敖顺福，崔茂金，石增龙，张长洪，张 贤，洪 武，陈丽昆

(云南驰宏锌锗股份有限公司，云南 曲靖 655011)



会泽铅锌矿资源综合利用技术的实践与应用

敖顺福，崔茂金，石增龙，张长洪，张 贤，洪 武，陈丽昆

(云南驰宏锌锗股份有限公司，云南 曲靖 655011)

会泽铅锌矿为世界罕见的特富铅锌矿产，深部资源开采条件较为复杂，集“水、深、碎、难”于一体，且为复杂难选多金属氧-硫混合矿石。通过采用机械化盘区上向进路充填采矿法为主、机械化盘区下向进路充填采矿法为辅的采矿工艺，有效防止了井下突水水害，成功控制了深井开采地压活动，可靠缓减了深井开采岩爆，提高了采矿作业安全性，实现了资源高效回收；通过采用先硫后氧分段选别主干流程、等可浮-优先浮选原则流程、多碎少磨-阶段磨矿阶段选别工艺流程等多种流程结构并存的综合选矿新工艺，实现了矿石中有用组分的充分回收；构建了以膏体充填和选矿废水处理回用为核心的废弃物处理与资源化利用技术，不仅实现了生产流程废石、尾矿、矿井水、选矿废水及历史遗留尾矿、水淬渣的资源化利用，而且彻底消除了新生高危污染物膏体制备溢流水、选矿废水处理污泥的潜在危害。在生产中取得了采矿回采率98.95%、贫化率6.50%及选矿金属回收率锌95.70%、铅86.35%、银66.01%、锗77.13%，为金属矿山矿产资源综合利用及清洁生产提供了宝贵的经验。

综合利用；环境保护；采选技术；无废矿山；会泽铅锌矿

我国铅锌矿产资源丰富，总体形势较好；但目前我国铅锌工业在生产工艺、技术和生产设备等方面总体相对落后，存在铅锌矿供应保证程度低、矿物综合利用和加工工艺水平低、铅锌产品结构不合理和铅锌工业污染严重等问题[1]。始建于1951年的会泽铅锌矿已形成从规划、设计、建设及生产的全方位、全过程，施行资源高效利用、无废开采、人性化配置等，建成了一座“花园式”的现代化绿色矿山[2]。与此同时，会泽铅锌矿依托科技进步及创新，坚持生产技术革新升级、技术装备改造提升，形成了独具预防性、和谐性、持续性的资源综合利用及清洁生产模式，代表着未来矿业开发利用的发展趋势。矿山曾获得首届全国矿产资源合理开发利用先进矿山企业、全国矿产资源节约与综合利用先进适用技术推广应用示范矿山、国家重点环境保护实用技术示范工程、国家级绿色矿山试点单位等称号。

1 矿山概况

会泽铅锌矿位于云南省东北部，地理坐标为东经103°43′～103°45′E，北纬26°38′～26°40′N，矿区地处云贵高原乌蒙山脉中段，可采矿体位于牛栏江西岸坡地之下。会泽铅锌矿是世界闻名的特富铅锌矿床，铅锌矿体特富且厚大，Pb、Zn平均品位达30%～40%以上，局部高达50%以上，厚度可达30余米；矿石中除高度富集Pb、Zn、Fe、Ag外，还富含Ge、Cd、In、Ga、Ti等稀散金属[3]。会泽铅锌矿地理位置、区位条件、资源禀赋的特殊性，也给该矿山资源开发利用带来了更大的挑战和更高的要求。

2 超深井复杂难采矿床的安全高效采矿技术

2.1 矿床开采条件及面临的采矿难题

会泽铅锌矿区属于长江上游水土保持重点防治区和环境保护区，且开采条件极其复杂。深部矿体开采条件集“水、深、碎、难”于一体，在我国尚无先例[4]。矿床三面环水，矿体与矿区东侧距牛栏江水平距离仅为900m，矿体与充水层、含水层直接接触，水文地质条件复杂，突水水害风险大。矿山深部开采矿体埋藏深度达1600m，在建井深1526m的3#竖井，建成后将成为亚洲第一深井，为国内为数较少的超深井开采矿山之一，井下的提升、通风、排水等难度大；矿岩破碎，矿岩稳定性差，支护、回采等难度大。矿区处云贵高原峡谷地区，原岩应力高，岩爆、采场失稳易发，安全开采难度大。随着开采深度的延伸，各因素的影响更加突出，且相互牵制、相互影响，导致深部资源开采更加困难。

2.2 安全高效的充填采矿技术

随着浅部矿体的逐渐开采耗尽及科学技术的不断发展，井下开采深度正逐年增加，许多矿山逐步进入了深井开采阶段。目前，我国采深度超过600m的矿山有金川集团股份有限公司金川镍矿、水口山有色金属集团有限公司康家湾矿等，采深超过1000m的有铜陵有色金属集团股份有限公司冬瓜山铜矿、深圳市中金岭南有色金属股份有限公司凡口铅锌矿等，其中冬瓜山铜矿采用的采矿方法为阶段空场嗣后充填采矿法、凡口铅锌矿采用的采矿方法为VCR采矿法[5-6]。对于集“水、深、碎、难”于一体的会泽铅锌矿，要实现安全高效开采，在国内尚无成熟的经验可供借鉴。为实现会泽铅锌矿资源的开发利用，矿山先后与北京科技大学、中南大学、长沙矿山研究院等知名科研院所开展了合作攻关，并被纳入国家“十一五”科技支撑计划项目进行重点研究，取得了一系列的科技成果及产业化利用技术。

1980年代末，会泽铅锌矿建立水砂充填系统进行采矿生产应用，由于上部矿体开采结束及深部矿体资源的接替开发，启动了膏体充填的相关试验研究，并于2006年建成膏体充填系统投入生产使用，核心技术深锥浓密制浆、密闭干式水泥添加、超长距离膏体自流输送等在国内外矿山充填技术应用中尚属首例。现形成了以机械化盘区上向进路充填采矿法为主、机械化盘区下向进路充填采矿法为辅的安全高效采矿模式。由于采矿工程主要布置在复杂多变矿体内，且时空变化快，对矿体中中等稳固或中等稳固以上的矿石，采用机械化盘区上向进路充填法采矿，一步骤回采进路上部及左右两帮均为矿石，底板是胶结充填体，相当于巷道掘进；二步骤回采进路顶板为矿石，两帮为胶结充填体，起着矿柱作用支撑顶板，机械化盘区上向进路充填采矿法见图1。对矿体中不稳固和极不稳固矿体采用机械化盘区下向进路充填法采矿，一步骤回采进路的顶板为充填体，两帮和底板为矿石；二步骤回采时，巷道的顶板和两帮均为充填体，底板为矿石，相当于在充填体的掩护下进行采矿作业，有效提高了采矿作业的安全性。且采用了TORO151E及EST-2D电动铲运机、Rocker Boomer 281液压凿岩台车、Sullair螺杆压缩机等国外先进设备，提高了采矿机械化效率。与此同时，矿山建成了非煤矿山安全避险“六大系统”、采场微震监测系统等，以便科学、有效地预防及避免井下作业的不安全因素。由于机械化盘区上向进路充填采矿法与机械化盘区下向进路充填采矿法的联合应用，有效防止了井下突水水害，成功控制了深井开采地压活动，可靠缓减了深井开采岩爆，提高了采矿作业安全性，取得了先进的采矿技术经济指标：采矿回采率98.95%、贫化率6.50%，采矿耗电2.68kg标准煤/t矿、耗水0.02t/t矿；2015年发布的《铅锌行业规范条件(2015)》，要求矿体厚度≥15m、铅锌(当量)品位≥11.5%的混合铅锌矿资源，其回采率≥92%，采矿电耗<6.3kg标准煤/t矿。

从国内外近些年采矿技术的发展趋势来看，寻求安全、可靠、高效的采矿技术已成为矿山生存与发展的必然选择，机械化盘区上向进路充填采矿法与机械化盘区下向进路充填采矿法在会泽铅锌矿的成功应用，不但有效解决了会泽铅锌矿面临的技术难题，而且推动着采矿技术的不断进步，尤其为国内超深井开采又增加了一个可学习、借鉴的模式。

图1 机械化盘区上向进路充填采矿法

3 复杂难选氧硫混合矿的清洁高效选矿技术

3.1 矿石工艺矿物学特征及存在的选矿难题

会泽铅锌矿深部矿体氧硫混合矿中，铅、锌矿物既有硫化物又有碳酸盐矿物，脉石也为碳酸盐矿物，闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、菱锌矿、白铅矿占总矿物量的72.15%，铅的氧化率为27.08%，锌的氧化率为16.13%；闪锌矿呈不规则状产出，常与方铅矿、黄铁矿紧密共生，常沿黄铁矿的裂隙充填、交代，形成复杂的镶嵌关系；方铅矿与闪锌矿、黄铁矿关系密切，常共生，有时沿闪锌矿裂隙充填、交代，常沿黄铁矿晶隙及内部裂隙充填，胶结交代黄铁矿，形成复杂的嵌布关系；黄铁矿主要以不规则状嵌布于脉石矿物中，黄铁矿与方铅矿、闪锌矿关系密切，常被方铅矿、闪锌矿胶结交代形成复杂的镶嵌关系；闪锌矿嵌布粒度相对较粗，方铅矿、白铅矿、菱锌矿、黄铁矿等呈微细不均匀嵌布[7]。因此，由于矿石中有用矿物种类多及含量高、含泥重、嵌布复杂多变、易过粉碎，且部分有用矿物及脉石均为碳酸盐矿物，致使有用矿物的相互解离、分离困难，精矿品质及金属回收率难以提高。

3.2 清洁高效的选矿技术

我国的铅锌矿资源，贫矿多，富矿少，易选矿少，铅锌品位之和多在5%～10%之间，品位高于10%的矿石仅占总储量的15%[8]。类似于会泽铅锌矿特富、复杂的难选氧硫混合多金属矿石，在国内外绝无仅有，对其清洁高效利用也尚无可参考借鉴的成功技术。因此，针对会泽铅锌矿的复杂难选矿石，北京有色金属研究总院、北京矿冶研究总院、广州有色金属研究院、昆明冶金研究院、昆明理工大学等知名科研院所均进行过选矿攻关工作，并取得了不少研究成果，伴随着选矿厂从300t/d→500t/d→800t/d→2000t/d的不断升级改造，相关研究成果的逐步应用及创新，形成了现在特有的清洁高效选矿技术。

目前，2000t/d选矿厂采用先硫后氧分段选别主干流程、等可浮-优先浮选原则流程、多碎少磨-阶段磨矿阶段选别工艺流程等，形成多种流程结构并存的综合选矿新技术(图2)。前段铅锌硫化矿浮选流程，充分利用矿物的可浮性差异，借助等可浮-优先浮选的优势，采用乙基黄药、丁基黄药、乙硫氮、硫酸锌、硫酸铜、石灰等常规清洁高效药剂进行选别，有效减轻了残留药剂对后段铅锌氧化矿浮选的干扰和破坏；铅锌硫化矿选别中混合粗精矿再磨，选择性地提高了连生体矿物的单体解离度，并暴露出矿物新鲜的表面，兼具清洁矿物表面脱药之效，有利于改善矿物浮选分离时与浮选药剂作用的选择性。后段铅锌氧化矿的选别，借助硫化电位控制选别优势，采用十八胺、丁基黄药、硫化钠等常规清洁高效药剂，实现了铅锌氧化矿的不脱泥选别，简化了选别工艺，并强化了铅锌氧化矿的选别；且采用了Sandvik细碎设备、Krebs水力旋流器、Outokumpu高效浓密机等国外先进设备，以确保流程的高效、可靠运行。由于选矿技术及装备的先进适用，在生产中取得了先进的选矿技术经济指标：选矿金属回收率锌95.70%、铅86.35%、银66.01%、锗77.13%，选矿耗电4.40kg标准煤/t矿、耗水3.98t/t矿；2015年发布的《铅锌行业规范条件(2015)》，要求铅品位≥3.6%、铅矿物微细粒嵌布，锌品位≥5.5%、锌矿物细粒嵌布，且呈交代结构构造的铅锌混合矿，其选矿金属回收率锌≥82.5%、铅≥82.0%，选矿电耗<7kg标准煤/t矿。

从国内外近些年的铅锌选矿技术的发展趋势来看，寻求清洁、简单、高效的选矿技术以成为选矿生产企业生存与发展的必然选择，会泽铅锌矿集成了多年的选矿技术要点，实现了传统选矿工艺流程与常规选别药剂的创新应用，最大限度地回收利用了矿石中的有用组分，展示了会泽铅锌矿依靠科技进步促进矿产资源综合利用效益最大化，对其他矿山的选矿生产具有一定的指导与参考意义。

图2 会泽铅锌矿2000t/d选矿厂工艺原则流程

4 废弃物综合利用先进技术

4.1 废弃物的现状及其特点

矿山开采过程中将不可避免的产生数量巨大的废弃物，主要有除尘废气、矿井水、选矿废水、采矿废石、选矿尾砂等，具有点多、面广、量大、复杂的特点，其造成的生态破坏和环境污染非常严重。选矿废水、采矿废石、选矿尾砂为矿山的主要污染源，会对环境造成一定危害[9]。会泽铅锌矿历经半个多世纪建设及生产，除源源不断产生的废弃物之外，还面临大量历史遗留的选矿尾砂、冶炼废渣等，更加重了矿山废弃物的处理与利用难度，若处理不好将危及到矿山的生存与发展。

4.2 废弃物的处理及资源化利用技术

随着矿山环境保护标准的不断提高及科学技术的不断发展，矿山采选生产对生态环境的破坏和影响得到了有效地控制和减少，采矿废石胶结充填技术、尾砂膏体充填采矿技术、选矿废水处理回用技术等得到有效的推广应用，如凡口铅锌矿、南京银茂铅锌矿等。但伴随着产生的膏体制备溢流水、选矿废水处理新生污泥等，大部分直接排放进入尾矿库，易造成资源浪费及再次污染。会泽铅锌矿经过不断的理论研究与实践探索，研发构建了以膏体充填和选矿废水处理回用为核心的废弃物处理与资源化利用技术，并与采矿方法、选矿方法互补形成闭环工艺，实现了废弃物源头控制与末端治理的资源化利用清洁生产(图3)。

在废渣方面，膏体-废石联合充填采矿法的生产应用，一方面将选矿流程生产尾砂、老尾矿库尾砂、老渣库水淬渣进行膏体制备充填利用，另一方面将采矿生产废石不出井回填采空区，实现了选矿流程生产尾砂、采矿生产废石的零外排。在废液方面，采矿废水经处理合格后补充全矿生产用水，剩余部分达标外排，产生的底泥与老尾矿一同供给膏体制备利用。选矿废水及膏体制备溢流水经“pH值调节→混凝沉淀→活性炭吸附→臭氧氧化”水处理系统快速深度处理后循环用作选矿生产用水，实现了选矿废水的零外排，水处理产生的底泥微细粒级含量高，且富含有价金属，最终并入精矿产品过滤后供给冶炼回收有价金属[10]。矿山生活污水经处理合格后用作厂区绿化用水，剩余部分达标外排。在废气方面，选矿厂产尘点经除尘设备强制除尘及通风设施强制通风，产生的收尘进入选矿流程回收有价组分。在废弃物的处理及回用中，产生的废水处理底泥、膏体制备溢流水为新生高危污染物，其处理利用彻底消除后续潜在的污染。膏体充填后不会对地下水质引起污染，并具有吸附作用，使井下水中的重金属含量有所下降，可改善水质，其用于井下充填是安全、可行的[11]。

图3 会泽铅锌矿废弃物的处理及资源化利用的清洁生产工艺流程

从国内外近年来的矿业开发利用来看，历史遗留尾矿、冶炼废渣和生产工艺流程产出的废石、尾矿、冶炼废渣等固体废弃物占用并破坏了大量土地，生产工艺流程产出采矿废水、选矿废水等易造成环境污染，已成为制约企业发展的关键因素之一，会泽铅锌矿废弃物的处理及资源化利用技术，为类似矿山的建设及发展又新增了一可参考、借鉴的模式。

5 结 语

会泽铅锌矿始终坚持科技进步求发展的主线，积极加强和行业的科研院所合作攻关，攻克了一系列技术难题，大幅度提高了矿产资源综合利用水平，创造了较好的资源效益、环境效益、社会效益和经济效益。伴随着会泽铅锌矿矿产资源开发孕育的云南驰宏锌锗股份有限公司，已将会泽铅锌矿矿产资源综合利用的先进技术及成功经验推广应用到整合的矿山，如国内的澜沧老厂铅矿、昭通毛坪铅锌矿、保山勐糯铅锌矿、内蒙古甲乌拉-查干银铅锌铜矿、西藏墨竹工卡铜铅锌矿等的采选生产中，以及国外加拿大塞尔温铅锌矿、玻利维亚扬帆金锑矿等的开发建设中。鉴于此，我国在矿产资源开发利用方面应该从以下几个方面推进矿产资源综合利用，提高发展质量。

1)我国的矿产资源丰富，但人均占有量少，加之大量开采及开采技术参差不齐，使得我国的矿产资源形势不容乐观，推进实施矿产资源综合利用是实现矿业可持续发展的重要先决条件条件。

2)矿产资源的逐渐开采耗竭是必将面临的现实，资源型企业未来的发展，应属于占有矿产资源，并有技术及能力实施资源综合利用及环境保护的企业；目前国内资源利用率低、环境污染严重的矿山须尽快关停，其矿产资源应优先整合给资源综合利用及环境保护方面有实力、有经验的企业。

3)通过开展科技攻关及技术创新，我国的采选技术已得到了长足的发展与进步，矿产资源综合利用水平得到了大幅度提高，与先进发达国家的差距正逐步缩小，故有实力的企业应着力争取控制海外优势矿产资源，重点推进海外矿产资源的开发利用，进一步巩固我国在国际矿业的竞争力。

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The industrial practice and application of resources comprehensive utilization technologies in Huize lead-zinc mine

AO Shun-fu，CUI Mao-jin，SHI Zeng-long，ZHANG Chang-hong，ZHANG Xian，HONG Wu，CHEN Li-kun

(Yunnan Chihong Zn & Ge Co.，Ltd.，Qujing 655011，China)

The grade of lead-zinc ore from Huize mine is extremely high around the world.The deep resource is hard to mine because of the water bearing deep broken orebody，moreover，the resource is a sulfide and oxidation mixed ore which is complicated and difficult to beneficiation.The mainly mining technology of the deep ore body is mechanized upward drift cut and fill method，the secondarily mining technology is mechanized downward drift cut and fill method，which prevented mining water hazards，successfully controlled geostress hazards，reliably avoided rockburst，enhanced the safety of mining，and it effectively recovered the mineral resource.The advanced integrated beneficiation technologies includes the segmented flotation flowsheet with the sulfide minerals first and then oxidation minerals，the iso-floation and differential-flotation flowsheet，the staged grinding and staged concentration flowsheet with more breaking and less milling，so it fully recovered the useful componants.The waste treatment and the resource utilization were built on the treating and recycling of wastewater，and the paste filling.So the waste rock，tailings，mine water and water quenched slag were comprehensive utilized，and also it eliminated the harm of the overflow water of paste production and the sludge of wastewater treatment.The results of industrial practice showed that the recovery and the dilution rate of mining were reached 98.95% and 6.50%，the recoveries of zinc，lead，silver and germanium in concentrator were reached 95.70%，86.35%，66.01% and 77.13%.The industrial practice in Huize lead-zinc mine provides some precious experiences of the comprehensive utilization of mineral resources and cleaner production for researchers and managers.

comprehensive utilization；environmental protection；mining and minerals processing technology；no-waste mine；Huize lead-zinc mine

2016-04-16

国家科技支撑计划资源、环境领域项目资助(编号：2015BAB13B00)

敖顺福(1982-)，男，汉族，云南昭通人，毕业于武汉理工大学矿物加工工程专业，选矿工程师，主要从事选矿技术、矿产资源综合利用的研究及管理工作。E-mail：aoshunfu1982@126.com。

TD98

A

1004-4051(2016)11-102-05