尾礦庫(kù)資源調(diào)查方法探討與實(shí)踐

王洛鋒

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

尾礦庫(kù)資源調(diào)查方法探討與實(shí)踐

王洛鋒

（洛陽(yáng)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(kù)特點(diǎn)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(diǎn)。結(jié)合某鉬鎢型尾礦庫(kù)實(shí)際情況開(kāi)展了尾礦資源調(diào)查方法應(yīng)用實(shí)踐工作。在該案例中采用生產(chǎn)能力估算法、生產(chǎn)報(bào)表統(tǒng)計(jì)法、幾何計(jì)算法等尾礦庫(kù)調(diào)查方法測(cè)算某尾礦庫(kù)堆存尾礦量，利用洛陽(yáng)鏟取樣化驗(yàn)法對(duì)尾礦鎢品位進(jìn)行調(diào)查，最終核定該尾礦庫(kù)截至2015年6月尾礦堆存總量為2 215.1萬(wàn)t，其中已回收白鎢尾礦量為1 029.25萬(wàn)t；未回收白鎢的尾礦量為1 185.85萬(wàn)t，鎢品位為0.09%，鎢金屬量為10 618 t。尾礦庫(kù)資源調(diào)查可為尾礦資源二次開(kāi)發(fā)利用評(píng)估和方案設(shè)計(jì)等提供依據(jù)。

尾礦庫(kù)；資源；調(diào)查方法；二次開(kāi)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(jià)值最高的一種資源[1]。在全球尤其是我國(guó)礦產(chǎn)資源供應(yīng)緊張的局勢(shì)下，開(kāi)發(fā)好、利用好長(zhǎng)期累積的大量尾礦是我國(guó)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(duì)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(duì)歷史上堆排至尾礦庫(kù)的尾礦進(jìn)行回采和二次選別，實(shí)現(xiàn)資源的二次開(kāi)發(fā)利用。在尾礦庫(kù)資源二次開(kāi)發(fā)利用前，應(yīng)進(jìn)行尾礦庫(kù)資源量調(diào)查，估算有價(jià)礦物資源儲(chǔ)量情況，繼而進(jìn)行可行性研究和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，確定尾礦庫(kù)資源是否具有開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。

1 尾礦庫(kù)資源調(diào)查方法

尾礦庫(kù)資源調(diào)查的目的主要是通過(guò)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(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。尾礦庫(kù)調(diào)查主要包含兩方面內(nèi)容：一方面調(diào)查尾礦庫(kù)內(nèi)堆存尾礦的容量；另一方面是調(diào)查尾礦庫(kù)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(bào)表統(tǒng)計(jì)法

生產(chǎn)報(bào)表統(tǒng)計(jì)法是指在選礦企業(yè)生產(chǎn)報(bào)表中的排尾數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠的情況下，進(jìn)行庫(kù)容量調(diào)查時(shí)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(diǎn)，但它要求必須有可引用數(shù)據(jù)，對(duì)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(wú)法使用。

1.1.2 幾何計(jì)算法

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

1.1.3 生產(chǎn)能力估算法

對(duì)于無(wú)原始地形線的老尾礦庫(kù)，無(wú)法利用上述兩方法統(tǒng)計(jì)或計(jì)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(jì)日處理能力、實(shí)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(jì)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(jì)算簡(jiǎn)單，但需要準(zhǔn)確了解每階段的基本參數(shù)，缺點(diǎn)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(bào)表統(tǒng)計(jì)法、幾何計(jì)算法、生產(chǎn)能力估算法等，各方法適用條件、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)對(duì)比情況見(jiàn)表1。對(duì)于建庫(kù)較早、生產(chǎn)數(shù)據(jù)缺失、無(wú)原始地形線的老尾礦庫(kù)而言，僅采用一種方法無(wú)法計(jì)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(kù)調(diào)查方法結(jié)合起來(lái)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(bào)表，同時(shí)可以用幾何計(jì)算法進(jìn)行整體驗(yàn)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(duì)比表Tab.1 Comparativetableoftailingsresourcesinvestigationmethods

1.2 尾礦品位調(diào)查方法

1.2.1 生產(chǎn)報(bào)表取值法

生產(chǎn)報(bào)表取值法是指選礦企業(yè)生產(chǎn)報(bào)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(bào)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(diǎn)，但生產(chǎn)報(bào)表中往往僅有已選別礦物的尾礦品位，無(wú)被調(diào)查的未選別礦物的品位，這樣就無(wú)法從生產(chǎn)報(bào)表中直接獲取想要的品位數(shù)據(jù)。

1.2.2 尾礦壩面簡(jiǎn)易取樣化驗(yàn)

對(duì)于缺失生產(chǎn)報(bào)表數(shù)據(jù)的老選礦企業(yè)及僅化驗(yàn)已選別礦物元素的尾礦品位的選礦企業(yè)，因無(wú)法從生產(chǎn)報(bào)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(jiǎn)易取樣化驗(yàn)尾礦品位是一種簡(jiǎn)單可行、粗略預(yù)計(jì)尾礦品位的方法[6]，它是指人工在被調(diào)查的尾礦庫(kù)的壩表面利用取樣工具采集若干樣品進(jìn)行化驗(yàn)，以此代表整個(gè)尾礦庫(kù)尾礦品位的方法。該方法簡(jiǎn)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(yàn)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(yàn)

地質(zhì)鉆機(jī)取樣化驗(yàn)是指在尾礦庫(kù)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(yàn)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(diǎn)，但由于尾礦為松散體，尤其是正在運(yùn)行的尾礦庫(kù)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(shí)踐證明，地質(zhì)鉆機(jī)在尾礦庫(kù)勘查時(shí)易受到施工場(chǎng)地限制、成孔取樣難度大、成本高，且在鉆進(jìn)過(guò)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(yàn)的準(zhǔn)確性。

1.2.4 洛陽(yáng)鏟取樣化驗(yàn)

洛陽(yáng)鏟取樣化驗(yàn)法[8]是一種新的尾礦庫(kù)調(diào)查方法，它既適用于已閉庫(kù)的尾礦庫(kù)，也適用于正在運(yùn)行的尾礦庫(kù)，同時(shí)具有精度高、操作簡(jiǎn)單、勘探投入小等優(yōu)點(diǎn)。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(kù)尾礦庫(kù)壩頂面取樣孔的布設(shè)和樣品采集；尾礦樣品化驗(yàn)；子壩尾礦平均品位的確定方法。具體方法可參見(jiàn)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(bào)表取值法、尾礦壩面簡(jiǎn)易取樣化驗(yàn)法、地質(zhì)鉆機(jī)取樣化驗(yàn)法、洛陽(yáng)鏟取樣化驗(yàn)法等，各方法適用條件、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)對(duì)比情況見(jiàn)表2。

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

2 某鉬鎢型尾礦庫(kù)資源調(diào)查實(shí)踐

某尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)最終堆積標(biāo)高為1 220 m，總壩高184 m，調(diào)查時(shí)已堆積至1 172 m，共39級(jí)子壩。前期由于技術(shù)原因，選礦公司對(duì)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(kù)；2010年后隨著鎢選礦技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)了鉬鎢資源綜合回收，但尾礦庫(kù)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(kù)下部的鎢資源，由于前期技術(shù)資料不完整，需要對(duì)尾礦庫(kù)中的白鎢資源進(jìn)行調(diào)查。

2.1 尾礦庫(kù)堆存量調(diào)查

由于該尾礦庫(kù)缺失早期生產(chǎn)報(bào)表數(shù)據(jù)且無(wú)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(kù)早期的堆存量，后期尾礦堆存量從生產(chǎn)報(bào)表直接取值，兩者合計(jì)為尾礦庫(kù)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(jì)算尾礦堆存量，以此核驗(yàn)尾礦堆存總量的準(zhǔn)確性。根據(jù)生產(chǎn)能力、生產(chǎn)報(bào)表數(shù)據(jù)估算的尾礦庫(kù)截至2015年6月的堆存總量為2 256.6萬(wàn)t，未回收白鎢尾礦量為1 188萬(wàn)t，見(jiàn)表3；根據(jù)幾何法計(jì)算的尾礦堆存量為2173.6萬(wàn)t，未回收白鎢尾礦量為1183.7萬(wàn)t，見(jiàn)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(guò)大（1∶10 000），勢(shì)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(kù)的尾礦堆存量、未回收白鎢的尾礦量，分別為2 215.1萬(wàn)t、1 185.85萬(wàn)t，見(jiàn)表5。

表3 根據(jù)生產(chǎn)能力、生產(chǎn)報(bào)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(kù)鎢品位調(diào)查

由于該尾礦庫(kù)缺失生產(chǎn)報(bào)表數(shù)據(jù)，早期未化驗(yàn)尾礦鎢品位，無(wú)法直接獲取鎢品位數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)易取樣化驗(yàn)法無(wú)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(yáng)鏟取樣化驗(yàn)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(yáng)鏟取尾礦樣。該尾礦庫(kù)共39級(jí)子壩，按勘探孔控制間距近似相等的原則在每級(jí)子壩壩頭布設(shè)2～3個(gè)勘探孔，采用60 mm的洛陽(yáng)鏟施工勘探孔，每個(gè)勘探孔的深度為子壩高度。共布設(shè)勘探孔83個(gè)，采集樣品98個(gè)。

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

每級(jí)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(duì)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(kù)未回收白鎢尾礦資源鎢品位。根據(jù)該尾礦庫(kù)壩面位置取樣化驗(yàn)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(jiàn)表6。

表6 某尾礦庫(kù)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(kù)尾礦總量為2 215.1萬(wàn)t，其中已回收白鎢尾礦量為1 029.25萬(wàn)t；未回收白鎢尾礦量為1 185.85萬(wàn)t，鎢品位為0.09%，鎢金屬量為10 618 t（見(jiàn)表7）。

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

3 結(jié)語(yǔ)

（1）根據(jù)尾礦庫(kù)資源分布特點(diǎn)、選廠生產(chǎn)實(shí)踐，總結(jié)歸納了尾礦堆存量調(diào)查方法主要有生產(chǎn)報(bào)表統(tǒng)計(jì)法、幾何計(jì)算法、生產(chǎn)能力估算法、綜合調(diào)查法，尾礦庫(kù)尾礦品位調(diào)查方法主要有統(tǒng)計(jì)報(bào)表取值法、尾礦壩面簡(jiǎn)易取樣化驗(yàn)法、地質(zhì)鉆機(jī)取樣化驗(yàn)法、洛陽(yáng)鏟取樣化驗(yàn)法，分類分析了尾礦庫(kù)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(diǎn)。

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

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

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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(yáng)人，工程師，主要從事礦山開(kāi)采、工程爆破研究與管理工作。