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黄金尾矿的利用
发布时间： 2023-09-20
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中国黄金矿产资源丰富。中国黄金协会发布的 《中国黄金年鉴 2021》显示，近年来中国黄金资源量 逐年稳定增长。按照新资源储量分类，截至 2020 年 底，全国黄金资源量为 14 727. 16 t。随着黄金矿产资 源不断被开发，尾矿量也逐年增长，2019 年、2020 年中 国黄金尾矿产量分别达到2.18亿t和2.10亿t。 虽然近几十年来尾矿资源综合利用一直在进行，但综合 利用率并不高，约为 26 % ，大多数尾矿堆存在尾矿库。尾矿堆存不仅会增加企业生产成本，同时还占用土地， 有着极大的安全环保风险。 2020 年 3 月，应急管理 部、国家发展改革委等八部委联合印发了《 防范化解尾 矿库安全风险工作方案》(应急〔2020〕15 号)，提出原则上尾矿库数量只减不增。这对于尾矿利用率本就较 低的黄金企业来说，未来极有可能面临有矿生产、无库 堆存的窘境。2019 年，国家发展改革委修订发布《 产业结构调 整指导目录(2019 年本) 》 ，在黄金领域，鼓励从尾矿及 废石中回收黄金，以及黄金冶炼有价元素高效综合利 用。2020 年最新修定的《 中华人民共和国固体废物污 染环境防治法》 中明确指出，国家鼓励和支持固体废物 产生单位研究开发固体废物综合利用、集中处置等新 技术，推动固体废物污染环境防治技术的发展;从事固 体废物综合利用等固体废物污染环境防治工作的企 业，依照法律、行政法规规定，享受税收优惠。尽管黄金尾矿的综合利用仍然存在许多难题，但近年来中国黄金行业积极响应国家生态文明建设要求，不断转变 发展方式、优化产业结构，黄金尾矿利用率正在稳步提 升。本文从黄金行业不同提金工艺产生的尾矿类型入手，介绍了金矿石氰化尾渣、金精矿氰化尾渣、堆浸氰化尾渣及浮选尾矿的综合利用，为黄金行业尾矿的处理和利用提供参考。
氰化法是金矿石提金的主要工艺。全泥氰化提金法是指将金矿石全部磨碎泥化制成矿浆( - 0. 074 mm 粒级占 90 % ~ 95 % )，先进行氰化浸出，再进行活性 炭吸附—电解金泥—熔炼提纯。氰化物用量与金浸出率密切相关。由于该工艺中须使用氰化物， 产生大量的氰化尾渣，对环境产生危害。金矿石氰化 尾渣中通常含有可回收的铜、铁、锌、铅等元素，回收的精矿及有价金属回收后的尾渣均可作为资源重新 利用。针对新疆某金矿全泥氰化—炭吸附 提金工艺产生的氰化尾渣进行有价物质铜回收研究， 选用 Na2 SO3 + ZnSO4 作为锌硫矿物的抑制剂、PAC 作为铜矿物捕收剂，采用一粗一精二扫闭路试验流 程，获得的铜精矿铜品位 15. 27 % 、铜回收率 8. 55 % ， 金品位 8. 32 g / t、金回收率 23. 46 % ，实现了金矿石氰化尾渣中铜矿物的综合回收。 以云南某 金银铁多金属氧化矿石氰化尾渣为研究对象，根据其 化学组分、物相组成、粒度分布等分析结果，确定采用分级脱泥—弱磁选—强磁选工艺进行处理;在最佳工 艺条件下，获得了产率为 8. 49 % 、TFe 品位为 64. 15 % 的磁铁精矿和产率为 18. 32 % 、TFe 品位为 52. 57 % 的 褐铁精矿，磁选 TFe 总回收率达到 45. 54 % 。该工艺 实现了氰化尾渣中铁的高效回收利用，资源综合利用 水平得到提升。金矿石中伴生硫元素可作为有价物质进行回收利用。何辉等针对河南某氰化尾渣的特点进行了 试验研究，采用三精两扫的浮选流程，获得了品位为 40. 21 % 、回收率高达 91. 44 % 的硫精矿，并对硫精 矿中金属元素进行除杂处理。从该氰化尾渣中浮选 出的硫精矿，可以作为自制硫酸的原料，充分做到了 资源的二次利用，不仅降低了生产成本，而且对环境 无污染，实现了矿山效益最大化。金矿石氰化尾渣的建材化利用研究成为近年来 的研究热点。长春黄金研究院有限公司对吉林省某 金矿氰化尾渣中矿物赋存形态和污染物组成特性进 行分析研究，开发出了一种大掺量氰化尾渣制备轻集 料生产工艺，经深度净化处理后，产生的轻集料产品 中有害物质和可浸出重金属含量等满足 HJ 1091— 2020 《固体废物再生利用污染物防治技术导则》要求。采用金矿石氰化尾渣为主要原料， 配以膨润土、钠长石、氯化钙、煤粉等辅料，利用高温 氯化焙烧法制备陶粒，为氰化尾渣的建材化应用提供 一定的参考价值。以某全泥氰化尾渣 (主要含石英、长石、硫铁矿) 为原料，通过优化烧结 条件，获得了综合性能较好的陶瓷制品。铁炭微电解工艺现已被广泛研究，用于处理高浓 度有机工业废水、含砷废水、含重金属离子废水等，但目前使用的原料价格较贵，限制了铁炭微电解技术的 推广应用。以氰化尾渣为原料，采用煤基直接还原焙烧技术原位制备铁炭微电解填料，并将其应用于模拟废水的处理，实现“ 以废治废” 的目的。针对难处理金矿一般采用浮选预富集—浮选金精矿预处理—氰化浸出工艺。金精矿氰化尾渣 中金、银品位较高，且通常含有铜、铁、铅等金属元素， 以及硫、硅等非金属元素，所以金精矿氰化尾渣主要 是通过优化尾渣浮选工艺来回收可用金属，提高氰化 尾渣利用效果。通过对某金矿现场工艺和氰化尾渣 组成的全面研究，采用浮选工艺综合回收金精矿氰化 尾渣中铜及金，取得了较好的经济效益，实现了综合 回收的目的。对金精矿氰化尾渣浮选回 收铅、银进行了研究，针对浮选精矿中铅品位较低的问题，采用高矿浆浓度下添加某新型药剂预先搅拌处 理—浮选精矿低浓度再选工艺，有效消除了泡沫发黏 的负面影响，减少泡沫夹带影响，增强了二次富集作 用，提高了精矿质量;该工艺投产后铅精矿品位提高 了 9. 44 百分点，铅回收率提高了 12 百分点，银回收 率提高了 20. 17 百分点，全年增效 90 万元以上，取得 了较好的经济效益。 针对某金精矿氰化 尾渣采用混合浮选、铜硫分离浮选、铜铅分离浮选工 艺处理，产出硫精矿、铜精矿、铅精矿，实现了氰化尾 渣中有价元素的高效综合回收，为低品位多金属氰化 尾渣的综合回收提供技术指导。通过对金精矿氰化尾渣分析可知，金、银品位高 是由于大部分金、银以显微和微细粒状态被包裹在黄 铁矿、砷黄铁矿等硫化矿物中，或部分被脉石矿物包 裹，而通过常规磨矿很难使金、银解离或暴露，因此氰 化浸出指标低，导致氰化尾渣中金、银品位仍然很高。采用两段焙烧法处理浮选精矿氰化尾渣， 可以有效提高尾渣中单体裸露、半裸露自然金的含 量，通过添加混合药剂焙烧及加入助浸剂再磨，极大 提高了金、银的浸出率。 开展了某金精 矿氰化尾渣工艺矿物学研究，查明了尾渣的成分、矿 物相对含量、硫化矿物特征、金的赋存状态及其粒度 特征，并分析了提金工艺存在的问题，提出了优化工 艺的技术措施和有价元素综合利用研究思路，为提高 金精矿氰化尾渣有价金属综合利用提供依据。堆浸工艺是黄金行业重要的提金工艺，该方法适用于低品位矿石大规模处理，经济实用。堆浸流程是对矿石进行破碎，将破碎的矿石铺在高密度聚乙烯或聚氯乙烯膜衬垫上，喷洒硫酸或稀释的氰化溶液等浸出溶剂，将金溶解在母液中，然后通过沉淀、熔炼 / 电解冶炼和吸附法回收金属。 然而，堆浸氰化尾渣不仅会对环境造成污染，而且会对人和动物健康造成威胁 。对青海省滩间山金矿堆浸尾渣进行化 学成分及物相分析，采用浮选—焙烧—氰化—电解工 艺获得了金回收率为70.77 %、含金64.72 g/t 的浮 选精矿。堆浸氰化尾渣资源再利用无需采矿及粗碎 矿石，日处理量可达 150 ~ 200 t，直接经济效益显著。针对云南大理某金矿堆浸尾渣( 金品位 平均 0. 75 g / t 左右，主要以自然金形式存在，部分金 产于泥质中，部分半包裹—包裹于褐铁矿及磁 / 赤铁 矿中，自然金粒度微细，为 0. 003 ~ 0. 03 mm) 在常规 磨矿下金难解离，不利于金浸出率提高的问题，采用 全泥氰化—炭浆提金法进行有价金属金、银的回收， 实现了尾矿资源的二次利用。针对梭罗沟金矿堆浸尾渣存在回收率 低，粒度分布不均匀，细泥含量高的特点，通过对比 3 种不同氰化浸出工艺，最终确定采用堆浸尾渣浮 选—浮选尾矿全泥氰化浸出工艺进行处理，为该堆浸 尾渣资源再利用的生产实践提供了理论依据。对采用原矿破碎—氰化堆浸—活性炭 吸附工艺流程中产生的大量氰化尾渣进行提金工艺 优化，最终获得了金品位为 94. 88 g / t、金回收率为 89. 68 % 的金精矿。该氰化尾渣的回收利用减轻了环境污染，有效提高了资源利用率。长春黄金研究院有限公司针对江西某企业堆浸 尾渣开展了污染物特性分析、产品工艺矿物学考查、 堆浸尾渣无害化及资源化利用等工作，开发出了一种 可行技术，对现有生产工艺进行技术改造。以堆浸尾 渣为原料，无害化淋洗后，通过可行的利用工艺，回收 尾渣中有价物质，降低氰化物含量，分选出的各粒级 砂石经鉴别后，在满足相关环境影响风险评估、产品及 污染控制要求的条件下，可作为建材原料使用。
在金矿处理过程中常采用浮选工艺，富集获得金 精矿，浮选尾矿作为一般工业固体废物处理。由于浮 选尾矿中仍存在有价金属，以及石英、云母、长石等脉 石矿物，浮选尾矿的二次利用对实现资源利用最大化 十分重要。对江西一元公司金矿浮选尾矿进行 工艺矿物学研究，确定了金(品位为0.70 g/t)为主要 回收元素。以多硫化钠为硫化剂，经一粗二精三扫， 最终获得Au品位13.25 g/t、Au回收率57.16 %的 金精矿，为浮选尾矿综合利用提出了新方案。对焦家金矿浮选尾矿进行分级，粗粒级再磨再 选、细粒级再选综合回收工艺，有效提高了尾矿金品 位，带来较好的经济效益，减少了尾矿资源的浪费。钨是一种稀有金属，白钨矿单独成矿少，多为伴 生矿或伴生其他矿物。 开展回收某金 矿浮选尾矿中钨的研究，通过对浮选柱工作参数和药 剂制度进行优化，实现从浮选尾矿中高效回收钨，使 尾矿资源得到了最大程度的利用。对某 金矿浮选尾矿采用一粗两扫五精闭路流程，获得的钨 精矿WO3 品位为43.01 %、WO3 回收率为86.98 %。石英与长石是浮选尾矿中含量较高的非金属矿 物，对其进行分离富集，可创造较大的经济价值并有 效提高资源综合利用率。 对某金矿浮选 尾矿中钾长石和石英进行回收再利用研究，最终获得 K2O品位6.47 %的钾长石精矿和SiO2 品位99.91 % 的石英产品，并用获得的石英进行玻璃烧制试验。该研究可为金矿浮选尾矿的回收利用提供新的思路，金 矿综合利用率达到 84. 13 % 。采用磁选—脱泥—硫酸法处理新疆某 金矿浮选尾矿，获得高品位的铁精矿和石英精矿，回 收率分别达到 43. 40 % 和 70. 54 % ，其中石英精矿可 达到玻璃及陶瓷原料三级品的质量标准;该工艺在该 金矿开始进行半工业试验，可实现较大的经济利益和 较高尾矿综合利用率。 针对辽宁某金矿 浮选尾矿长石与石英伴生紧密且表面有铁质浸染的 问题，通过磁选去除铁，氢氟酸作为活化剂分离长石， 磨矿控制粒度在 0. 33 mm 以下，能够获得产率 39. 36 % ， K2O品位9.62%、K2O回收率57.72%的长石精砂， 且满足陶瓷釉料用长石原料的质量标准。对山东新城金矿浮选尾矿中绢云母回 收工艺进行了优化研究，确定十八胺与煤油作为捕收 剂、硫酸作为调整剂、水玻璃作为抑制剂的药剂组合， 经一粗一扫两精流程处理后，绢云母总回收率达到 65. 84 % 。对太阳坪金矿浮选尾矿进行了 综合回收绢云母的研究，工艺流程为磁选 + 水力旋流 器分级，磁选除铁增加其白度，除铁后的浮选尾矿经 过旋流器分级，最终获得 Al2 O3 品位 23. 27 % 、回收 率 48. 18 % 的绢云母精矿;该工艺综合回收绢云母经 济效益显著，且减少了尾矿排放量，为类似金矿浮选 尾矿综合回收绢云母提供借鉴。此外，黄金尾矿的主要化学成分与传统陶瓷相 似，利用其成分特点制备发泡陶瓷，不仅可以实现尾 矿的资源化利用，提高尾矿的利用率，还可以避免产 生二次污染。以浮选尾矿为主要原料， SiC 作为发泡剂，高温制备发泡陶瓷。基于浮选尾矿的化学组成，研究了浮选尾矿制备水泥混 合材料的可行性。通过对尾矿掺入量的优化，制备水 泥的安定性、凝结时间等满足有关国家标准要求，这 一研究为浮选尾矿建材化利用提供了新方向。 以金矿尾矿为主要原料，粉煤灰等作为辅助 原料进行烧制陶粒的试验研究，通过对烧制条件的摸 索，成功制备了堆积密度为736 kg/m3、筒压强度为 4. 3 MPa、吸水率为 7. 9 % 的陶粒。
中国生态文明建设进入了以降碳为重点的战略 时期，实现减污降碳协同增效。黄金行业尾矿综合利 用一面连接减污，一面连接降碳，值得进行深入研究 和推广。目前，国内不少科研学者对黄金尾矿综合利 用进行了工艺探索和实践，但仍需要进行更加深入的 研究。1)提高黄金尾矿整体利用率，以回收有价金属为主的研究方向，进行大掺量氰化尾渣综合利用研 究，真正达到黄金尾矿减量化与资源化的目的。2)重点关注利用过程中污染物情况，在无害化 基础上，推动减量化和资源化，从污染物赋存状态、迁 移转化规律、去除控制技术方面入手，形成全过程无 害化体系。3)积极推动相关标准、规范建立，尤其是氰化尾 渣在综合利用过程中，无相关环保和产品标准可依， 使得研究成果落地难，落地后污染隐患大。4)改变综合利用研究分散现状，形成合力和体 系，完成集群化和集约化，完善跨区域综合利用协同 推进机制。黄金尾矿的综合利用具有非常广阔的发展前景， 开展尾矿资源回收利用，对缓解黄金资源短缺压力， 延长黄金矿山服务年限具有重要作用。黄金矿山企 业应充分开发黄金尾矿，最大限度使黄金尾矿资源 化、利用化，达到人类、环境、资源和谐及可持续发展， 实现环境效益、经济效益与社会效益的统一。
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