桃林铅锌矿尾砂库资源化综合利用评价

桃林铅锌矿尾砂库资源化综合利用评价

刘慧林1，余姝辰2，周󰀁蕾1，贺秋华1

（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）

ineral resources

摘 要：桃林铅锌矿是我国第一个经全国储委审批的大型铅锌矿床，自清末开始开采，历时１００多年，形成了巨大的

尾砂库。为了掌握桃林铅锌矿尾砂库资源化综合利用状况，首先通过遥感解译、基于尾砂库筑建前与闭库后ＤＥＭ数据，查明了尾砂库的基本情况；其次按市场价格进行了潜在经济评价；最后，根据矿业遗迹与周边的自然、人文景观特

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点，进行了矿山公园评价。研究表明：桃矿尾砂库的地表占地面积为２　２１４　７２６ｍ，库容３　３２１．６２×１０ｍ，尾砂堆存量

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５０８２．０８×１０ｔ；尾砂中有用金属镓的含量为１２．３４　ｇ／ｔ，储量６２７．１３ｔ，潜在经济价值约４．５４亿元；有用矿物萤石的平均含量为５．４６％，储量２７７．４８×１０４ｔ，潜在经济价值约６８．０５亿元；桃矿具备申报国家矿山公园的基本条件与相关要求。

铅锌矿；尾砂库；有用组分；综合利用；矿山公园关键词：

ＴＵ９８６．５　　Ａ　 １００２－５０６５（２０１８）１５－００９１－２中图分类号：文献标识码：文章编号：

Comprehensive utilization evaluation of tailings reservoir in tailing lead-zinc mine

LIU󰀁Hui-lin1,󰀁YU󰀁Shu-chen2,󰀁ZHOU󰀁Lei1,󰀁HE󰀁Qiu-hua1

（１．Ｈｕｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｓｔａｔｉｏｎ，　Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０００７，Ｃｈｉｎａ；２．　Ｈｕｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｌａｎｄ　ａｎｄ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，　Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０００７，Ｃｈｉｎａ）

Abstract: Ｔｈｅ　Ｔａｏｌｉｎ　ｌｅａｄ－ｚｉｎｃ　ｍｉｎｅ，　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ　ｌｅａｄ－ｚｉｎｃ　ｄｅｐｏｓｉｔ　ｔｈａｔ　ｈａｄ　ｂｅｅｎ　ａｐｐｒｏｖｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　

Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｒｅｓｅｒｖｅｓ，　ｗａｓ　ｅｘｐｌｏｉｔｅｄ　ｓｉｎｃｅ　ｔｈｅ　ｌａｔｅ　Ｑｉｎｇ　Ｄｙｎａｓｔｙ．　Ｏｖｅｒ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　１００　ｙｅａｒｓ，　ｉｔ　ｆｏｒｍｅｄ　ａ　ｈｕｇｅ　ｔａｉｌｉｎｇ　ｂａｎｋ．　Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｖａｌｕａｔｅ　ｔｈｅ　ｔａｉｌｉｎｇ　ｂａｎｋ’ｓ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，　ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｆｉｎｄ　ｏｕｔ　ｉｔｓ　ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｓｔａｔｅ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｒｅｍｏｔｅ　ｓｅｎｓｉｎｇ　ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ＤＥＭ　ｄａｔａ（　ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔａｉｌｉｎｇ　ｂａｎｋ）．　Ｗｉｔｈ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓａｍｐｌｉｎｇ　ａｎａｌｙｓｉｓ，　ｕｓｅｆｕｌ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｂａｎｋ　ｈａｄ　ｂｅｅｎ　ｓｔｕｄｉｅｄ．　Ｔｈｅｉｒ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｗｅｒｅ　ｅｖａｌｕａｔｅｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｍａｒｋｅｔ　ｐｒｉｃｅ．　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｍｉｎｉｎｇ　ｒｅｌｉｃｓ，　ｃｉｒｃｕｍｊａｃｅｎｔ　ｎａｔｕｒａｌ　ｌａｎｄｓｃａｐｅ，　ｈｕｍａｎ　ｌａｎｄｓｃａｐｅ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，　ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｅｖａｌｕａｔｅｄ　ｔｈｅ　ｍｉｎｅ　ｐａｒｋ　ａｓ　ｗｅｌｌ．　Ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｎｄｉｃａｔｅｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　Ｔａｏｌｉｎ　ｌｅａｄ－ｚｉｎｃ　ｍｉｎｅ　ｉｓ　２　２１４　７２６ｍ２，　ｉｔｓ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｉｓ　３　３２１．６２×１０４ｍ３，　ｔｈｅ　ｔａｉｌｉｎｇ　ｐｉｌｅ　ｓｔｏｃｋ　ｉｓ　５０８２．０８×１０４ｔ．　Ａｍｏｎｇ　ｔｈｅ　ｔａｉｌｉｎｇｓ，　ｔｈｅ　ｕｓｅｆｕｌ　Ｇａｌｌｉｕｍ’ｓ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　１２．３４ｇ／ｔ，　ｉｔｓ　ｒｅｓｅｒｖｅｓ　ｉｓ　６２７．１３ｔ，　ｉｔｓ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ　ｖａｌｕｅ　ｉｓ　ａｂｏｕｔ　４５４　ｍｉｌｌｉｏｎ　ＲＭＢ．　Ｔｈｅ　ｕｓｅｆｕｌ　ｆｌｕｏｒｉｔｅ　ｍｉｎｅｒａｌ’ｓ　ａｖｅｒａｇｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｓ　５．４６％，　ｉｔｓ　ｒｅｓｅｒｖｅｓ　ｉｓ　２７７．４８×１０４ｔ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ　ｖａｌｕｅ　ｉｓ　ａｂｏｕｔ　６８０５０　ｍｉｌｌｉｏｎ　ＲＭＢ．　Ｔｈｕｓ，　ｔｈｅ　Ｔａｏｌｉｎ　ｌｅａｄ－ｚｉｎｃ　ｍｉｎｅ　ｃａｎ　ｆｕｌｆｉｌｌ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｄｅｃｌａｒｉｎｇ　ａ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｍｉｎｅ　Ｐａｒｋ．

Keywords:　Ｌｅａｄ－ｚｉｎｃ　ｍｉｎｅ；ｔａｉｌｉｎｇ　ｂａｎｋ；ｕｓｅｆｕｌ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ；　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ；　ｍｉｎｅ　ｐａｒｋ

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。

２０１８－０６收稿时间：

刘慧林，生于１９７８年，男，工程师，硕士，研究方向：工作水作者简介：工环地质。

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%。

2018年 8月上 世界有色金属91

M矿产资源

粒径（目）比例（%）

ineral resources

表1  桃矿尾矿颗粒组成表

＞202.86

20-4020.96

40-6032.28

60-8012.89

80-1007.65

100-1205.39

120-1403.63

140-2007.49

＜2006.86

表2  桃林铅锌矿尾砂的矿物构成

矿物名称比例（%）

石英42.31

方解石25.62

萤石5.46

粘土矿物（高岭土、伊利石等）

26.32

闪锌矿0.27

方铅矿0.11

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。

3.2 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。

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＝5082.08×10t×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＝627.13 t×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%。

4

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。

[1]󰀡国土资源部.中国矿产资源报告（2017）[M].北京:地质出版

社,2017:4-5.

[2]󰀡雷力,周兴龙,等.我国铅锌矿资源特点及开发利用现状[J].矿业快

报,2007,461（9）:1-4.

[3]󰀡赵亚辉,毛昌民,等.湖南省矿产资源总体规划（2016-2020）[R].长沙:

湖南省国土资源厅,2016:5-6.

[4]󰀡余德清,刘立,等.湖南省矿山开发状况遥感监测（2017）[R].长沙:湖

南省遥感中心,2017:152-153.

[5]󰀡阎赞,王想,等.尾矿资源化研究在铅锌尾矿中的应用[J].矿产综合利

用,2017（1）:1－5.

[6]󰀡王金超.镓生产工艺及用途[J].土壤通报,2007,38（3）:553－557.[7]󰀡冷阳,高惠民,等.内蒙古某萤石选矿实验研究[J].非金属矿,2008,31

（4）:21－23.

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