品位為：Pb：0.146%，Zn：0.918%，F(xiàn)e：28.42%，S：11.92%。由此可以求出尾礦中Pb資源量為608.8噸，Zn資源量為3828噸，F(xiàn)e資源量為11.85萬噸，S資源量為4.97萬噸。

4 結(jié)語

我國(guó)礦產(chǎn)資源的礦產(chǎn)資源特征是貧礦較多，富礦稀少，開發(fā)利用難度大。在早期于當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)技術(shù)條件，大量的早期形成的尾礦庫中還有比較豐富的礦產(chǎn)資源，可以及時(shí)的開發(fā)利用。

通過對(duì)該鉛鋅尾礦庫的調(diào)查、取樣、分析，可以看出在該尾礦庫里有黃鐵礦和磁鐵礦可以回收，可以作為主要的再選礦物，同時(shí)該尾礦庫中有些層面鉛鋅品位不錯(cuò)，可以附帶進(jìn)行鋅的回收工作。

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