某铅锌尾矿库资源评估方法

邹平波 颉保亮 石富军 陈承孟

有色金属华东地质勘查局，江苏省南京市 210007

矿产资源在国民经济发展过程中占有非常重要的地位，我国95%以上的能源和85%的工业原料取自矿产资源。尾矿是在选矿过程中分离出来的脉石、废石及在现有技术条件下无法选别的共生或伴生矿物，是选矿产业中不可避免的产物。尾矿是有待挖潜的宝藏。专家认为，我国矿业循环经济当前的任务就是要开发利用长期搁置的大量尾矿。

在尾矿综合利用中首先考虑的就是从尾矿中回收有价矿物，一方面可以变废为宝，另一方面可以对尾矿实施减量化。目前，国内不少企业对尾矿中的有价矿物进行了回收利用，主要的有价矿物包括：黄铁矿、磁铁矿、铜矿物、铬铁矿、绢云母、白云石等。本文就福建三明某铅锌尾矿库进行资源评估。

1 尾矿库的基本情况

库区地貌属低山丘陵区，南侧为山垅田，总体上为南高北低，植被不甚发育，但汇水面积较大，沟谷常年流水，经漫长的冲刷及剥蚀，形成“U”字形地貌特征，沟谷标高在97米左右，两侧标高大约在115～120米，地势较陡，高差约15～20米。场地范围内上部为第四系形成的冲积淤积和坡残积物，基底为一套前泥盆系（AnD）变质岩层。尾矿库河道长600.0米，河道坡降29.1%，汇水面积0.25km2。

图1 尾矿库平面图

图2 尾矿库剖面图

尾矿初期坝为土坝，坝高17.0m，坝顶宽3.0m，坝外坡比1:2.00，内坡比1:1.80，在内坡面铺设反滤层，内外坡面均干砌石护坡。在初期坝外坡脚处设置一高7.0m，顶宽2.0m，外坡比为1:1.5、内坡比为1：1.0的排渗棱体。初期坝外坡面长有茂盛芦苇，坝外坡面潮湿、渗水，有早期沼泽化现象。后期用尾矿砂逐级堆坝，堆积坝高26.53m，堆积坝总外坡比1:4.3，部分堆积坝外坡面未覆盖种草护坡，坡面受雨水冲蚀有拉拉沟现象。尾矿库排洪系统由断面尺寸为BXH=1.2m×1.2m的钢筋砼排水涵洞、斜槽及Φ500mm水泥涵管，水泥涵管上间隔2.8m开2个Φ100mm圆孔，库内水由2个Φ100mm的圆孔进入排水管、排水斜槽、排水涵洞后排出库外，流入下游的溪河中。尾矿砂从坝左侧排入，独头放矿，沉积滩面不平顺，尾矿沉积滩面较缓。尾矿坝与山坡连接处建有截水沟，截水沟有护砌，但局部堵塞，不畅通。

2 尾矿库的采样和化验

该地区铅锌矿床主要矿石以闪锌矿为主，次为方铅矿、黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿等。据了解，2005年以前该地区选矿厂未添加回收设备，在05年后大部分选矿厂都进行了磁铁矿和磁黄铁矿的回收。

现阶段该尾矿库正在进行清理工作，已经开挖了有6m左右，库区表面基本平整，但选矿结果不是很理想。为了得到该尾矿库成分的按层分布规律，通过钻孔取样来做具体的分析。

2.1 钻孔取样

2011年7月对尾矿库进行了钻孔取样工作。总共钻孔6个，钻孔位置见库区平面图（图1），取样点基本上沿库区的中轴线分布，取样的钻孔直径为100mm，钻孔具体信息如下表。

表1 尾矿库钻孔样基本资料

取样标准为每5m一个样，样长不足5m的也取一个样，将每个样搅拌均匀，然后取少量进行化验。

2.2 样品分析

由于原矿中主要为闪锌矿，方铅矿、黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿等，因此主要对Pb、Zn、Fe、S这四种元素做分析。样品分析的具体的分析结果如表2。

表2 尾矿库钻孔样分析结果

3 尾矿库资源量评估

根据尾矿的分析数据，对该尾矿库的资源量进行初步的评估。

3.1 资源评估对象

以实验室分析对象为准，主要对尾矿库中的硫、铁、铅、锌这几种矿物做初步评估。

3.2 资源量估算方法

3.2.1 库区体积计算方法

由于尾矿都堆积在尾矿库中，尾矿的边界以尾矿库边界为准，因此计算尾矿体积即为计算尾矿库的体积。因为做尾矿库资源评价的比较少，而该尾矿库属于上游式尾矿库，结合库区平面图和剖面图分析，可以尝试恢复库区内的等高线，通过计算闭合等高线的面积来求得尾矿库的几何容积。计算公式如下：

h为闭合等高线之间的垂直距离，V1为第1等高线与第2等高线之间的几何体积，S1为第1等高线的面积，V为尾矿库的几何体积。

在该尾矿库的体积计算中，等高线之间的垂直距离取5m为准，等高线高程分别为133m，128m，123m，118m，113m，108m和103m，根据资料可知，库区的最低处为97m，所以最后的一个高差为6m。库区内封闭曲线的面积可以通过CAD的li命令可以计算出。

3.2.2 库区尾矿品位

根据取样分析结果，按样品的样长和品位加权求得。

其中C为尾矿加权平均品位，Ci为单样品品位，Mi为样长。

3.2.3 尾矿密度

尾矿库的尾矿密度为2.3吨/立方米。

3.2.4 资源量的估算结果

由于尾矿库已经在开采，现在的库顶海拔为133m。根据库内恢复的等高线，分层计算面积，然后根据体积计算方法求得库区的几何体积。

经过计算，该尾矿库尾矿的体积约为18.13万方，结合尾矿密度得到尾矿的质量为41.7万吨。

通过钻孔样的加权求Pb、Zn、S、Fe的品位，算出尾矿库的平均品位为：Pb：0.146%，Zn：0.918%，Fe：28.42%，S：11.92%。由此可以求出尾矿中Pb资源量为608.8吨，Zn资源量为3828吨，Fe资源量为11.85万吨，S资源量为4.97万吨。

4 结语

我国矿产资源的矿产资源特征是贫矿较多，富矿稀少，开发利用难度大。在早期于当时的生产技术条件，大量的早期形成的尾矿库中还有比较丰富的矿产资源，可以及时的开发利用。

通过对该铅锌尾矿库的调查、取样、分析，可以看出在该尾矿库里有黄铁矿和磁铁矿可以回收，可以作为主要的再选矿物，同时该尾矿库中有些层面铅锌品位不错，可以附带进行锌的回收工作。

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