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黃金尾礦的利用
發(fā)布時間: 2023-09-20
來源:
中國黃金礦產(chǎn)資源豐富。中國黃金協(xié)會發(fā)布的 《中國黃金年鑒 2021》顯示,近年來中國黃金資源量 逐年穩(wěn)定增長。按照新資源儲量分類,截至 2020 年 底,全國黃金資源量為 14 727. 16 t。隨著黃金礦產(chǎn)資 源不斷被開發(fā),尾礦量也逐年增長,2019 年、2020 年中 國黃金尾礦產(chǎn)量分別達(dá)到2.18億t和2.10億t。 雖然近幾十年來尾礦資源綜合利用一直在進(jìn)行,但綜合 利用率并不高,約為 26 % ,大多數(shù)尾礦堆存在尾礦庫。尾礦堆存不僅會增加企業(yè)生產(chǎn)成本,同時還占用土地, 有著極大的安全環(huán)保風(fēng)險。 2020 年 3 月,應(yīng)急管理 部、國家發(fā)展改革委等八部委聯(lián)合印發(fā)了《 防范化解尾 礦庫安全風(fēng)險工作方案》(應(yīng)急〔2020〕15 號),提出原則上尾礦庫數(shù)量只減不增。這對于尾礦利用率本就較 低的黃金企業(yè)來說,未來極有可能面臨有礦生產(chǎn)、無庫 堆存的窘境。2019 年,國家發(fā)展改革委修訂發(fā)布《 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào) 整指導(dǎo)目錄(2019 年本) 》 ,在黃金領(lǐng)域,鼓勵從尾礦及 廢石中回收黃金,以及黃金冶煉有價元素高效綜合利 用。2020 年最新修定的《 中華人民共和國固體廢物污 染環(huán)境防治法》 中明確指出,國家鼓勵和支持固體廢物 產(chǎn)生單位研究開發(fā)固體廢物綜合利用、集中處置等新 技術(shù),推動固體廢物污染環(huán)境防治技術(shù)的發(fā)展;從事固 體廢物綜合利用等固體廢物污染環(huán)境防治工作的企 業(yè),依照法律、行政法規(guī)規(guī)定,享受稅收優(yōu)惠。盡管黃金尾礦的綜合利用仍然存在許多難題,但近年來中國黃金行業(yè)積極響應(yīng)國家生態(tài)文明建設(shè)要求,不斷轉(zhuǎn)變 發(fā)展方式、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),黃金尾礦利用率正在穩(wěn)步提 升。本文從黃金行業(yè)不同提金工藝產(chǎn)生的尾礦類型入手,介紹了金礦石氰化尾渣、金精礦氰化尾渣、堆浸氰化尾渣及浮選尾礦的綜合利用,為黃金行業(yè)尾礦的處理和利用提供參考。
氰化法是金礦石提金的主要工藝。全泥氰化提金法是指將金礦石全部磨碎泥化制成礦漿( - 0. 074 mm 粒級占 90 % ~ 95 % ),先進(jìn)行氰化浸出,再進(jìn)行活性 炭吸附—電解金泥—熔煉提純。氰化物用量與金浸出率密切相關(guān)。由于該工藝中須使用氰化物, 產(chǎn)生大量的氰化尾渣,對環(huán)境產(chǎn)生危害。金礦石氰化 尾渣中通常含有可回收的銅、鐵、鋅、鉛等元素,回收的精礦及有價金屬回收后的尾渣均可作為資源重新 利用。針對新疆某金礦全泥氰化—炭吸附 提金工藝產(chǎn)生的氰化尾渣進(jìn)行有價物質(zhì)銅回收研究, 選用 Na2 SO3 + ZnSO4 作為鋅硫礦物的抑制劑、PAC 作為銅礦物捕收劑,采用一粗一精二掃閉路試驗流 程,獲得的銅精礦銅品位 15. 27 % 、銅回收率 8. 55 % , 金品位 8. 32 g / t、金回收率 23. 46 % ,實現(xiàn)了金礦石氰化尾渣中銅礦物的綜合回收。 以云南某 金銀鐵多金屬氧化礦石氰化尾渣為研究對象,根據(jù)其 化學(xué)組分、物相組成、粒度分布等分析結(jié)果,確定采用分級脫泥—弱磁選—強磁選工藝進(jìn)行處理;在最佳工 藝條件下,獲得了產(chǎn)率為 8. 49 % 、TFe 品位為 64. 15 % 的磁鐵精礦和產(chǎn)率為 18. 32 % 、TFe 品位為 52. 57 % 的 褐鐵精礦,磁選 TFe 總回收率達(dá)到 45. 54 % 。該工藝 實現(xiàn)了氰化尾渣中鐵的高效回收利用,資源綜合利用 水平得到提升。金礦石中伴生硫元素可作為有價物質(zhì)進(jìn)行回收利用。何輝等針對河南某氰化尾渣的特點進(jìn)行了 試驗研究,采用三精兩掃的浮選流程,獲得了品位為 40. 21 % 、回收率高達(dá) 91. 44 % 的硫精礦,并對硫精 礦中金屬元素進(jìn)行除雜處理。從該氰化尾渣中浮選 出的硫精礦,可以作為自制硫酸的原料,充分做到了 資源的二次利用,不僅降低了生產(chǎn)成本,而且對環(huán)境 無污染,實現(xiàn)了礦山效益最大化。金礦石氰化尾渣的建材化利用研究成為近年來 的研究熱點。長春黃金研究院有限公司對吉林省某 金礦氰化尾渣中礦物賦存形態(tài)和污染物組成特性進(jìn) 行分析研究,開發(fā)出了一種大摻量氰化尾渣制備輕集 料生產(chǎn)工藝,經(jīng)深度凈化處理后,產(chǎn)生的輕集料產(chǎn)品 中有害物質(zhì)和可浸出重金屬含量等滿足 HJ 1091— 2020 《固體廢物再生利用污染物防治技術(shù)導(dǎo)則》要求。采用金礦石氰化尾渣為主要原料, 配以膨潤土、鈉長石、氯化鈣、煤粉等輔料,利用高溫 氯化焙燒法制備陶粒,為氰化尾渣的建材化應(yīng)用提供 一定的參考價值。以某全泥氰化尾渣 (主要含石英、長石、硫鐵礦) 為原料,通過優(yōu)化燒結(jié) 條件,獲得了綜合性能較好的陶瓷制品。鐵炭微電解工藝現(xiàn)已被廣泛研究,用于處理高濃 度有機工業(yè)廢水、含砷廢水、含重金屬離子廢水等,但目前使用的原料價格較貴,限制了鐵炭微電解技術(shù)的 推廣應(yīng)用。以氰化尾渣為原料,采用煤基直接還原焙燒技術(shù)原位制備鐵炭微電解填料,并將其應(yīng)用于模擬廢水的處理,實現(xiàn)“ 以廢治廢” 的目的。針對難處理金礦一般采用浮選預(yù)富集—浮選金精礦預(yù)處理—氰化浸出工藝。金精礦氰化尾渣 中金、銀品位較高,且通常含有銅、鐵、鉛等金屬元素, 以及硫、硅等非金屬元素,所以金精礦氰化尾渣主要 是通過優(yōu)化尾渣浮選工藝來回收可用金屬,提高氰化 尾渣利用效果。通過對某金礦現(xiàn)場工藝和氰化尾渣 組成的全面研究,采用浮選工藝綜合回收金精礦氰化 尾渣中銅及金,取得了較好的經(jīng)濟效益,實現(xiàn)了綜合 回收的目的。對金精礦氰化尾渣浮選回 收鉛、銀進(jìn)行了研究,針對浮選精礦中鉛品位較低的問題,采用高礦漿濃度下添加某新型藥劑預(yù)先攪拌處 理—浮選精礦低濃度再選工藝,有效消除了泡沫發(fā)黏 的負(fù)面影響,減少泡沫夾帶影響,增強了二次富集作 用,提高了精礦質(zhì)量;該工藝投產(chǎn)后鉛精礦品位提高 了 9. 44 百分點,鉛回收率提高了 12 百分點,銀回收 率提高了 20. 17 百分點,全年增效 90 萬元以上,取得 了較好的經(jīng)濟效益。 針對某金精礦氰化 尾渣采用混合浮選、銅硫分離浮選、銅鉛分離浮選工 藝處理,產(chǎn)出硫精礦、銅精礦、鉛精礦,實現(xiàn)了氰化尾 渣中有價元素的高效綜合回收,為低品位多金屬氰化 尾渣的綜合回收提供技術(shù)指導(dǎo)。通過對金精礦氰化尾渣分析可知,金、銀品位高 是由于大部分金、銀以顯微和微細(xì)粒狀態(tài)被包裹在黃 鐵礦、砷黃鐵礦等硫化礦物中,或部分被脈石礦物包 裹,而通過常規(guī)磨礦很難使金、銀解離或暴露,因此氰 化浸出指標(biāo)低,導(dǎo)致氰化尾渣中金、銀品位仍然很高。采用兩段焙燒法處理浮選精礦氰化尾渣, 可以有效提高尾渣中單體裸露、半裸露自然金的含 量,通過添加混合藥劑焙燒及加入助浸劑再磨,極大 提高了金、銀的浸出率。 開展了某金精 礦氰化尾渣工藝礦物學(xué)研究,查明了尾渣的成分、礦 物相對含量、硫化礦物特征、金的賦存狀態(tài)及其粒度 特征,并分析了提金工藝存在的問題,提出了優(yōu)化工 藝的技術(shù)措施和有價元素綜合利用研究思路,為提高 金精礦氰化尾渣有價金屬綜合利用提供依據(jù)。堆浸工藝是黃金行業(yè)重要的提金工藝,該方法適用于低品位礦石大規(guī)模處理,經(jīng)濟實用。堆浸流程是對礦石進(jìn)行破碎,將破碎的礦石鋪在高密度聚乙烯或聚氯乙烯膜襯墊上,噴灑硫酸或稀釋的氰化溶液等浸出溶劑,將金溶解在母液中,然后通過沉淀、熔煉 / 電解冶煉和吸附法回收金屬。 然而,堆浸氰化尾渣不僅會對環(huán)境造成污染,而且會對人和動物健康造成威脅 。對青海省灘間山金礦堆浸尾渣進(jìn)行化 學(xué)成分及物相分析,采用浮選—焙燒—氰化—電解工 藝獲得了金回收率為70.77 %、含金64.72 g/t 的浮 選精礦。堆浸氰化尾渣資源再利用無需采礦及粗碎 礦石,日處理量可達(dá) 150 ~ 200 t,直接經(jīng)濟效益顯著。針對云南大理某金礦堆浸尾渣( 金品位 平均 0. 75 g / t 左右,主要以自然金形式存在,部分金 產(chǎn)于泥質(zhì)中,部分半包裹—包裹于褐鐵礦及磁 / 赤鐵 礦中,自然金粒度微細(xì),為 0. 003 ~ 0. 03 mm) 在常規(guī) 磨礦下金難解離,不利于金浸出率提高的問題,采用 全泥氰化—炭漿提金法進(jìn)行有價金屬金、銀的回收, 實現(xiàn)了尾礦資源的二次利用。針對梭羅溝金礦堆浸尾渣存在回收率 低,粒度分布不均勻,細(xì)泥含量高的特點,通過對比 3 種不同氰化浸出工藝,最終確定采用堆浸尾渣浮 選—浮選尾礦全泥氰化浸出工藝進(jìn)行處理,為該堆浸 尾渣資源再利用的生產(chǎn)實踐提供了理論依據(jù)。對采用原礦破碎—氰化堆浸—活性炭 吸附工藝流程中產(chǎn)生的大量氰化尾渣進(jìn)行提金工藝 優(yōu)化,最終獲得了金品位為 94. 88 g / t、金回收率為 89. 68 % 的金精礦。該氰化尾渣的回收利用減輕了環(huán)境污染,有效提高了資源利用率。長春黃金研究院有限公司針對江西某企業(yè)堆浸 尾渣開展了污染物特性分析、產(chǎn)品工藝礦物學(xué)考查、 堆浸尾渣無害化及資源化利用等工作,開發(fā)出了一種 可行技術(shù),對現(xiàn)有生產(chǎn)工藝進(jìn)行技術(shù)改造。以堆浸尾 渣為原料,無害化淋洗后,通過可行的利用工藝,回收 尾渣中有價物質(zhì),降低氰化物含量,分選出的各粒級 砂石經(jīng)鑒別后,在滿足相關(guān)環(huán)境影響風(fēng)險評估、產(chǎn)品及 污染控制要求的條件下,可作為建材原料使用。
在金礦處理過程中常采用浮選工藝,富集獲得金 精礦,浮選尾礦作為一般工業(yè)固體廢物處理。由于浮 選尾礦中仍存在有價金屬,以及石英、云母、長石等脈 石礦物,浮選尾礦的二次利用對實現(xiàn)資源利用最大化 十分重要。對江西一元公司金礦浮選尾礦進(jìn)行 工藝礦物學(xué)研究,確定了金(品位為0.70 g/t)為主要 回收元素。以多硫化鈉為硫化劑,經(jīng)一粗二精三掃, 最終獲得Au品位13.25 g/t、Au回收率57.16 %的 金精礦,為浮選尾礦綜合利用提出了新方案。對焦家金礦浮選尾礦進(jìn)行分級,粗粒級再磨再 選、細(xì)粒級再選綜合回收工藝,有效提高了尾礦金品 位,帶來較好的經(jīng)濟效益,減少了尾礦資源的浪費。鎢是一種稀有金屬,白鎢礦單獨成礦少,多為伴 生礦或伴生其他礦物。 開展回收某金 礦浮選尾礦中鎢的研究,通過對浮選柱工作參數(shù)和藥 劑制度進(jìn)行優(yōu)化,實現(xiàn)從浮選尾礦中高效回收鎢,使 尾礦資源得到了最大程度的利用。對某 金礦浮選尾礦采用一粗兩掃五精閉路流程,獲得的鎢 精礦WO3 品位為43.01 %、WO3 回收率為86.98 %。石英與長石是浮選尾礦中含量較高的非金屬礦 物,對其進(jìn)行分離富集,可創(chuàng)造較大的經(jīng)濟價值并有 效提高資源綜合利用率。 對某金礦浮選 尾礦中鉀長石和石英進(jìn)行回收再利用研究,最終獲得 K2O品位6.47 %的鉀長石精礦和SiO2 品位99.91 % 的石英產(chǎn)品,并用獲得的石英進(jìn)行玻璃燒制試驗。該研究可為金礦浮選尾礦的回收利用提供新的思路,金 礦綜合利用率達(dá)到 84. 13 % 。采用磁選—脫泥—硫酸法處理新疆某 金礦浮選尾礦,獲得高品位的鐵精礦和石英精礦,回 收率分別達(dá)到 43. 40 % 和 70. 54 % ,其中石英精礦可 達(dá)到玻璃及陶瓷原料三級品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);該工藝在該 金礦開始進(jìn)行半工業(yè)試驗,可實現(xiàn)較大的經(jīng)濟利益和 較高尾礦綜合利用率。 針對遼寧某金礦 浮選尾礦長石與石英伴生緊密且表面有鐵質(zhì)浸染的 問題,通過磁選去除鐵,氫氟酸作為活化劑分離長石, 磨礦控制粒度在 0. 33 mm 以下,能夠獲得產(chǎn)率 39. 36 % , K2O品位9.62%、K2O回收率57.72%的長石精砂, 且滿足陶瓷釉料用長石原料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對山東新城金礦浮選尾礦中絹云母回 收工藝進(jìn)行了優(yōu)化研究,確定十八胺與煤油作為捕收 劑、硫酸作為調(diào)整劑、水玻璃作為抑制劑的藥劑組合, 經(jīng)一粗一掃兩精流程處理后,絹云母總回收率達(dá)到 65. 84 % 。對太陽坪金礦浮選尾礦進(jìn)行了 綜合回收絹云母的研究,工藝流程為磁選 + 水力旋流 器分級,磁選除鐵增加其白度,除鐵后的浮選尾礦經(jīng) 過旋流器分級,最終獲得 Al2 O3 品位 23. 27 % 、回收 率 48. 18 % 的絹云母精礦;該工藝綜合回收絹云母經(jīng) 濟效益顯著,且減少了尾礦排放量,為類似金礦浮選 尾礦綜合回收絹云母提供借鑒。此外,黃金尾礦的主要化學(xué)成分與傳統(tǒng)陶瓷相 似,利用其成分特點制備發(fā)泡陶瓷,不僅可以實現(xiàn)尾 礦的資源化利用,提高尾礦的利用率,還可以避免產(chǎn) 生二次污染。以浮選尾礦為主要原料, SiC 作為發(fā)泡劑,高溫制備發(fā)泡陶瓷?;诟∵x尾礦的化學(xué)組成,研究了浮選尾礦制備水泥混 合材料的可行性。通過對尾礦摻入量的優(yōu)化,制備水 泥的安定性、凝結(jié)時間等滿足有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)要求,這 一研究為浮選尾礦建材化利用提供了新方向。 以金礦尾礦為主要原料,粉煤灰等作為輔助 原料進(jìn)行燒制陶粒的試驗研究,通過對燒制條件的摸 索,成功制備了堆積密度為736 kg/m3、筒壓強度為 4. 3 MPa、吸水率為 7. 9 % 的陶粒。
中國生態(tài)文明建設(shè)進(jìn)入了以降碳為重點的戰(zhàn)略 時期,實現(xiàn)減污降碳協(xié)同增效。黃金行業(yè)尾礦綜合利 用一面連接減污,一面連接降碳,值得進(jìn)行深入研究 和推廣。目前,國內(nèi)不少科研學(xué)者對黃金尾礦綜合利 用進(jìn)行了工藝探索和實踐,但仍需要進(jìn)行更加深入的 研究。1)提高黃金尾礦整體利用率,以回收有價金屬為主的研究方向,進(jìn)行大摻量氰化尾渣綜合利用研 究,真正達(dá)到黃金尾礦減量化與資源化的目的。2)重點關(guān)注利用過程中污染物情況,在無害化 基礎(chǔ)上,推動減量化和資源化,從污染物賦存狀態(tài)、遷 移轉(zhuǎn)化規(guī)律、去除控制技術(shù)方面入手,形成全過程無 害化體系。3)積極推動相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范建立,尤其是氰化尾 渣在綜合利用過程中,無相關(guān)環(huán)保和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)可依, 使得研究成果落地難,落地后污染隱患大。4)改變綜合利用研究分散現(xiàn)狀,形成合力和體 系,完成集群化和集約化,完善跨區(qū)域綜合利用協(xié)同 推進(jìn)機制。黃金尾礦的綜合利用具有非常廣闊的發(fā)展前景, 開展尾礦資源回收利用,對緩解黃金資源短缺壓力, 延長黃金礦山服務(wù)年限具有重要作用。黃金礦山企 業(yè)應(yīng)充分開發(fā)黃金尾礦,最大限度使黃金尾礦資源 化、利用化,達(dá)到人類、環(huán)境、資源和諧及可持續(xù)發(fā)展, 實現(xiàn)環(huán)境效益、經(jīng)濟效益與社會效益的統(tǒng)一。
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