論鎢礦老尾礦的再開發(fā)利用

林海清

（贛州有色冶金研究所，江西 贛州 341000）

我國鎢礦開采利用已逾百年，在已探明的鎢礦儲量中大部分質(zhì)優(yōu)量大的黑鎢礦床多已近開采晚期，不少已采盡閉坑或即將閉坑。例如，令國人引以為榮的三大鎢礦中的巋美山鎢礦幾近采完；西華山鎢礦早已過盛采期，其鎢精礦年產(chǎn)量由1985年的2 191t減少到2000年的526t，目前，主要靠回采殘礦和邊沿零星礦量維持生產(chǎn)。廣東省許多國營統(tǒng)配鎢礦在20世紀(jì)80年代就已閉坑，全省鎢精礦年產(chǎn)量也由1985年的6902t減少到2001年的3262t［1］。江西省國營統(tǒng)配鎢礦山鎢精礦年產(chǎn)量占全省總產(chǎn)量的比例也由1985年的79％降低至2001年的50％左右［1］，也就是說，占全國鎢精礦產(chǎn)量份額60％以上的江西省，其產(chǎn)量有一半是靠民營小型鎢礦提供。

國土資源部公布的鎢礦資源統(tǒng)計資料顯示：我國已探明的鎢礦儲量若按年消耗儲量WO310萬t計，從2005年算起，鎢儲量的靜態(tài)服務(wù)年限為12年左右，基礎(chǔ)儲量的服務(wù)年限也只有27年左右［2］。說明我國現(xiàn)有鎢礦床，特別是易采選的黑鎢礦床不久將開采殆盡，除了加強地質(zhì)勘探，尋找新的鎢礦資源外，鎢的二次資源開發(fā)利用也顯得十分重要，鎢礦老尾礦的再開發(fā)利用就很有意義了。

1 我國鎢礦老尾礦的現(xiàn)狀

1.1 鎢礦老尾礦保存情況

新中國成立以來，特別是從計劃經(jīng)濟時代的第一個五年計劃開始，我國鎢礦步入正規(guī)化開采期，建設(shè)了一批機械化選礦廠。這些選廠的選礦工藝基本都按照鎢礦通用重選流程［3］設(shè)置，日處理合格礦50t、125t、250t和500t不等；1960年前后，國外設(shè)計的大吉山、西華山和巋美山三座大型重選廠投產(chǎn)，至此，全國鎢礦重選廠都通過搖床選別后，丟棄粒度小于2mm的尾礦。

鎢重選廠都建有專用尾礦庫堆存尾礦。到1985年止，我國僅在國有統(tǒng)配鎢礦山就建有日處理合格礦125t以上的機械化重選廠55座，每座選廠至少建有一個尾礦庫，有的礦山在延長服務(wù)年限后又再建了新的尾礦庫，所以，現(xiàn)有庫容在100萬t以上的鎢重選尾礦庫不少于55個，其中也不乏有大吉山、西華山、巋美山鎢礦庫容大于1 000萬t的大型尾礦庫。就是縣屬地方小型鎢礦和民營小鎢礦因環(huán)保的要求，也都建有許多小尾礦庫貯存尾礦。

由于鎢重選廠的尾礦粒度較粗，它的堆存方式一般多采用尾礦自堆壩，即尾礦庫初期筑成一定高度的基本壩后，采用尾礦逐漸筑成子壩放礦；早期的小型選廠和地方民營小鎢礦也采用一次筑壩后的壩后放礦式貯放尾礦。無論是哪種放礦方式，在尾礦庫內(nèi)都設(shè)有溢流、溢洪井和管道，尾礦庫都比較安全，尾礦也很少外洩流失，故鎢重選尾礦大都保存良好。

1.2 鎢礦老尾礦保存的數(shù)量

鎢礦老尾礦保存的數(shù)量，至今沒有一個很準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。但是，每座國有統(tǒng)配鎢礦山對本單位都應(yīng)該有相關(guān)的資料可查。而且作為鎢礦產(chǎn)品的鎢精礦數(shù)量，每年都有較準(zhǔn)確的統(tǒng)計數(shù)字，由此來推斷尾礦的大概數(shù)量還是可信的。

根據(jù)1985年全國鎢礦的統(tǒng)計資料顯示［4］：江西大吉山、西華山、盤古山、滸坑、鐵山垅等14個鎢選廠，湖南瑤崗仙、湘東、川口等6個鎢選廠和廣東石人嶂、瑤嶺等13個鎢選廠當(dāng)年共計處理出窿原礦607.9萬t，合格礦299.9萬t，合格礦占出窿原礦的49.2％；當(dāng)年這33個鎢重選廠合計生產(chǎn)鎢精礦（含WO365％，下同）3.11萬t，約產(chǎn)出重選尾礦296萬t。以此計算，每生產(chǎn)1t鎢精礦產(chǎn)出重選尾礦約95t。從建立機械化鎢重選廠的1956年起至2004年止的49年期間，1985年是處于中間年代，在此之前處理的原礦品位越往前推就越高，每噸鎢精礦產(chǎn)生的重選尾礦量就越少，在此之后處理的原礦品位越往后推就越低，每噸鎢精礦產(chǎn)生的重選尾礦量就越多，故此，以1985年的統(tǒng)計數(shù)字作為計算的依據(jù)還是較為合適的。在這49年間，全國共生產(chǎn)鎢精礦218.55萬t，扣除以浮選為主生產(chǎn)的白鎢精礦約5％的比例粗略計算，共計生產(chǎn)黑鎢精礦約207.6萬t，由此推算，至2004年底止，全國已堆存有鎢重選尾礦約19720萬t。

2 鎢礦老尾礦再開發(fā)利用價值

2.1 鎢礦重選老尾礦的粒度組成

我國鎢重選廠在重選階段雖然按泥、砂分系統(tǒng)選別，但是礦砂尾礦和礦泥尾礦卻是混合送至同一尾礦庫堆放，故在尾礦庫中尾礦粒度組成是粗細非均勻的。表1就是幾個鎢選廠重選尾礦的粒度組成情況。

表1 幾個鎢選廠重選尾礦粒度組成 ％

表1顯示，鎢重選廠的尾礦粒度組成、WO3含量及其金屬占有率都有基本規(guī)律可循，即：大于0.25mm粒級的產(chǎn)率大，品位較高，金屬占有率較多；0.25～0.074mm粒級不但產(chǎn)率小，品位也最低；而小于0.074mm粒級的產(chǎn)率較小，品位最高，金屬占有率達三分之一。

2.2 鎢重選尾礦WO3及伴生有價金屬元素的含量

據(jù)江西省1983年生產(chǎn)統(tǒng)計資料，大吉山、西華山、盤古山、巋美山、鐵山垅等12個鎢選廠重選尾礦綜合含WO30.057％。以此為依據(jù)，按1956～2004年累計推算的全國鎢重選尾礦總量19 720萬t粗略計算，并結(jié)合表2相關(guān)數(shù)據(jù)及2001年有色金屬工業(yè)年鑒資料［1］，在此期間全國鎢重選尾礦中僅含WO3金屬量約達11～13萬t。

表2 江西一些鎢礦重選尾礦中有色金屬含量

由于與鎢礦伴生的多種有價金屬在原礦中的品位都很低，而且單體解離較晚，大多只從富集在重選毛精礦中開始回收，因此，大部分都丟失在重選尾礦中。在生產(chǎn)時，伴生有色金屬一般都不作金屬平衡，故在重選尾礦中的伴生有色金屬含量也無精確統(tǒng)計。表2是對江西省一些鎢礦的調(diào)查中所獲重選尾礦中伴生有色金屬含量的情況。表2的數(shù)據(jù)顯示，大多數(shù)鎢選廠的重選尾礦中幾種伴生有價金屬合量都超過鎢的金屬量，這就增大了鎢重選尾礦再開發(fā)利用的價值。

全國地方所屬和民營小鎢礦的尾礦無資料可統(tǒng)計，但是，根據(jù)這些鎢礦的入選原礦品位高、一般選礦回收率不足80％的狀況來推斷，它們丟棄的重選尾礦含WO3的品位大概不低于0.1％，而且伴生有價金屬基本沒有回收，均丟失在重選尾礦中，因此這類尾礦的價值就更高。

2.3 堆存鎢重選尾礦有價金屬的分布特點

2.3.1 尾礦庫中有價金屬含量由表層至底層呈從低到高分布

由于鎢礦開采前期的出窿原礦品位高，選礦回收率也是逐漸提高的，因而重選尾礦品位變化也是較有規(guī)律的。表3是江西省鎢選廠重選尾礦綜合品位以及大吉山、西華山重選尾礦品位歷年變化的情況。由表3可以看出：年份越往前，重選尾礦品位就越高，也就是說，堆存在尾礦庫內(nèi)的尾礦WO3含量由表層至底層呈從低到高分布。相應(yīng)，其他伴生有價金屬的分布亦應(yīng)有此規(guī)律。因而，鎢老尾礦的開發(fā)利用由表層到深層，價值就越來越高。

表3 鎢重選尾礦WO3品位歷年變化情況 ％

2.3.2 鎢重選尾礦中細泥的有價金屬含量更高

表4 江西主要鎢選廠細泥尾礦中有價金屬品位 ％

表4是江西省各主要鎢選廠細泥尾礦的WO3及幾種伴生有價金屬品位情況。與表2比較可知，在細泥尾礦中WO3及伴生有價金屬的含量更高。

3 鎢礦老尾礦再開發(fā)利用的可能性及選礦方法的探討

3.1 鎢礦老尾礦再開發(fā)利用的可能性

老尾礦開發(fā)利用的價值在于能否較容易和有效地回收其中的有價金屬，而鎢重選尾礦中有價金屬主要分布在大于0.25mm和小于0.074mm粒級，只要選擇合適的選礦工藝是可以得到回收的。

對于大于0.25mm粒級而言，由于粒度較粗，有價金屬礦物貧連生體經(jīng)過再磨處理后可選性還是較好的。

西華山鎢礦曾對作為丟棄的粗粒搖床尾礦進行過再磨再選的回收試驗，結(jié)果是肯定的。試料是一段水力分級機一室沉砂搖床尾礦，粗粒搖床尾礦的粒度組成及WO3金屬分級如表5所示，粗粒搖床尾礦的WO3主要集中在大于0.48mm粒級。這種尾礦在試驗室磨細至小于0.3mm占86％后，用450mm×1 000mm搖床選別，試驗結(jié)果如表6所列。結(jié)果表明：粗粒搖床尾礦再磨再選還是有效的，雖然搖床精礦品位只有2.06％，但是，富集比已近44，丟棄79％的低品位尾礦，精礦和中礦合計的回收率達66.8％，這給進一步處理提供了基礎(chǔ)。試驗初步說明重選尾礦粗粒再磨再選是可行的。

表5 粗粒搖床尾礦粒度組成 ％

表6 粗粒搖床尾礦再磨后用搖床選別的結(jié)果 ％

對小于0.074mm的細泥部分來說，離心選礦機粗選、浮選精選的選別工藝亦是可行的。之所以鎢重選尾礦中細泥部分含WO3高，主要是因為在過去的細泥處理中，離心選礦機的作用發(fā)揮不夠：一是，當(dāng)時該設(shè)備只能間斷作業(yè)；二是，離心選礦機的富集比較低，其所獲粗精礦的精選工藝不理想，微細粒有價金屬礦物往往會得而復(fù)失?，F(xiàn)在，隨著連續(xù)給礦離心選礦機的問世和設(shè)備大型化、應(yīng)用螯合捕收劑為特點的鎢礦浮選工藝的不斷完善，采用離心選礦機-浮選工藝來處理老尾礦中的細泥是可行的。

3.2 鎢重選尾礦再開發(fā)利用的產(chǎn)品方案

直接從重選尾礦中分選得到含WO3大于65％的鎢精礦是不大合適的，不僅增加選礦成本，也會影響選礦回收率。從2007年10月1日開始實行新的YS／T 231—2007《鎢精礦》標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置了Ⅱ類五級品精礦和鎢細泥精礦標(biāo)準(zhǔn)，對WO3含量要求分別為50％和30％，相應(yīng)雜質(zhì)含量也更寬松。這是針對當(dāng)前冶煉技術(shù)水平的提高，可以經(jīng)濟地利用這類原料來生產(chǎn)，也是為了更好地開采利用難、細、雜的鎢礦資源而設(shè)置的。這就給老尾礦資源合理開發(fā)利用提供了有利條件，將鎢重選尾礦利用的產(chǎn)品方案定為鎢精礦Ⅱ類五級品和鎢細泥是可以的。

3.3 鎢重選尾礦再開發(fā)利用的成本問題

從鎢礦床開采利用的生產(chǎn)成本中，大部分是礦石開采費用。20世紀(jì)80年代生產(chǎn)統(tǒng)計資料表明：江西全省各鎢礦綜合的生產(chǎn)成本中，處理每噸出窿原礦的采礦（含掘進、采礦、運輸?shù)茸鳂I(yè)）費用與選礦費用之比是346∶100；同一時期，湖南某中型鎢礦生產(chǎn)成本中這一比例是203∶100；廣東某小型鎢礦的這一比例是223∶100。也就是說，按出窿原礦計的鎢精礦生產(chǎn)成本，采礦費用是選礦費用的2～3倍，生產(chǎn)費用的大部分是礦石的開采。在鎢礦選礦費用中，礦石破碎段的費用一般需占選礦總費用的20％～30％。在老尾礦的再開發(fā)利用中可省卻原料的采礦和破碎費用，處理原料的生產(chǎn)成本相對較低；當(dāng)然，處理尾礦的選礦比遠高于處理出窿原礦。獲得選礦產(chǎn)品的實際成本問題，涉及選擇的處理工藝及設(shè)備，尚不能一概而言。

3.4 鎢尾礦再開發(fā)利用的選礦方法探討

采用螺旋溜槽-離心選礦機（或濕式強磁）為主的粗選工藝、搖床-浮選為主的精選工藝，是一種流程較簡單、能耗較小、成本較低的老尾礦選別方法。筆者初步認(rèn)為按圖1設(shè)置的選礦原則流程應(yīng)該是處理鎢老尾礦可行的選礦工藝。

此工藝的主要特點：一是，充分利用螺旋溜槽粗選可以不分級、不要另行加水、單位處理占地面積小、設(shè)備無需特殊地基處理等特點，經(jīng)過碾磨前、后兩次螺旋溜槽分選預(yù)計可拋棄90％～95％大于0.074mm礦砂尾礦；二是，通過螺旋溜槽分選時自然分級出來的細泥，用離心選礦機或者濕式強磁選（尾礦原料中含白鎢很少和伴生其他金屬價值不高時）粗選，可拋棄90％的細泥尾礦；三是，處理工藝可分區(qū)段進行，粗選區(qū)可設(shè)于尾礦庫區(qū)邊沿處設(shè)置的簡易廠房內(nèi)，處理的粗選尾礦可充填于原老尾礦庫內(nèi)，可節(jié)省基建費用和運輸費用。采用搖床-浮選為主的精選段可就近設(shè)廠或運至已有的鎢選廠處理，亦在此進行伴生有價金屬的綜合回收。

圖1 鎢礦老尾礦選礦原則流程

4 討論與建議

（1）鎢礦老尾礦再開發(fā)利用是一項系統(tǒng)工程。從尾礦資源的保護、開發(fā)利用的經(jīng)濟性和技術(shù)問題的研究，到生產(chǎn)實施和環(huán)境保護是一個完整的系統(tǒng)，從現(xiàn)在起就應(yīng)該引起相關(guān)部門的重視。

（2）必須重視鎢礦老尾礦資源的保護。建議將鎢礦老尾礦列入礦產(chǎn)資源保護范圍，統(tǒng)一由國土資源部門管理，并開始著手對老尾礦資源情況進行調(diào)查，摸清情況，建立檔案，將尾礦原屬礦山的已有的尾礦資料統(tǒng)一歸檔保存；在老尾礦庫區(qū)設(shè)立永久性保護警示牌，禁止隨意挖掘尾礦作他用，防止尾礦資源的流失。

（3）著手開展鎢老尾礦利用的先期試驗研究，列入科研專項，投入必要的資金，進行包括選礦工藝、選礦設(shè)備、經(jīng)濟可行性等在內(nèi)的研究，做好技術(shù)儲備。例如，要實施尾礦的再磨再選，最合適、經(jīng)濟的磨細設(shè)備的選擇就直接關(guān)系到處理的技術(shù)經(jīng)濟效果。曾有報導(dǎo)：“在印度kudremukh，RPI，4/1，1型輥壓機被用于細磨，將粒度分布為75～1 000μm的極硬的鏡面赤鐵礦磨細至50％—75μm?！保?］如果這種設(shè)備在我國開發(fā)研制成功，對鎢老尾礦的再磨再選就具十分重要的意義。

（4）建議選擇1～2個已閉坑或已堆滿的鎢重選老尾礦庫，進行試驗開發(fā)，以積累相關(guān)的資料和經(jīng)驗。

［1］《中國有色金屬工業(yè)年鑒》編委會.中國有色金屬工業(yè)2001年鑒［M］.北京：中國印刷總公司，2001.

［2］孫傳堯.當(dāng)代中國礦物加工技術(shù)與裝備——第十屆選礦年評［M］.北京：科學(xué)出版社，2006：119-130.

［3］林海清.中國鎢礦選礦的百年變遷［J］.中國鎢業(yè)，2007，22（6）：11-15.

［4］當(dāng)代中國有色金屬工業(yè)編委會.新中國有色金屬工業(yè)·鎢鉬工業(yè)［M］.北京：當(dāng)代中國有色金屬工業(yè)編委會，1987.

［5］梁殿印，吳建明，沈政昌，等.選礦設(shè)備評述［J］.有色金屬：選礦部分，2001，（增刊）：165-190.