王洛鋒

（洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司，河南 欒川 471500）

尾礦庫資源調(diào)查方法探討與實踐

王洛鋒

（洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司，河南 欒川 471500）

根據(jù)尾礦庫特點及選廠生產(chǎn)情況，總結(jié)歸納了尾礦堆存量調(diào)查主要方法、尾礦品位調(diào)查主要方法，分析了各類方法適用條件、優(yōu)缺點。結(jié)合某鉬鎢型尾礦庫實際情況開展了尾礦資源調(diào)查方法應(yīng)用實踐工作。在該案例中采用生產(chǎn)能力估算法、生產(chǎn)報表統(tǒng)計法、幾何計算法等尾礦庫調(diào)查方法測算某尾礦庫堆存尾礦量，利用洛陽鏟取樣化驗法對尾礦鎢品位進(jìn)行調(diào)查，最終核定該尾礦庫截至2015年6月尾礦堆存總量為2 215.1萬t，其中已回收白鎢尾礦量為1 029.25萬t；未回收白鎢的尾礦量為1 185.85萬t，鎢品位為0.09%，鎢金屬量為10 618 t。尾礦庫資源調(diào)查可為尾礦資源二次開發(fā)利用評估和方案設(shè)計等提供依據(jù)。

尾礦庫；資源；調(diào)查方法；二次開發(fā)

0 前言

尾礦資源是金屬和非金屬礦山廢棄物中數(shù)量最大、綜合利用價值最高的一種資源[1]。在全球尤其是我國礦產(chǎn)資源供應(yīng)緊張的局勢下，開發(fā)好、利用好長期累積的大量尾礦是我國礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇[2-3]。由于歷史原因、技術(shù)原因，選礦企業(yè)可能僅對原礦中的主元素進(jìn)行選別，未回收其中的共生、伴生成分，隨著選礦技術(shù)和裝備水平的不斷提高，尤其是共伴生資源綜合回收利用技術(shù)的進(jìn)步，一些礦山企業(yè)擬對歷史上堆排至尾礦庫的尾礦進(jìn)行回采和二次選別，實現(xiàn)資源的二次開發(fā)利用。在尾礦庫資源二次開發(fā)利用前，應(yīng)進(jìn)行尾礦庫資源量調(diào)查，估算有價礦物資源儲量情況，繼而進(jìn)行可行性研究和經(jīng)濟(jì)評價，確定尾礦庫資源是否具有開發(fā)利用價值。

1 尾礦庫資源調(diào)查方法

尾礦庫資源調(diào)查的目的主要是通過系列手段或措施調(diào)查可用的、待回收的資源量及不可回收的尾礦量，為后期尾礦資源的二次開發(fā)利用提供依據(jù)。尾礦庫調(diào)查主要包含兩方面內(nèi)容：一方面調(diào)查尾礦庫內(nèi)堆存尾礦的容量；另一方面是調(diào)查尾礦庫內(nèi)有益組分的品位或其分布規(guī)律。

1.1 尾礦堆存量調(diào)查方法

1.1.1 生產(chǎn)報表統(tǒng)計法

生產(chǎn)報表統(tǒng)計法是指在選礦企業(yè)生產(chǎn)報表中的排尾數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠的情況下，進(jìn)行庫容量調(diào)查時可直接引用排尾數(shù)據(jù)作為堆存尾礦量數(shù)據(jù)。該方法具有快速、準(zhǔn)確、可靠等特點，但它要求必須有可引用數(shù)據(jù)，對于老選礦企業(yè)或不正規(guī)的選礦企業(yè)可能因缺失或遺失早期的生產(chǎn)數(shù)據(jù)而無法使用。

1.1.2 幾何計算法

對于沒有或缺失尾礦堆存量數(shù)據(jù)的尾礦庫，則需要采用幾何計算法，計算尾礦庫內(nèi)尾礦堆存量，其主要是依據(jù)尾礦庫原始地形線、實測現(xiàn)狀線等資料，利用水平斷面法、DTM法或三維實體模型法等計算尾礦庫各級子壩的體積[4-5]。該方法利用幾何法計算的尾礦堆存量準(zhǔn)確性較高，計算工作量大，而且需要有尾礦庫原始地形線和實測的現(xiàn)狀線，對于部分已閉庫的老尾礦庫由于歷史原因可能無法獲取原始地形線或者原始地形線比例尺過大，這些因素均影響計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.1.3 生產(chǎn)能力估算法

對于無原始地形線的老尾礦庫，無法利用上述兩方法統(tǒng)計或計算尾礦堆存量，推薦采用生產(chǎn)能力估算法估算尾礦堆存量，其主要原理是根據(jù)選礦廠不同階段設(shè)計日處理能力、實際日處理能力、年有效運(yùn)轉(zhuǎn)天數(shù)、精礦產(chǎn)率估算每階段的堆存尾礦量，然后求和。計算公式為如式（1）。

式中：Q為總堆存尾礦量，t；Ti為第i階段日處理能力，t/d；Di為第i階段年有效運(yùn)作天數(shù)，d；γ為精礦產(chǎn)率；n為總階段數(shù)。

該方法計算簡單，但需要準(zhǔn)確了解每階段的基本參數(shù)，缺點是尾礦堆存量為估算值，準(zhǔn)確性較低。1.1.4 尾礦堆存量調(diào)查方法比較

尾礦堆存量調(diào)查的主要方法有生產(chǎn)報表統(tǒng)計法、幾何計算法、生產(chǎn)能力估算法等，各方法適用條件、優(yōu)點、缺點對比情況見表1。對于建庫較早、生產(chǎn)數(shù)據(jù)缺失、無原始地形線的老尾礦庫而言，僅采用一種方法無法計算尾礦堆存量或估算的尾礦堆存量準(zhǔn)確性較低，可能需要兩種或三種尾礦庫調(diào)查方法結(jié)合起來使用，例如早期的堆存數(shù)據(jù)采用生產(chǎn)能力估算法估算，后期的數(shù)據(jù)取值生產(chǎn)報表，同時可以用幾何計算法進(jìn)行整體驗證，最終確定較合理的尾礦堆存量，該方法稱為尾礦堆存量綜合調(diào)查法。

表1 尾礦堆存量調(diào)查方法對比表Tab.1 Comparativetableoftailingsresourcesinvestigationmethods

1.2 尾礦品位調(diào)查方法

1.2.1 生產(chǎn)報表取值法

生產(chǎn)報表取值法是指選礦企業(yè)生產(chǎn)報表中不僅有排放尾礦量數(shù)據(jù)，而且有排放尾礦的品位數(shù)據(jù)（含已選別和未選別礦物元素品位），在這種情況下，尾礦調(diào)查人員可直接從生產(chǎn)報表中取被調(diào)查礦物元素的品位值。該方法具有準(zhǔn)確、直接、快速、可靠的特點，但生產(chǎn)報表中往往僅有已選別礦物的尾礦品位，無被調(diào)查的未選別礦物的品位，這樣就無法從生產(chǎn)報表中直接獲取想要的品位數(shù)據(jù)。

1.2.2 尾礦壩面簡易取樣化驗

對于缺失生產(chǎn)報表數(shù)據(jù)的老選礦企業(yè)及僅化驗已選別礦物元素的尾礦品位的選礦企業(yè)，因無法從生產(chǎn)報表中直接獲取想要的品位數(shù)據(jù)，需要采用其他途徑調(diào)查尾礦中有益組分的品位，尾礦壩面上簡易取樣化驗尾礦品位是一種簡單可行、粗略預(yù)計尾礦品位的方法[6]，它是指人工在被調(diào)查的尾礦庫的壩表面利用取樣工具采集若干樣品進(jìn)行化驗，以此代表整個尾礦庫尾礦品位的方法。該方法簡單可行、工作量小，但由于該方法僅取壩面為局部取樣，代表性差，化驗品位的準(zhǔn)確性低，適用于尾礦品位精度要求低的情況。

1.2.3 地質(zhì)鉆機(jī)取樣化驗

地質(zhì)鉆機(jī)取樣化驗是指在尾礦庫壩面上布置勘探孔，利用地質(zhì)鉆機(jī)鉆取尾礦并采集樣品化驗有益組分品位的方法[7]，該方法具有取樣深度大、代表性強(qiáng)的優(yōu)點，但由于尾礦為松散體，尤其是正在運(yùn)行的尾礦庫尾礦水分較大，取樣難度極大，通常需采取護(hù)壁措施才能鉆取尾礦樣，實踐證明，地質(zhì)鉆機(jī)在尾礦庫勘查時易受到施工場地限制、成孔取樣難度大、成本高，且在鉆進(jìn)過程中為防止孔壁坍塌而使用的護(hù)壁黏土也嚴(yán)重影響樣品化驗的準(zhǔn)確性。

1.2.4 洛陽鏟取樣化驗

洛陽鏟取樣化驗法[8]是一種新的尾礦庫調(diào)查方法，它既適用于已閉庫的尾礦庫，也適用于正在運(yùn)行的尾礦庫，同時具有精度高、操作簡單、勘探投入小等優(yōu)點。主要包含以下步驟：子壩壩頭部位布設(shè)勘探孔與取樣；閉庫尾礦庫壩頂面取樣孔的布設(shè)和樣品采集；尾礦樣品化驗；子壩尾礦平均品位的確定方法。具體方法可參見文獻(xiàn)[8]。

1.2.5 幾種品位調(diào)查方法比較

尾礦品位調(diào)查的主要方法有生產(chǎn)報表取值法、尾礦壩面簡易取樣化驗法、地質(zhì)鉆機(jī)取樣化驗法、洛陽鏟取樣化驗法等，各方法適用條件、優(yōu)點、缺點對比情況見表2。

表2 尾礦品位調(diào)查分析方法對比表Tab.2 Comparative table of investigation and analysis method on tailings grade

2 某鉬鎢型尾礦庫資源調(diào)查實踐

某尾礦庫設(shè)計最終堆積標(biāo)高為1 220 m，總壩高184 m，調(diào)查時已堆積至1 172 m，共39級子壩。前期由于技術(shù)原因，選礦公司對入選的鉬鎢礦石僅回收主元素鉬，伴生鎢隨著尾礦排棄至尾礦庫；2010年后隨著鎢選礦技術(shù)突破，實現(xiàn)了鉬鎢資源綜合回收，但尾礦庫下部仍堆存了大量的尚未回收的白鎢資源，該公司從資源綜合利用角度出發(fā)擬回收利用尾礦庫下部的鎢資源，由于前期技術(shù)資料不完整，需要對尾礦庫中的白鎢資源進(jìn)行調(diào)查。

2.1 尾礦庫堆存量調(diào)查

由于該尾礦庫缺失早期生產(chǎn)報表數(shù)據(jù)且無準(zhǔn)確的原始地形線，因此，根據(jù)選廠的處理能力估算尾礦庫早期的堆存量，后期尾礦堆存量從生產(chǎn)報表直接取值，兩者合計為尾礦庫堆存總量；另外，可根據(jù)精度低的原始地形線和現(xiàn)狀線利用水平斷面法計算尾礦堆存量，以此核驗尾礦堆存總量的準(zhǔn)確性。根據(jù)生產(chǎn)能力、生產(chǎn)報表數(shù)據(jù)估算的尾礦庫截至2015年6月的堆存總量為2 256.6萬t，未回收白鎢尾礦量為1 188萬t，見表3；根據(jù)幾何法計算的尾礦堆存量為2173.6萬t，未回收白鎢尾礦量為1183.7萬t，見表4。兩種估算方法的結(jié)果比較接近，生產(chǎn)能力估算法比幾何法估算法要略高，其中，尾礦總量高3.7%，未回收白鎢尾礦量高0.4%。由于幾何法采用的原始地形圖比例尺比例過大（1∶10 000），勢必影響其估算結(jié)果；生產(chǎn)能力估算法同樣也存在不確定性的估算誤差。因此，取兩方法估算結(jié)果的平均值作為該庫的尾礦堆存量、未回收白鎢的尾礦量，分別為2 215.1萬t、1 185.85萬t，見表5。

表3 根據(jù)生產(chǎn)能力、生產(chǎn)報表估算尾礦堆存總量Tab.3 The estimated total tailings quantity according to the production capacity and reports

表4 幾何法估算尾礦堆存量Tab.4 The estimated tailings quantity by geometric calculation method

表5 尾礦堆存量Tab.5 The amended total tailings quantity

2.2 尾礦庫鎢品位調(diào)查

由于該尾礦庫缺失生產(chǎn)報表數(shù)據(jù)，早期未化驗尾礦鎢品位，無法直接獲取鎢品位數(shù)據(jù)。簡易取樣化驗法無法滿足后續(xù)尾礦回收利用可行性分析要求，因此，本方案采用洛陽鏟取樣化驗法分析尾礦中鎢品位。

（1）在子壩壩頭部位布設(shè)勘探孔，采用洛陽鏟取尾礦樣。該尾礦庫共39級子壩，按勘探孔控制間距近似相等的原則在每級子壩壩頭布設(shè)2～3個勘探孔，采用60 mm的洛陽鏟施工勘探孔，每個勘探孔的深度為子壩高度。共布設(shè)勘探孔83個，采集樣品98個。

（2）根據(jù)某同類型已閉庫尾礦庫壩頂面采集樣品化驗結(jié)果，分析壩頂面縱向鎢品位分布曲線見圖1，其鎢品位趨勢線函數(shù)關(guān)系式為y=1.1×10-5x2-0.001 1x+0.189 0，通過積分計算及確定鎢平均品位為：

每級子壩壩頭部位的勘探孔代表粗粒區(qū)尾礦品位，可近似認(rèn)為勘探孔位于子壩面1.0 m處，對應(yīng)的品位WO3'為：

因此，鎢平均品位WO3與WO3'粗粒區(qū)鎢品位之間的關(guān)系為=0.978WO3'。

圖1 壩頂面縱向鎢品位分布曲線Fig.1 The distribution curve of longitudinal scheelite grades on the top bed of tailings pond

（3）尾礦庫未回收白鎢尾礦資源鎢品位。根據(jù)該尾礦庫壩面位置取樣化驗分析結(jié)果及鎢平均品位與粗粒區(qū)鎢品位之間的關(guān)系確定最終的未回收白鎢尾礦資源鎢品位為0.09%，詳見表6。

表6 某尾礦庫未回收白鎢尾礦資源的鎢品位Tab.6 White tungsten grades of the unprocessed scheelite resource in tailings pond

2.3 尾礦資源調(diào)查結(jié)果

根據(jù)上述分析，截至2015年6月該尾礦庫尾礦總量為2 215.1萬t，其中已回收白鎢尾礦量為1 029.25萬t；未回收白鎢尾礦量為1 185.85萬t，鎢品位為0.09%，鎢金屬量為10 618 t（見表7）。

表7 某尾礦庫資源調(diào)查結(jié)果Tab.7 Investigated results for tailings pond

3 結(jié)語

（1）根據(jù)尾礦庫資源分布特點、選廠生產(chǎn)實踐，總結(jié)歸納了尾礦堆存量調(diào)查方法主要有生產(chǎn)報表統(tǒng)計法、幾何計算法、生產(chǎn)能力估算法、綜合調(diào)查法，尾礦庫尾礦品位調(diào)查方法主要有統(tǒng)計報表取值法、尾礦壩面簡易取樣化驗法、地質(zhì)鉆機(jī)取樣化驗法、洛陽鏟取樣化驗法，分類分析了尾礦庫資源量調(diào)查方法、尾礦品位調(diào)查方法的適用條件、優(yōu)缺點。

（2）結(jié)合某鉬鎢型尾礦庫的實際情況，采用生產(chǎn)能力估算法、生產(chǎn)報表統(tǒng)計法測算尾礦庫堆存尾礦量，同時使用幾何計算法對尾礦堆存量進(jìn)行核算，利用洛陽鏟取樣化驗法對尾礦鎢品位進(jìn)行調(diào)查，最終核定該尾礦庫截至2015年6月尾礦堆存總量為2 215.1萬t，其中已回收白鎢尾礦量為1 029.25萬t；未回收白鎢的尾礦量為1 185.85萬t，鎢品位為0.09%，鎢金屬量為10 618 t。

尾礦庫資源調(diào)查可為尾礦資源二次開發(fā)利用評估和方案設(shè)計、領(lǐng)導(dǎo)決策等提供依據(jù)。

[1] 蘭志強(qiáng)，藍(lán)卓越，張鏡翠.鎢尾礦資源綜合利用研究進(jìn)展[J].中國鎢業(yè)，2016，31（2）：37-42. LAN Zhiqiang，LAN Zhuoyue，ZHANG Jingcui.Research progress on the comprehensive utilization of tungsten tailings [J].China Tungsten Industry，2016，31（2）：37-42.

[2] 李玉鳳，包景嶺，張錦瑞.鐵尾礦資源開發(fā)利用現(xiàn)狀分析[J].中國礦業(yè)，2015，24（11）：77-81. LI Yufeng，BAO Jingling，ZHANG Jinrui.Status analysis of iron tailings comprehensive utilization [J].China Mining Magazine，2015，24（11）：77-81.

[3] 吳偉宏，于銀杰，姜 琳，等.廣西礦產(chǎn)資源綜合利用現(xiàn)狀及對策[J]中國國土資源經(jīng)濟(jì)，2016（1）：24-27. WU Weihong，YU Yinjie，JIANG Lin，et al.Current situation and countermeasureof mineral resources comprehensive utilization in Guangxi Province[J].Natural Resource Economics of China，2016（1）：24-27.

[4] 唐 攀，唐菊興，林 彬，等.傳統(tǒng)幾何法與地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)法在礦產(chǎn)資源儲量估算中的對比分析 [J].地質(zhì)科技情報，2016（1）：156-160. TANG Pan，TANG Juxing，LIN Bin，et al.Comparative research of traditional method and geostati-stical in mineral resource/reserve calculation[J].Geological Science and Technology Information，2016（1）：156-160.

[5] 陳永鋒，吳曉茹，原玉博.基于DTM的露天礦采剝工程量計算方法研究[J].[J].金屬礦山，2010（12）：15-17. CHEN Yongfeng，WU Xiaoru，YUAN Yubo.Research of mining engineering volume calculation method based on DTM for surface mine[J].Metal Mine，2010（12）：15-17.

[6] 張燕紅，徐文松.對洛鉬集團(tuán)所屬尾礦庫的調(diào)查[J].中國鉬業(yè)，2003，27（3）：37-41. ZHANG Yanhong，XU Wensong.The investigation of tailing pond in Luanchuan Molybdenum group co.，ltd [J].China Molybdenum Industry，2003，27（3）：37-41.

[7] 劉加冬，邱 宇，路洪斌.某礦山尾礦庫壩體隱患分析及治理研究[J].西南科技大學(xué)學(xué)報，2015（3）：31-34. LIU Jiadong，QIU Yu，LU Hongbin.Accident potential analysis and management research of tailings pond dam of a mine[J].Journal of Southwest University of Science and Technology，2015（3）：31-34.

[8] 王洛鋒，黃永鋒，李繼濤，等.多金屬尾礦庫資源量調(diào)查方法[J].有色金屬（礦山部分），2016，68（4）：92-96. WANG Luofeng，HUANG Yongfeng，LI Jitao，et al.Resource investigation program in multi-metal tailings pond[J].Nonferrous Metals（Mining Section），2016，68（4）：92-96.

Investigation Methods and Practice for Tungsten Resources in Tailings Reservoir

WANG Luofeng
(Luanchuan Molybdenum Group Co.,Ltd.,Luanchuan 471500,Henan,China)

This paper summarized the major investigation methods for tailings pile stock and tailings grade on the basis of analyzing characteristics of tailings and processing plant.The applicable conditions,advantages and disadvantages for each investigation method were discussed using the tailings pile of a molybdenum and tungsten ore.The tailings stock was determined by pproduction capacity estimation method,production report statistical method and geometric calculation method.As of June 2015,the tailings stock was calculated to be 22 151 000 t,in which the recovered scheelite tailings were 10 292 500 t.The unrecovered tungsten was estimated to be 10 618 t in the 11 858 500 t tailings.The tailings reservoir resource investigation provides favorable basis for the tailing resources'secondary development and utilization evaluation.

tailings pond;resources;investigation methods

TD982；TD219

A

10.3969/j.issn.1009－0622.2017.01.011

2016-09-28

王洛鋒（1983-），男，河南宜陽人，工程師，主要從事礦山開采、工程爆破研究與管理工作。