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据统计,我国尾矿总量现大约有100亿吨,尾矿数量如此巨大,而且尾矿中含有稀土、有色、黑色、稀贵和非金属矿物等,尾矿对于矿产资源日益缺乏的我国来说是非常宝贵的二次矿产资源。本文研究的主要内容就是尾矿资源量的调查与评价,本文以德兴铜矿一号尾矿库为研究对象。
德兴铜矿位于江西省德兴市泗洲镇境内,矿区面积大约有100km2,是我国目前工业储量最大的斑岩型铜矿区,该矿包括铜厂、富家坞和朱砂红3个矿床,德兴铜矿有丰富的地下矿产资源和伴生矿产资源。德兴铜矿共有大型尾矿库3个,目前已存尾砂大约有2.2亿吨,其中一号尾矿库80年代已闭库,二号尾矿库为事故库,四号尾矿库仍在使用中,四号尾矿库库容现在已有7.8亿m2。一号尾矿库是德兴铜矿最早建成的一个尾矿库,现已复垦,该尾矿库的库容为2400万m2,库内存放尾砂2150万m2。
本论文主要运用地球化学方法,研究德兴铜矿一号尾矿库的资源量,在系统收集与分析矿山发展历史及尾矿堆放情况的基础上,系统部署尾矿样的采集,并进行分析测试,查明尾矿中元素和育用矿物种类,及尾矿中各元素在各采样段的含量,根据分析测试数据,分析尾矿库中尾砂重金属元素的分布、迁移及富集规律,同时根据尾矿库的相关资料及钻孔采样数据,估算尾矿库中重要元素和有用矿物的潜在资源量,并分析评价其潜在的可利用价值,为尾矿资源的综合开发利用提供地球化学依据。
本论文的主要流程:①收集相关资料,野外调查取样;②绘制尾矿库剖面图,并分析元素的分布、迁移、富集规律;③估算尾矿中重要组分的资源量;④对尾矿的潜在资源量进行综合分析评价。
通过对一号尾矿库进行研究,取得的主要认识如下:
(1)尾矿中各组分含量都在同一个数量级别上,总体上尾矿库中不同位置上各组分含量存在一定的差别,根据矿物学分析及粒度分析表明,不同元素含量的差别与尾矿性质有关。
(2)尾矿中各组分之间存在着一定的相关性,像Cu与Mo之间、Pb与Zn之间、Hg与As、Zn之间都存在着较大的正相关性,这也说明这些组分有相似的来源或迁移变化规律,同时也可能导致相似的环境污染。SiO2和Al2O3之间则存在着较大的负相关性,相关度可达+0.872。
(3)尾矿中,主要有价元素Cu在空间上分布不均匀,Cu的分布与排沙口位置有关,排沙口附近,Cu含量较高,远离排沙口方向,Cu含量逐渐降低;Cu的含量与尾砂粒度具有密切关系,Cu含量带为粒度相对较粗的尾砂中;在垂向方向上,Cu高含量位于浅部,尾矿库底部Cu含量最低。
(4)尾矿中各组分含量的变化与粒度有着密切的关系。像Cu、Mo、Zn、Pb、Au、SiO2等组分的含量都随着粒度变粗而增加,随粒度变细含量减低;而Al2O3的分布规律是,随粒度变粗含量减低,随粒度变细含量增高。
(5)尾矿中Cu主要以硫化物形式存在,其次为例子交换态和非晶质铁锰氧化物态。Zn等元素主要以非晶质铁锰氧化物和晶质铁锰氧化物形式存在,占到全量的46%。
(6)尾矿库中Cu元素的平均品位为0.11%,达到了综合利用的品位,属于低品位Cu,通过计算得到尾矿中Cu元素的储量为37000吨。
(7)尾矿中尾砂粒度较细,尾砂的主要成分是SiO2,所占比例高达65.64%,其次是Al2O3,占15.85%,矿物中绢云母占的比例较大,具有综合利用价值。