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第5 8 卷 第4 期 有 色 金属 矿山 部分 2 0 0 6 年7 月 探讨提高我国稀土矿山采矿回收率的途径 申蓝 江 中国稀土开发公司 摘 要 我国稀土矿山采矿方法具有多样性。各采矿法不同， 采矿回收率低下有不同的原因， 探讨各种情况 下提高采矿回收率的途径。建议参照安全评价和环保评价的做法， 建立采矿回收率的监督机制， 实行强制监督 管理保护稀土资源。 关键词 稀土矿开采采矿方法 回收率 我 国稀土行业经过几十年的发展 ， 有 了很大进 步， 2 0 0 4年矿产 品产量 达 R E O 9 8 3 1 0 t 。但 总体 上， 稀土行业仍停 留在靠物 质资源的高投入 ， 高消 耗， 不协调 ， 难循环 ， 低效率 的状态。特别是开采环 节， 资源浪费非常严重， 采矿回收率很低。上世纪 8 0年代 ， 我国稀土储量约占世界稀土储量的 7 0 ％ ～ 8 0 ％。二十几年来 ， 由于世界各国稀土探明储量 的 增长和我国开采量增大， 浪费严重等诸多原因， 目前 我国稀土保有储量约2 7 0 0万 t ， 占世界稀土保有储 量 8 8 0 0万 t 的 3 5 ％左右。因此探究提高采矿回收 率， 提高资源利用率的方法十分必要和迫切。 1 稀土矿 山采矿 方法的 多样性 我国稀土矿 山总的数量不多 ， 但 由于资源赋存 条件的差异， 采矿方法种类非常丰富， 主要有传统的 露天采矿法 、 地下采矿法 、 原地浸出采矿法和水力采 矿方法 包括采砂船采矿法 。这种采矿方法 的多 样性在其它冶金和有色金属矿山中是不多见的。 1 原地浸出采矿方法 南方离子矿模式 。原 地浸出采矿方法主要用于南方离子 型稀 土矿 的开 采。离子型稀土矿是我 国特有的一种稀土矿类型 ， 富含 中重稀土 ， 资源十分宝贵。主要分布在江西龙 南 、 寻邬 ， 广东平远 ， 湖南江华等地。离子型稀土矿 赋存于丘陵山地表层浅部 火成岩风化壳 内， 属火成 岩风化淋积型矿床。其共同特点是 ①绝大多数矿 床赋存于当地侵蚀基准面以上； ②矿体厚度 2～ 1 0 m， 平均厚度 5～ 6 m， 履盖层厚0～ 4 m； ③厚矿品 位很低， 一般 R E O 0 ． 1 ％ ～ 0 ． 2 ％； ④矿石呈砂土状， 渗透性较好 ， 但随粘土矿物含量不同， 渗透系数变化 较大 ； ⑤在剖面上具有分层结构 ， 自上而下分为残积 申蓝江高级工程 师北京1 0 0 8 1 4 层 、 半风化层 、 微风化层和基岩， 稀土矿体大多埋藏 于风化壳 的上 、 中部 。 针对南方稀土矿 的赋存特点 ， 江西赣州冶金研 究所等几个单位经过多年研究 ， 成功试验出一种稀 土矿原地浸出新工艺。 其技术特点为 网井布液、 静渗浸、 封底堵漏、 综 合收液。网井布液是注液井采用优化的井网参数布 置成网格状， 使浸矿盲区减至最小， 实现均匀布液。 静压渗浸是静压条件下连续渗浸矿石。封底堵漏是 当浸 出液沿矿体底板下 风化壳层 或断裂构造泄漏 时， 采用负压钻孑 L ， 实现封底堵漏 ， 或在泄漏点采用 其他措施截流防泄。综合收液是根据不同情况， 采 取自 然收液， 强制收液或二者相结合措施收液。 其采矿工艺流程为 稀土矿体 』 地质勘探求 B级储量 』 矿块划分 』 确定工艺类型 I t 矿块设计与工程布置 ’ 浸矿工程与收液工程 』 注液井浸矿 』 收集浸 出母液 』 回填 该种采矿方法， 在试验矿体 ， 采矿 回收率 7 0 ％ 维普资讯 第 4期 申蓝江 探讨提高我国稀土矿山采矿回收率的途径 5 左右 ， 盲区损 失率 8 ％ ， 浸 出率 按浸 出稀土量 计算 8 8 ％ ， 按尾矿品位计算为 9 2 ％。 2 露天采矿方法 包头白云鄂博模式 。包头 白云鄂博矿 ， 是我国也是世界最大的稀土矿山， 稀土 与铁铌等元素共生的综合矿床。稀土矿分布在该矿 的主、 东、 西 3个铁矿体 ， 东部接触带和主 、 东矿体下 盘的稀土 白云岩 中。1 9 8 3年经 国家储委批准工业 储量 5 7 3 8万 t ， 平均品位 6 ． 0 1 ％ ， 其中主矿体平均 品位 6 ． 1 8 ％ ， 东矿体平均品位 5 ． 7 0 8 ％。主 、 东矿稀 土矿化强烈， 萤石化 白云岩稀土含量最高 ， 铁矿化 白 云岩次之， 稀土含量有增高趋势。其它矿区， 如东矿 上下盘 白云岩 、 西矿 区、 东介勒格勒和都拉哈矿区虽 远景储量较大， 但其稀土品位平均都在 3 ％ 以下 。 白云鄂博矿采用传统 台阶式露天采矿方 法开 采。采用穿孔 、 爆破 、 装载和运输流程。采矿设备主 要有 6 m 、 4 m 、 3 m 电铲和 电机车 、 自卸式汽车等。 稀土矿 随铁矿石一起采 出。经过 4 0多年的开发利 用 ， 主、 东矿区已采出铁矿石约 2 ． 3亿 t ， 其中含稀土 氧化物约 1 3 8 0万 t 。近年由于铁矿石市场短缺 ， 开 采量每年已达 9 0 2 0万 t ， 而稀 土市场 的容量非 常 小 ， 全国稀土矿石 R E O 9 8 3 1 0 t 2 0 0 4年 。因此 稀土矿石只有 3 个去处 ①少量进入选矿厂选出稀 土精矿， R E O 约5 万 t 左右； ②含矿体围岩中的稀 土矿， 运至排土场专门贮存； ③含在铁矿石中的稀土 矿， 在选铁后 ， 运至尾矿库专门贮存。 3 地下采矿法 四川稀土矿模式 。四川省的 稀土矿主要分布于攀西地 区， 在凉 山州 的冕宁 、 西 昌、 德昌等 县市， 构成了一个南北长约 3 0 0 k m 的稀 土 资 源 集 中 区。 已 探 明 稀 土 储 量 约 2 4 0 万 t R E O ， 集中分布在冕宁的牦牛坪和德昌县 的大陆 槽。其 中 牦牛坪 1 5 6万 t R E O ， 品位 4 ． 1 4 ％ ～ 5 ． 1 9 ％ ； 大陆槽 7 0万 t R E O ， 品位 1 ％ ～5 ％ 。另 外 ， 三岔河 、 木洛寨等地也探明 4万 t 左右。 牦牛坪稀土矿床居各矿床之首， 矿床 的工业矿 物大部分为氟碳铈矿 ， 次为氟碳钙铈矿 ， 少量硅钛铈 矿 ， 矿石中 8 0 ％R E O在氟碳铈矿内。 牦牛坪矿床位 于川滇南北构造带 西侧 的断裂 上 ， 出露地层主要为第四系坡积、 冲洪积及 山麓塌积 物。矿区东侧有中泥盆统下结 晶灰岩 ， 白云岩零星 分布。 矿体 N N E向走向， 长 2 6 5 0 m， 宽 3 0 0～ 6 0 0 m， 矿 体为平 行脉 状 、 树 枝 状 、 不 规 则 网状 。矿 体倾 向 N WW， 倾角 7 0～8 0 。 ， 倾斜延深 1 0～ 4 0 0 m。 采矿方法为地下采矿法。该矿区最初为露天开 采居多， 后转入地下开采。属群采群挖性质 ， 企业无 开采设计 ， 无整体规划。原矿区企业 8 0多家， 经过 自然淘汰和三次整顿 ， 现有 2 0余家 ， 大多采用人工 和机械化相结合的采矿手段 ， 采富弃贫 ， 浪费资源惊 人。例如， 当地有一些农民拿简单工具 ， 在排土场和 水沟里 ， 挖出一些弃矿和尾矿 ， 进行 筛选 ， 每 日可得 4 0～ 5 0 k g稀土精矿 ， 卖到选矿厂。 4 水力采矿法 海滨砂矿模式 。我国稀土海 滨砂矿， 主要分布于广东海南海滨区， 成矿物质花岗 岩 、 片麻岩及混合岩 ， 形成于第 四纪 。矿体形状及产 状为层状 ， 矿石类型为砂矿 ， 矿物成分为独居石 、 磷 钇矿 、 锆石 、 金红石 、 钛铁 矿、 钽铌铁矿 ， 品位 1 ％ ～ 3 ％。多为大型矿床。以广东南山海稀土矿为代表。 该类矿床 ， 多为水力开采。采用水枪采矿 ， 用泵 输至选厂 ， 也有用采砂船采矿的矿 山。但 由于海滨 砂矿产品多为独居石和磷钇矿 ， 由于市场的原因， 独 居石和磷钇矿需求量少， 因此 ， 以水力采矿方法开采 的海滨砂矿大多已经停产， 以锆石 、 金红石、 钛铁矿 ， 钽铌铁矿为主要产品的矿 山仍在小规模生产。 2 采矿回收率低的原因和提 高的途径 2 ． 1 原地浸出采矿法 南方离子矿 1 存在的问题。①由于矿体实际赋存条件的 复杂性 ， 矿体埋于地下 ， 即使勘探等级达到 B级 网 度 2 5 m 2 5 m ， 也无法准确掌握矿体 形状， 实际盲 目区很大； ②矿体围岩的地质情况也很复杂， 如隔水 层、 裂隙 、 断层 、 粘土层涌透性 等因素直接影响溶浸 液的流向及渗透性 。在近几 年的开采实践中， 溶液 的泄漏事件时有发生， 污染环境 ， 降低了溶浸液的回 收率和采矿回收率； ③长期稀土矿价格低迷， 限制了 稀土矿开采资金的投入 ， 同时也很难在生产勘探上 投入较多资金 。多个采点的实际情况表明 ， 采矿综 合 回收率不足 5 0 ％。 2 提高采矿回收率的途径。①应坚持提高对 预采矿体的地质勘探程度 ， 对矿体形状 、 地质构造 、 矿体和围岩渗透性有更准确和科学地判断； ②探采 结合。将布液孔和布液井 同生产勘探结合起来 ， 对 布液孔和布液井所得地质信息 ， 建立数据库 ， 对其进 行数据分析、 指导和修改采矿设计； ③加强对复杂矿 体类型的原地浸出采矿试验的研究。 2 ． 2 露天采矿方法 白云鄂博模式 1 存在的问题。①由于白云鄂博矿稀土储量 巨大 ， 大部分短期 内不能使用 ， 观念上不重视 ， 管理 下转第 1 3页 维普资讯 第 4期 张家书 凡 口铅锌矿矿石特高品位界限值确定方法的探讨及意义 l 3 4 H值 的意义 在生产实践 中， H值实际上是在 既定生产条件 下 ， 用来调节平均品位准确性的工具。从概率分布 函数的观点看 ， H值是在给定信度条件下， 小概率事 件或偶然事件出现的下限值， 超过这个界限的品位代 表性差， 可信度低， 必须进行处理。理论 上小概率事 件或偶然事件 ， 有 的从局部看是符合实际情况的， 但 因超过 H值， 对块段平均品位的准确性产生影响 ， 也 必须处理。凡口矿虽然为品位高、 矿体厚大矿床， 特 高品位对于整个矿床的影响也许不大， 但对某个采场 来说 ， 其对平均品位的影响却很突出， 见表6 。 块段平均品位不准确， 会给生产管理带来一定 的困难。对生产矿山来说 ， H值偏高， 易使计划品位 落空； H值偏低 ， 能使矿山获得较 多计划外利润 ， 且 易掩盖矿山生产管理方面的不足。因此 ， 如何 合理 确定生产矿山的 H值是相当重要的， 应该引起地质 人员的重视 。H值的确定通常有经验公式法 、 经验 倍数法 、 品位累计频率法等 ， 经过国内一些矿山的实 践 ， 采用数理统计法确定 H值更为合理 ， 更符 合实 际。因此， 本文针对凡 口矿实际情况 ， 对如何合理确 定凡口矿 P b 、 z n 的 H值提出自己一点看法， 希望能 对今后的储量计算工作有一定的帮助， 不当之处请 同行指正 参 考 文 献 1 李公时， 谢 国柱 ． 数学地质教程． 长沙 中南工业大学出版社 2 刘璋温， 戴树 寿， 方开泰． 概率论浅说． 北京 科学出版社 3 徐楚明． 生产矿山重新确定特高品位 界线值 H 的实践． 矿 山地 质， 1 9 8 4 ， 1 4 5～ 4 7 口 【 上接第 5页 上不严格 ， 实际丢弃稀土矿 无论是 围岩 和尾矿 中 的稀土矿 仍很严重 ， 稀土矿实际利用率仅有 5 ％ ～ 6 ％； ②稀土矿物在排土场和尾矿库堆置， 暴露在露 天， 经长年淋沥， 会引起风化和贫化； ③在白云鄂博 根本没有稀土矿采矿回收率和贫化率记录。 2 提高采矿回收率的途径。①加强稀土矿采 矿回收率的科学管理 ， 将稀土矿 和铁矿采矿 回收率 综合考虑， 使之达到综合优化； ②在制定采剥计划 时， 合理安排采剥顺序尽量保护稀土资源； ③战略上 减少 白云鄂博铁矿 的采出量 ， 以进 口矿和新资源代 替； ④对已堆置于排土场 、 尾矿库以及选厂贮料厂的 稀土矿 ， 加强保护措施。 2 ． 3 地下采矿法 四川稀土模式 1 存在问题。①四川稀土矿采矿回收率低下 的主要原因是无序开采， 缺少规划， 处于采矿的初级 阶段； ②根本没有采矿回收率和贫化率的监测机制， 采矿回收率估计仅有 1 0 ％ ～ 2 0 ％； ③严重违反科学 的采矿规律 ， 如井 田的布置 ， 根本不分上盘下盘 。 没 有采矿方法可言； ④缺少现代化采矿设备， 采富弃 贫 ， 废渣 、 废矿乱堆放 ， 压矿现象严重 ， 相邻采矿单位 相互干扰 、 互相牵制。 2 提高采矿回收率途径。①加强管理和规划 四川省在这方面做了许多工作 ， 已有初步成效 ； ②根据矿体赋存条件， 选择合理的采矿方法。如以 四川冕宁矿区为例 ， 其矿体多为脉状及树枝状 ， 而矿 体厚度不大 ， 急倾斜。笔者认为宜用 留矿法或充填 法。若采矿方法不 当， 采矿回收率很难提高 ； ③应加 强对各采矿单位采矿回收率管理监督 。 3 建立监督采矿回收率的机制 综上所述 ， 我国稀土矿 山采矿回收率低 的原因， 其根本原因是管理原因 ， 或者说是管理大于技术原 因。没有强制性 的监督管理 ， 再先进 的技术也难 于 施行。因此， 根据我国矿山的情况 ， 特别是稀土矿山 的情况 ， 笔者认为 ， 应建立带有强制性措施的采矿 回 收率或者是资源利用率监督机制。 我们可以参照安全生产评价和环境保护监督评 价的做法。 1 授予一些经过评审 的单位 如设计院或研 究院以及中介机构 矿山采矿回收率评价资格。 2 由这些机构对矿 山采矿 回收率进行评价。 其中包括 设计 、 基建 、 生产以及闭坑停产等各个环 节。对影响采矿 回收率的技术参数 ， 如边界品位 、 最 低工业品位 、 排土场岩渣含矿品位 ， 最低可采厚度 、 探明储量 、 设计开采储量 、 已采矿量保有储量和销售 量等 ， 进行统计检查、 评价。从而保证采矿回收率的 真实性和相对准确性。 3 对不能达到采矿 回收率最低 要求的企业 ， 坚决关闭 、 整改。从而达到保护资源的 目的。 口 维普资讯