桃林铅锌矿尾砂库资源化综合利用评价

刘慧林，余姝辰，周 蕾，贺秋华

（1.湖南省地质环境监测总站，湖南 长沙 410007；2.湖南省国土资源规划院，湖南 长沙 410007）

铅锌矿产资源是我国的优势矿种，已查明资源储量26345.66×104t[1]，其中铅和锌的金属储量分列世界第2、3位[2]。

湖南素称“有色金属之乡”，铅锌矿产资源相对丰富，资源储量为1845.89×104t[3]，约占全国的7%。目前，我国铅锌选矿厂尾矿产率超过70%。据遥感调查，目前湖南共有尾矿库1570处，其中铅锌矿尾矿库536处，仅花垣县便有70处[4]。

尾矿库具有二次资源特征，阎赞等[5]从铅锌尾矿的再选技术、生产建筑材料、尾矿充填以及尾矿区复垦方面等对我国铅锌尾矿的资源化综合利用进行了探讨。但是，我国的铅锌尾矿综合利用仍然停留在理论或方法研究上，实际应用仅为18.9%左右，与国外60%的综合利用率相差甚远[5]，且主要用于充填、开采和建材。

尾矿库不仅占用土地，破坏植被造成水土流失和扬尘，且铅锌尾矿中硫含量较高，导致矿山尾矿酸化，其废水一旦排泄，将造成严重的环境污染事件和安全隐患。因此，采取适宜方法进行桃林铅锌矿尾砂库资源化综合利用评价，为提高其综合利用能力，加强生态建设，实践循环经济具有重要意义。

1 尾砂库概况

桃林铅锌矿（简称桃矿）位于湘东北。鼎盛时期的八十年代，桃矿采选能力达每年120×104t。

2002年底，由于原有矿区资源濒临枯竭，后备矿区矿石品位低，开采了超过100年的桃矿宣布破产，尾砂坝随即闭库。

2 尾矿特征

2.1 尾砂颗粒组成

桃矿尾砂库不同级别的尾砂粒径测定结果见表1。

桃矿尾沙以细砂为主，粒径大于200目（0.074mm）的颗粒占93.14%，其中大于60目（0.25mm）者占56.10%。

表1 桃矿尾矿颗粒组成表

表2 桃林铅锌矿尾砂的矿物构成

2.2 尾砂的矿物组成

尾砂很多矿物组成，所占重量百分比如表2所示。

可以看出，尾砂中有用矿物包括萤石、闪锌矿、方铅矿等。

其中，萤石含量2%～11%，平均约5.46%，具有利用价值；而闪锌矿、方铅矿的总和仅占总重量的0.38%，在当前经济技术条件下，不具备综合利用的价值。

3 尾砂库的综合利用评价

矿尾砂库可从资源化利用、尾矿再选和矿山公园开发等方面进行资源化综合利用，其中尾矿再选主要针对金属镓和非金属矿物萤石。

3.1 尾矿再选利用

3.1.1 金属镓的回收

随着科学技术的不断发展，Ga的用途正在逐渐拓宽。进入21世纪,电子工业,特别是移动通讯、微型电脑等相关工业的高速发展，Ga的供求关系发生了很大变化。据长江有色金属网提供的镓价格市场行情，目前99.99%的Ga锭市场价格为1000-1070元/Kg。

镓的回收可采用高温煅烧浸出或低温酸性浸出[6]，工艺比较成熟，回收率为70%左右。

前已述及，桃矿尾砂库的堆存量为5082.08×104t，金属镓的12.34g/t，据此计算镓的储量：

镓的储量＝5082.08×104t×12.34g/t＝627.13t

按目前金属镓的市场均价1035元/Kg，以回收率70%，估算回收镓的潜在经济价值：

镓的潜在经济价值＝627.13t×1000×1035元/Kg×70%≈4.54亿元

3.1.2 非金属矿物萤石的回收

萤石是最重要的含氟工业矿物，被列入《全国矿产资源规划（2016-2020年）》的“战略性矿产目录”。萤石应用广泛，据提供的市场行情，目前萤石的市场价格为2650-2800元/t。

萤石矿是一种自然可浮性良好的矿物，据前人研究，萤石矿精矿浮选指标随浮选粒度的粗细呈现规律性的变化[7]。当粒度较粗时，萤石的回收率较高，反之亦然。

桃矿尾砂库中的萤石粒度主要介于20目（0.84mm）-60目（0.25mm）之间，相对较粗，有利于萤石的浮选，回收率可达90%。

3.2 矿山公园开发利用

桃矿北西部的龙潭湖，面积3500亩，湖长4000m，远处山峦重叠，云遮雾障，湖光山色，风景宜人。桃矿东部的6501洞穴全长17多km，面积大于8×104m2，分三层，上下相通，洞洞相连，深险莫测，如入迷宫，规模之大让人叹为观止。

可见，桃矿充分体现了我国矿业发展的历史内涵，矿业遗迹齐全，具备研究价值和科普功能，其自然和人文的双重属性，是游览观赏、科学考察的良好场所。

4 结论

本文对桃林铅锌尾砂库的资源化综合利用进行评价，得出如下结论：

（1）桃矿尾砂库的地表占地面积为2 214 726m2，库容为3 321.62×104m3，尾砂堆存量为5082.08×104t，年均尾砂堆存量为118.19×104t/年。桃矿尾沙以细砂为主，扬尘相对较少，可围绕尾砂库的“砂”进行旅游项目的设计和开发。

（2）尾砂中有用矿物包括萤石、闪锌矿、方铅矿以及含金属元素镓的高岭土等。其中，萤石平均含量约5.46%，镓的含量为12.34g/t，铅、锌、金的含量均很低，分别为0.098%、0.18%和0.13g/t，在当前经济技术条件下，难以通过再选进行综合利用。

（3）桃矿开发历史悠久，矿业开发史籍齐全，是我国著名的、独具特色的矿山。

其典型的成矿模式具有重要研究价值，丰富而完整的矿业遗迹具有较大的保护价值。鉴此，认为桃矿具备申报国家矿山公园的基本条件与相关要求。