張春芳(云南錫業(yè)集團(tuán)(控股)有限責(zé)任公司老廠錫礦，云南 個舊 661007)

砂錫尾礦開采利用的實踐

張春芳
(云南錫業(yè)集團(tuán)(控股)有限責(zé)任公司老廠錫礦，云南 個舊 661007)

為加強(qiáng)砂錫的尾礦綜合利用，根據(jù)期六寨砂錫尾礦的開采技術(shù)條件，選用露天開采方法進(jìn)行尾礦回采；對開采中暴露且容易坍塌難以形成臺階的坡面，采取開挖工作面晾曬一周交替回采；對采運設(shè)備陷入尾礦問題，采用墊塊石或鋪設(shè)聚乙烯板材措施。選用“旋流器分級預(yù)先拋尾、粗砂磁重選別、礦泥重選”流程進(jìn)行尾礦選別。入選中因含泥高(占50%)，顆粒太細(xì)(0.04mm)，導(dǎo)致過早沉降難以形成適宜的礦漿濃度，而致溝、管堵塞問題，采取加兌20%～25%的砂錫原礦或脈錫氧化礦獲得成功，最終產(chǎn)出合格產(chǎn)品—錫富中礦(錫品位4.85%～5.29%，回收率41.49%～42.19%)。

尾礦綜合利用；露天開采；磁重選別；加兌；錫富中礦

隨著礦產(chǎn)資源開采，發(fā)展經(jīng)濟(jì)與土地、環(huán)境保護(hù)矛盾的日益凸顯，國家工業(yè)和信息化部于2010年4月出臺《金屬尾礦綜合利用專項規(guī)劃(2010～2015年)》的通知，對固體廢棄物，特別是金屬尾礦的綜合開發(fā)利用給予很多鼓勵和支持。老廠錫礦大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和努力提高資源利用率，解決因原生資源減少所帶來的持續(xù)發(fā)展問題，決定選取條件較好的期六寨尾礦庫堆存尾礦進(jìn)行開發(fā)利用，經(jīng)開采設(shè)計和分級預(yù)先拋尾、粗砂磁重選別、礦泥重選工藝，最終產(chǎn)出合格錫富中礦。

1 項目概況

云錫老廠錫礦現(xiàn)有尾礦庫12座，至2009年底，累計堆存錫尾礦1.33億t，大部分為90年代前開采的地表砂錫尾礦，少部分為90年代后期井下開采的原生氧化錫礦和硫化共生錫銅尾礦，都具有“貧、雜、細(xì)、難”的特點。這些尾礦中含錫品位大部分在0.15%左右，少部分高達(dá)0.2%。據(jù)測算，這些尾礦共含有約20萬t金屬錫、3萬多噸金屬銅、2300多萬噸金屬鐵，此外，還含有大量的金屬鉛、錳、鋅、鎢和少量的金、銀等有用元素。

期六寨尾礦庫位于原云錫期北山采選廠東南邊100m的凹地，是原期北山采選廠開采地表砂錫礦的尾礦排放區(qū)，交通、通訊等工業(yè)生產(chǎn)條件健全，還有一座日處理2000t/d的砂錫選礦廠。該項目向政府備案為“老廠期六寨2000t/d老尾礦錫資源再利用項目”，由昆明有色冶金設(shè)計研究院股份有限公司承擔(dān)項目設(shè)計(代可研)，項目概算總投資3373.48萬元。

該尾礦庫于1964年建成并使用，地處天然巖溶凹陷區(qū)內(nèi)，四面環(huán)山，由云錫設(shè)計處(現(xiàn)云錫設(shè)計院前身)設(shè)計。為增加庫容，1965年和1974年又增加設(shè)計1#、2#、3#初期堆石壩，并相繼竣工使用。1#壩壩頂標(biāo)高2102m，壩底標(biāo)高2087m，壩頂寬度2.5m，壩軸線長76.3m；2#壩壩頂標(biāo)高2109.4m，壩底標(biāo)高2098.96m，壩頂寬度3.0m，壩軸線長81.4m；3#壩壩頂標(biāo)高2108.75m，壩底標(biāo)高2096.75m，壩頂寬度3.0m，壩軸線長10.5m。設(shè)計初期壩內(nèi)外坡比1∶0.75，設(shè)計砂堆壩標(biāo)高2120.0m，使用到2118.5m庫容為504萬m3，據(jù)2001年實測，已堆存尾礦792.13萬m3，是超高超容的四等尾礦庫。

2 開采技術(shù)條件

期六寨尾礦庫地處高寒山區(qū)，年平均氣溫14.5℃，有霧期年平均120天，庫區(qū)多年平均降雨量為779mm，平均風(fēng)速5.0m/s，處于紅河與南盤江地表分水嶺地段，屬紅河流域，礦區(qū)地表雨水向紅河方向徑流排泄。

庫區(qū)三疊系個舊組白云質(zhì)灰?guī)r廣泛分布，巖溶及節(jié)理裂隙發(fā)育，建設(shè)項目處于其地下水位之上，對尾礦開采工程無影響。

設(shè)計開采范圍為尾礦庫尾礦堆積現(xiàn)狀范圍，面積約43.86萬m2，開采深度2097～2131.8m，最大采深34.8m。根據(jù)昆明勘察院工勘及尾礦取樣土工試驗報告顯示，尾礦的物理力學(xué)性質(zhì)為：尾礦為地表砂錫礦的重選尾礦，平均粒徑0.04mm；尾礦主要為黃色尾粘土、尾粉質(zhì)粘土和尾粉土三類。尾礦各層以流塑、軟塑居多，抗剪強(qiáng)度較低，平均含水率為35%，平均濕體重1.83t/m3，凝聚力C值平均48.54kPa，內(nèi)摩擦角Φ值平均29.8°，松散系數(shù)1.10，平均抗壓強(qiáng)度141.28 kPa?；夭晌驳V不需要穿孔爆破，只需用挖掘機(jī)直接挖鏟，裝入自卸汽車運至選礦廠即可。

尾礦原始地形較平緩，一般為7～48°的石灰?guī)r體，尾礦堆存厚度0～34.8m，平均厚度16.9m。周圍山體穩(wěn)定不存在滑坡等地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。尾礦庫除中部凹陷地帶有積水外，其余尾礦沉積灘面及堆積子壩壩埂均已干涸沉積穩(wěn)定，庫區(qū)已恢復(fù)植被。尾礦堆積壩外無裂縫、坍塌、滑坡現(xiàn)象。尾礦為水平逐層堆積，堆積體標(biāo)高高于原始地表標(biāo)高，開采技術(shù)條件較好。

地質(zhì)專業(yè)根據(jù)國土資源部昆明礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心提供的尾礦鉆孔取樣化驗結(jié)果，建立三維尾礦堆積體塊體模型進(jìn)行尾礦儲量計算?，F(xiàn)保有尾礦儲量912.91萬t，平均品位分別為：Sn，0.155%；Cu，0.137%；Fe，18.871%；Pb，1.221%。金屬量：Sn，14175t；Cu，12475t；Fe，1722739t；Pb，111455t。

3 尾礦開采設(shè)計

3.1 開拓運輸

根據(jù)尾礦堆存前原始地形和堆存后的現(xiàn)狀地形條件，尾礦庫四周地形均高于尾礦堆存標(biāo)高，尾礦幾乎都為水平逐層堆積，開采技術(shù)條件簡單，非常適宜于露天開采。初期壩在尾礦回采過程中必須保留，并且同時預(yù)留10.0m寬的尾礦安全距離，防止?jié)?。設(shè)計尾礦庫初期堆石壩以上的尾礦回采為“山坡露天”，初期堆石壩以下的尾礦回采為“凹陷露天”。凹陷露天只設(shè)兩個分層，高度6.0m。

露天開采設(shè)計采用“直進(jìn)—折返式公路汽車運輸開拓系統(tǒng)”，具有適應(yīng)性強(qiáng)、運輸系統(tǒng)單一、便于生產(chǎn)管理、設(shè)計周期短和投資省的特點?；夭膳_階上設(shè)置臨時移動公路，常規(guī)的緩幫開采的采礦工藝。開拓運輸線路技術(shù)參數(shù)為：汽車運輸公路寬度6.0m，雙線9.0m；運輸最大縱坡6%，最小轉(zhuǎn)彎半徑15m，緩和坡段長度30.0m。

根據(jù)設(shè)計選用的礦山設(shè)備及計算的接地比壓，設(shè)計初期場內(nèi)運輸?shù)缆费亻_采范圍邊界和石灰?guī)r實體布置，隨著回采工作的推進(jìn)和場內(nèi)運輸?shù)缆返囊苿樱?、后期場?nèi)運輸?shù)缆凡贾迷谖驳V體上的比例在增大，因尾礦含水率高，且抗剪強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度較低，為避免載重汽車等采掘設(shè)備陷入尾礦中，設(shè)計采用柔性材料鋪設(shè)場內(nèi)運輸?shù)缆仿访?，減輕鋪設(shè)材料自重，達(dá)到保證尾礦回采的正常有序進(jìn)行。

3.2 露天開采各參數(shù)簡介

根據(jù)開采技術(shù)條件，露天開采境界圈定原則為：按在安全的前提下，盡可能地把尾礦全部采出，盡量不開挖原始表土和原巖石確定，露天開采終了境界即為尾礦堆積前的原始地形。

設(shè)計確定露天開采各技術(shù)參數(shù)為：露天采場上口尺寸1000m×650m，露天采場下口尺寸90m×40m；開采面積43.86萬m2；露天采場最高標(biāo)高2161.8m，采場底部(終了)標(biāo)高2097.0m，最大采深34.8m，采場最終幫坡角7～48°。

3.3 尾礦回采和防洪排水

尾礦回采不存在剝離表土和巖石，沒有剝離量只有采礦量。尾礦開采前首先清理尾礦庫內(nèi)草碴和植被。尾礦回采不需要鑿巖爆破，設(shè)計推薦采用單斗挖掘機(jī)開挖鏟裝—公路汽車運輸，常規(guī)的緩幫開采的回采工藝。開采順序由上往下分臺階開采。具體分為沿1#初期堆石壩走向和垂直3#初期堆石壩走向開掘單、雙壁溝寬度30.0m，擴(kuò)幫后由尾礦堆積壩向庫內(nèi)自上而下分臺階開采，分層剝采和卸載，逐步推進(jìn)，有利于回采過程中的排水。初期壩2103m臺階標(biāo)高以上有自流排水條件，初期壩以下預(yù)留10.0m寬的尾礦暫不開采作為保護(hù)壩體的安全距離，當(dāng)開采至初期壩壩頂標(biāo)高以下范圍時，在初期壩壩頂兩岸壩肩位置增加兩條緊急溢洪道排泄雨季洪水，局部凹陷露天開采采用機(jī)械疏干方式排水。

本設(shè)計洪水復(fù)核主要是為避免暴雨對整個回采過程造成影響而增加臨時洪水導(dǎo)排設(shè)施，防洪標(biāo)準(zhǔn)按最不利200年(P=0.5%)一遇進(jìn)行計算配置設(shè)備。

回采工作面構(gòu)成要素：工作臺階高度3.0m，臺階坡面角45°，最小工作平臺寬度30.0m，最小工作線長度100.0m。

設(shè)計尾礦回采服務(wù)年限16年，其中達(dá)產(chǎn)期14年，從第15年開始產(chǎn)量遞減。

設(shè)計采出尾礦912.91萬t，貧化率和損失率均為1%。采出尾礦平均品位：Sn，0.154%；Cu，0.135%；Fe，18.682%；Pb，1.209%。采出金屬量：Sn，14033t；Cu，12350t；Fe，1705512t；Pb，110341t。

3.4 主要采掘設(shè)備選型

經(jīng)計算并考慮尾礦開采中的因素，確定主要鏟裝設(shè)備選擇小松公司生產(chǎn)的斗容為1m3的液壓挖掘機(jī)4臺；尾礦運輸汽車選擇中國重汽公司生產(chǎn)的ZZ3201M3641C1型，載重10t的自卸汽車(雙橋車)17輛。另外配置2臺SL30W型輪胎式裝載機(jī)在采場內(nèi)輔助鏟裝、集堆；1臺SD13型履帶式推土機(jī)完成場地平整、集堆及臨時道路修整；1臺SR16型壓路機(jī)進(jìn)行道路修整和維護(hù)；1臺BJZ5360型15t工程灑水車用于道路灑水抑塵。

4 選礦工藝設(shè)計

4.1 尾礦特點

1)尾礦組成復(fù)雜。礦石為褐鐵礦、赤鐵礦、錫石軟錳礦、高嶺土、鉛釩猛結(jié)核(見表1)。礦物組分復(fù)雜，錫石大部分以致密的錫鐵礦結(jié)合體形式存在，且60%錫金屬存在于鐵礦物中，金屬鐵主要以較難回收的褐鐵礦為主；錳結(jié)核較多，約占尾礦重量15%，并且是鉛的載體礦物。

表1 尾礦多元素分析結(jié)果

2)尾礦含泥高。尾礦-10μm粒級的含泥量高達(dá)40%～50%，粒級產(chǎn)率大于26%，而含錫品位較低，均在0.05%左右，錫金屬率小于15%，錫金屬量少，但鐵金屬率大于31%，宜進(jìn)行選前大量拋尾處理。

3)錫金屬集中于+37μm粒級。錫金屬主要集中在+37μm粒級，其產(chǎn)率大于34%，錫金屬率大于54%，鐵金屬率為48%～58%，該粒級錫品位最高，接近全粒級錫品位的兩倍。

4.2 選礦工藝流程與指標(biāo)

4.2.1 選礦工藝流程

運至堆礦場的尾礦經(jīng)水槍沖入格篩流至蓄漿池形成礦漿，而后入直線振動篩篩分，通過圓錐球磨機(jī)、螺旋分級機(jī)、棒磨機(jī)、圓筒篩隔碴后，礦漿再泵入Φ125旋流器脫泥分級，+10μm物料進(jìn)入磁重選別流程，-10μm難選極細(xì)礦泥直接拋尾。

拋尾后物料(+10μm)，進(jìn)入Φ250旋流器進(jìn)行粗砂(+37μm)和礦泥(+10～-37μm)分級。+37μm粗砂進(jìn)入磁選后產(chǎn)出含錫鐵較高的精礦進(jìn)入搖床，搖床產(chǎn)出精礦作為砂錫富中礦，中礦作為鐵精礦產(chǎn)品，尾礦再進(jìn)入一段、二段床重選，產(chǎn)出的二次精礦進(jìn)入復(fù)洗搖床再處理，一、二段、復(fù)洗及礦泥搖床產(chǎn)出精礦為砂錫富中礦產(chǎn)品。+10～-37μm礦泥經(jīng)各段搖床、離心選礦機(jī)和皮帶溜槽處理后產(chǎn)出泥錫富中礦產(chǎn)品。皮帶溜槽尾礦再進(jìn)入礦泥搖床重選。精礦脫水采用沉淀池脫水。

4.2.2 選礦指標(biāo)

入選尾礦錫品位0.154%，鐵品位18.682%。錫富中礦產(chǎn)率1.05%，含錫品位3～5%，回收率34%；鐵精礦產(chǎn)率8.89%，含鐵品位45%，回收率21.41%。尾礦產(chǎn)率為90.06%。

5 初步實踐及取得的效果

2012年3月至2013年11月共試采尾礦703388t(干重445636t)，尾礦含錫品位0.178%，含錫金屬793.23t。選礦廠入選尾礦390580t(干重)，最高處理量達(dá)到1794t/d，原礦含錫品位0.228%，原礦含錫金屬888.579t，獲得錫粗精礦(錫富中礦)5456.814t(干重)，粗精礦錫品位5.29%，含錫金屬288.802t，回收率41.49%，折合合格精礦錫回收率為32.83%，試生產(chǎn)達(dá)到設(shè)計指標(biāo)。實踐表明，純尾礦入選經(jīng)濟(jì)效益較差，故實際生產(chǎn)中加兌入21%的砂錫原礦混合入選，確保達(dá)到市場要求的選礦指標(biāo)。此階段試生產(chǎn)共加入砂錫原礦82021t(干重)，原礦錫品位0.251%，原礦含錫金屬207.36t。2013年10月合格精礦錫車間綜合成本曾高達(dá)12.9萬元/t，因市場疲軟造成虧損，于11月24日開始停產(chǎn)。

經(jīng)準(zhǔn)備后，于2014年6月5日再組織生產(chǎn)，至11月30日共入選尾礦182313t(干重)，入選尾礦錫品位0.16%，加兌入錫品位不低于0.2%的脈錫氧化礦43351.3t，生產(chǎn)出錫富中礦2358.952t，含錫品位4.85%，含錫金屬114.526t，綜合回收率42.19%，達(dá)到了設(shè)計指標(biāo)。因鋼鐵市場持續(xù)走低，鐵精礦無銷路，鐵精礦產(chǎn)品只在第一階段試生產(chǎn)時間斷生產(chǎn)了6777.76t，鐵平均品位52.5%，綜合回收率19%。

6 存在問題及解決措施

采挖工作面容易坍塌，難以形成符合設(shè)計要求的臺階坡面，并且無法形成較高的堆存高度，不利于持續(xù)組織生產(chǎn)。采取排水疏干、開挖工作面晾曬一周交替作業(yè)即可解決。

尾礦抗壓強(qiáng)度低，車輛等采掘設(shè)備容易沉陷入尾礦中，雨季期間泥滑路爛，對尾礦回采生產(chǎn)影響較大，幾乎停產(chǎn)。采取措施：初期沿開采范圍邊界和石灰?guī)r實體布置場內(nèi)運輸?shù)缆窌r，采用塊石和公分石鋪墊路面。中、后期運輸?shù)缆反罅可踔寥坎贾迷谖驳V體上時，則采用鋪設(shè)超高分子聚乙烯柔性耐磨板材，沿公路鋪設(shè)兩條規(guī)格為3.0m×1.5m×0.2m(長×寬×厚)的板材，總寬度為6.0m。此板材具有重量輕、耐沖擊、耐磨損可重復(fù)使用的優(yōu)點?；蛘咪佋O(shè)鋼板也可達(dá)到目的。

尾礦含泥量大，顆粒太細(xì)，微細(xì)粒級占80%以上，入選中過早沉降難以捕收，難以形成適宜的礦漿濃度，造成溝道、管道堵塞不能正常生產(chǎn)，生產(chǎn)能力2000t/d的選礦廠，純尾礦入選時實際平均處理量只在1000t/d左右。采取加兌入20%～25%的砂錫礦原礦或脈錫氧化礦，以降低含泥量形成合適的礦漿濃度加以解決。

7 結(jié) 語

期六寨砂錫尾礦的開采利用，經(jīng)過多年的探索實踐，雖然由于有色金屬市場不景氣，生產(chǎn)不正常，設(shè)計指標(biāo)現(xiàn)在也沒有全部達(dá)到，但仍取得了很多成績，比如對尾礦的進(jìn)一步認(rèn)識，特別是尾礦開采中發(fā)現(xiàn)的容易坍塌難以形成臺階坡面，尾礦抗壓強(qiáng)度低采運設(shè)備容易沉陷以及入選中因含泥高顆粒太細(xì)容易導(dǎo)致溝、管堵塞的問題，采取了很多卓有成效的解決措施，都是有價值很寶貴的經(jīng)驗，并且很多工作都具有開拓性，無疑對后續(xù)的開發(fā)利用起到支撐作用，特別對類似礦山企業(yè)將具有很好的借鑒意義。

[1] 工信部聯(lián)規(guī)〔2010〕174號.工業(yè)和信息化部關(guān)于印發(fā)《金屬尾礦綜合利用專項規(guī)劃(2010～2015年)》的通知[Z].2010.

[2] 羅崇文，等.老廠期六寨庫存尾礦錫鐵綜合回收探索實驗報告[R].個舊：云南錫業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司研究設(shè)計院、云南錫業(yè)股份有限公司老廠分公司，2007.

[3] 仇云華，等.老廠期六寨庫存尾礦選礦試驗研究報告[R].個舊：云南錫業(yè)集團(tuán)(控股)有限責(zé)任公司研究設(shè)計院，2010.

[4] 范立，李正輝，等.老廠期六寨庫存尾礦綜合利用可行性研究報告[R].個舊：云南錫業(yè)天爵再生礦產(chǎn)資源有限公司、云南錫業(yè)集團(tuán)(控股)有限責(zé)任公司老廠分礦，2011.

[5] 宋正興，等.老廠期六寨2000t/d老尾礦錫資源再利用項目。尾礦回收開采設(shè)計(代可研)第一冊說明書[R].昆明有色冶金設(shè)計研究院股份公司，2012.

Exploitation and utilization of alluvial tin tailing

ZHANG Chun-fang

(Yunnan Tin Group LLC(Holdings)LaoChang Tin Mining，Gejiu 661007，China)

This article describes the current situation on the domestic comprehensive utilization about Mine tailings.According to Qi Liuzai alluvial tin tailing mining technology，then choose the surface mining methods to stop tailing.Excavation of working face to drying one week to continue excavation to solve the problem of the exposured and easy to collapsed and difficult to form bench face in mining exploitation.Mat stone or laying polyethylene sheet to solve the problem of the mining and transport equipment into the tailing.Tailings sorting using the following procedure：Grade tailing by hydrocyclone，Grit by magnetic and gravity separation，F(xiàn)ango beneficiation by gravity.Due to the selected tailings contained too much mineral mud lead to premature settlement is difficult to form a suitable pulp density，blockaged tube and ditch.Get success by taking 20 to 25 percent into the sand tin oxide ore，tin ore or veins to be successful，the final output of qualified products - middling product tin.

tailings；utilization；surface mining；drying；magnetic and gravity separation；middling product tin

2015-04-04

TD98

A

1004-4051(2015)12-0070-04