尾矿库资源调查方法探讨与实践

王洛锋

（洛阳栾川钼业集团股份有限公司，河南 栾川 471500）

尾矿库资源调查方法探讨与实践

王洛锋

（洛阳栾川钼业集团股份有限公司，河南 栾川 471500）

根据尾矿库特点及选厂生产情况，总结归纳了尾矿堆存量调查主要方法、尾矿品位调查主要方法，分析了各类方法适用条件、优缺点。结合某钼钨型尾矿库实际情况开展了尾矿资源调查方法应用实践工作。在该案例中采用生产能力估算法、生产报表统计法、几何计算法等尾矿库调查方法测算某尾矿库堆存尾矿量，利用洛阳铲取样化验法对尾矿钨品位进行调查，最终核定该尾矿库截至2015年6月尾矿堆存总量为2 215.1万t，其中已回收白钨尾矿量为1 029.25万t；未回收白钨的尾矿量为1 185.85万t，钨品位为0.09%，钨金属量为10 618 t。尾矿库资源调查可为尾矿资源二次开发利用评估和方案设计等提供依据。

尾矿库；资源；调查方法；二次开发

0 前言

尾矿资源是金属和非金属矿山废弃物中数量最大、综合利用价值最高的一种资源[1]。在全球尤其是我国矿产资源供应紧张的局势下，开发好、利用好长期累积的大量尾矿是我国矿业可持续发展的必然选择[2-3]。由于历史原因、技术原因，选矿企业可能仅对原矿中的主元素进行选别，未回收其中的共生、伴生成分，随着选矿技术和装备水平的不断提高，尤其是共伴生资源综合回收利用技术的进步，一些矿山企业拟对历史上堆排至尾矿库的尾矿进行回采和二次选别，实现资源的二次开发利用。在尾矿库资源二次开发利用前，应进行尾矿库资源量调查，估算有价矿物资源储量情况，继而进行可行性研究和经济评价，确定尾矿库资源是否具有开发利用价值。

1 尾矿库资源调查方法

尾矿库资源调查的目的主要是通过系列手段或措施调查可用的、待回收的资源量及不可回收的尾矿量，为后期尾矿资源的二次开发利用提供依据。尾矿库调查主要包含两方面内容：一方面调查尾矿库内堆存尾矿的容量；另一方面是调查尾矿库内有益组分的品位或其分布规律。

1.1 尾矿堆存量调查方法

1.1.1 生产报表统计法

生产报表统计法是指在选矿企业生产报表中的排尾数据准确、可靠的情况下，进行库容量调查时可直接引用排尾数据作为堆存尾矿量数据。该方法具有快速、准确、可靠等特点，但它要求必须有可引用数据，对于老选矿企业或不正规的选矿企业可能因缺失或遗失早期的生产数据而无法使用。

1.1.2 几何计算法

对于没有或缺失尾矿堆存量数据的尾矿库，则需要采用几何计算法，计算尾矿库内尾矿堆存量，其主要是依据尾矿库原始地形线、实测现状线等资料，利用水平断面法、DTM法或三维实体模型法等计算尾矿库各级子坝的体积[4-5]。该方法利用几何法计算的尾矿堆存量准确性较高，计算工作量大，而且需要有尾矿库原始地形线和实测的现状线，对于部分已闭库的老尾矿库由于历史原因可能无法获取原始地形线或者原始地形线比例尺过大，这些因素均影响计算结果的准确性。

1.1.3 生产能力估算法

对于无原始地形线的老尾矿库，无法利用上述两方法统计或计算尾矿堆存量，推荐采用生产能力估算法估算尾矿堆存量，其主要原理是根据选矿厂不同阶段设计日处理能力、实际日处理能力、年有效运转天数、精矿产率估算每阶段的堆存尾矿量，然后求和。计算公式为如式（1）。

式中：Q为总堆存尾矿量，t；Ti为第i阶段日处理能力，t/d；Di为第i阶段年有效运作天数，d；γ为精矿产率；n为总阶段数。

该方法计算简单，但需要准确了解每阶段的基本参数，缺点是尾矿堆存量为估算值，准确性较低。1.1.4 尾矿堆存量调查方法比较

尾矿堆存量调查的主要方法有生产报表统计法、几何计算法、生产能力估算法等，各方法适用条件、优点、缺点对比情况见表1。对于建库较早、生产数据缺失、无原始地形线的老尾矿库而言，仅采用一种方法无法计算尾矿堆存量或估算的尾矿堆存量准确性较低，可能需要两种或三种尾矿库调查方法结合起来使用，例如早期的堆存数据采用生产能力估算法估算，后期的数据取值生产报表，同时可以用几何计算法进行整体验证，最终确定较合理的尾矿堆存量，该方法称为尾矿堆存量综合调查法。

表1 尾矿堆存量调查方法对比表Tab.1 Comparativetableoftailingsresourcesinvestigationmethods

1.2 尾矿品位调查方法

1.2.1 生产报表取值法

生产报表取值法是指选矿企业生产报表中不仅有排放尾矿量数据，而且有排放尾矿的品位数据（含已选别和未选别矿物元素品位），在这种情况下，尾矿调查人员可直接从生产报表中取被调查矿物元素的品位值。该方法具有准确、直接、快速、可靠的特点，但生产报表中往往仅有已选别矿物的尾矿品位，无被调查的未选别矿物的品位，这样就无法从生产报表中直接获取想要的品位数据。

1.2.2 尾矿坝面简易取样化验

对于缺失生产报表数据的老选矿企业及仅化验已选别矿物元素的尾矿品位的选矿企业，因无法从生产报表中直接获取想要的品位数据，需要采用其他途径调查尾矿中有益组分的品位，尾矿坝面上简易取样化验尾矿品位是一种简单可行、粗略预计尾矿品位的方法[6]，它是指人工在被调查的尾矿库的坝表面利用取样工具采集若干样品进行化验，以此代表整个尾矿库尾矿品位的方法。该方法简单可行、工作量小，但由于该方法仅取坝面为局部取样，代表性差，化验品位的准确性低，适用于尾矿品位精度要求低的情况。

1.2.3 地质钻机取样化验

地质钻机取样化验是指在尾矿库坝面上布置勘探孔，利用地质钻机钻取尾矿并采集样品化验有益组分品位的方法[7]，该方法具有取样深度大、代表性强的优点，但由于尾矿为松散体，尤其是正在运行的尾矿库尾矿水分较大，取样难度极大，通常需采取护壁措施才能钻取尾矿样，实践证明，地质钻机在尾矿库勘查时易受到施工场地限制、成孔取样难度大、成本高，且在钻进过程中为防止孔壁坍塌而使用的护壁黏土也严重影响样品化验的准确性。

1.2.4 洛阳铲取样化验

洛阳铲取样化验法[8]是一种新的尾矿库调查方法，它既适用于已闭库的尾矿库，也适用于正在运行的尾矿库，同时具有精度高、操作简单、勘探投入小等优点。主要包含以下步骤：子坝坝头部位布设勘探孔与取样；闭库尾矿库坝顶面取样孔的布设和样品采集；尾矿样品化验；子坝尾矿平均品位的确定方法。具体方法可参见文献[8]。

1.2.5 几种品位调查方法比较

尾矿品位调查的主要方法有生产报表取值法、尾矿坝面简易取样化验法、地质钻机取样化验法、洛阳铲取样化验法等，各方法适用条件、优点、缺点对比情况见表2。

表2 尾矿品位调查分析方法对比表Tab.2 Comparative table of investigation and analysis method on tailings grade

2 某钼钨型尾矿库资源调查实践

某尾矿库设计最终堆积标高为1 220 m，总坝高184 m，调查时已堆积至1 172 m，共39级子坝。前期由于技术原因，选矿公司对入选的钼钨矿石仅回收主元素钼，伴生钨随着尾矿排弃至尾矿库；2010年后随着钨选矿技术突破，实现了钼钨资源综合回收，但尾矿库下部仍堆存了大量的尚未回收的白钨资源，该公司从资源综合利用角度出发拟回收利用尾矿库下部的钨资源，由于前期技术资料不完整，需要对尾矿库中的白钨资源进行调查。

2.1 尾矿库堆存量调查

由于该尾矿库缺失早期生产报表数据且无准确的原始地形线，因此，根据选厂的处理能力估算尾矿库早期的堆存量，后期尾矿堆存量从生产报表直接取值，两者合计为尾矿库堆存总量；另外，可根据精度低的原始地形线和现状线利用水平断面法计算尾矿堆存量，以此核验尾矿堆存总量的准确性。根据生产能力、生产报表数据估算的尾矿库截至2015年6月的堆存总量为2 256.6万t，未回收白钨尾矿量为1 188万t，见表3；根据几何法计算的尾矿堆存量为2173.6万t，未回收白钨尾矿量为1183.7万t，见表4。两种估算方法的结果比较接近，生产能力估算法比几何法估算法要略高，其中，尾矿总量高3.7%，未回收白钨尾矿量高0.4%。由于几何法采用的原始地形图比例尺比例过大（1∶10 000），势必影响其估算结果；生产能力估算法同样也存在不确定性的估算误差。因此，取两方法估算结果的平均值作为该库的尾矿堆存量、未回收白钨的尾矿量，分别为2 215.1万t、1 185.85万t，见表5。

表3 根据生产能力、生产报表估算尾矿堆存总量Tab.3 The estimated total tailings quantity according to the production capacity and reports

表4 几何法估算尾矿堆存量Tab.4 The estimated tailings quantity by geometric calculation method

表5 尾矿堆存量Tab.5 The amended total tailings quantity

2.2 尾矿库钨品位调查

由于该尾矿库缺失生产报表数据，早期未化验尾矿钨品位，无法直接获取钨品位数据。简易取样化验法无法满足后续尾矿回收利用可行性分析要求，因此，本方案采用洛阳铲取样化验法分析尾矿中钨品位。

（1）在子坝坝头部位布设勘探孔，采用洛阳铲取尾矿样。该尾矿库共39级子坝，按勘探孔控制间距近似相等的原则在每级子坝坝头布设2～3个勘探孔，采用60 mm的洛阳铲施工勘探孔，每个勘探孔的深度为子坝高度。共布设勘探孔83个，采集样品98个。

（2）根据某同类型已闭库尾矿库坝顶面采集样品化验结果，分析坝顶面纵向钨品位分布曲线见图1，其钨品位趋势线函数关系式为y=1.1×10-5x2-0.001 1x+0.189 0，通过积分计算及确定钨平均品位为：

每级子坝坝头部位的勘探孔代表粗粒区尾矿品位，可近似认为勘探孔位于子坝面1.0 m处，对应的品位WO3'为：

因此，钨平均品位WO3与WO3'粗粒区钨品位之间的关系为=0.978WO3'。

图1 坝顶面纵向钨品位分布曲线Fig.1 The distribution curve of longitudinal scheelite grades on the top bed of tailings pond

（3）尾矿库未回收白钨尾矿资源钨品位。根据该尾矿库坝面位置取样化验分析结果及钨平均品位与粗粒区钨品位之间的关系确定最终的未回收白钨尾矿资源钨品位为0.09%，详见表6。

表6 某尾矿库未回收白钨尾矿资源的钨品位Tab.6 White tungsten grades of the unprocessed scheelite resource in tailings pond

2.3 尾矿资源调查结果

根据上述分析，截至2015年6月该尾矿库尾矿总量为2 215.1万t，其中已回收白钨尾矿量为1 029.25万t；未回收白钨尾矿量为1 185.85万t，钨品位为0.09%，钨金属量为10 618 t（见表7）。

表7 某尾矿库资源调查结果Tab.7 Investigated results for tailings pond

3 结语

（1）根据尾矿库资源分布特点、选厂生产实践，总结归纳了尾矿堆存量调查方法主要有生产报表统计法、几何计算法、生产能力估算法、综合调查法，尾矿库尾矿品位调查方法主要有统计报表取值法、尾矿坝面简易取样化验法、地质钻机取样化验法、洛阳铲取样化验法，分类分析了尾矿库资源量调查方法、尾矿品位调查方法的适用条件、优缺点。

（2）结合某钼钨型尾矿库的实际情况，采用生产能力估算法、生产报表统计法测算尾矿库堆存尾矿量，同时使用几何计算法对尾矿堆存量进行核算，利用洛阳铲取样化验法对尾矿钨品位进行调查，最终核定该尾矿库截至2015年6月尾矿堆存总量为2 215.1万t，其中已回收白钨尾矿量为1 029.25万t；未回收白钨的尾矿量为1 185.85万t，钨品位为0.09%，钨金属量为10 618 t。

尾矿库资源调查可为尾矿资源二次开发利用评估和方案设计、领导决策等提供依据。

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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

王洛锋（1983-），男，河南宜阳人，工程师，主要从事矿山开采、工程爆破研究与管理工作。