黄金矿产及尾矿处理方法调研报告
黄金矿产及尾矿处理方
法调研报告
IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
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我国黄金矿产及尾矿处理方法调研报告
江珊
中国新型环保工程材料应用研究院
摘要：介绍了黄金矿产的历年产量及采选、冶炼工艺。研究比较了目前黄金尾矿的处理及综合利用方法，为我国尾矿的处理提供重要参考，提升尾矿等大宗废弃物的处理和资源化利用水平。
关键词：黄金矿产；尾矿；氰化提金；处理处置
1.前言
中国金矿资源比较丰富，总保有储量金4265吨，居世界第7位。我国金矿分布广泛，除上海市、香港特别行政区外，在全国各个省（区、市）都有金矿产出。已探明储量的矿区有1265处。已探明的金矿储量相对集中于我国的东部和中部地区，全国共有7个岩金生产基地，分别是胶东、小秦岭、燕辽—大青山、辽吉东部、清黔桂三角区、鄂皖赣三角区、新疆北部，其中山东、河南、陕西、河北四省保有储量约占岩金储量的46%以上；山东省岩金储量接近岩金总储量的1/4，居全国第1位。砂金主要分布于黑龙江，占%，其次为四川占%，两省合计几乎占砂金保有储量的一半。
我国伴生金储量占全国金矿总储量的28%，绝大部分来自铜矿石，少量来自铅锌矿石，主要集中于江西、甘肃、安徽、湖北、湖南五省，约占伴生金储量的67%，其中江西居第1位。伴生金在我国占有重要地位，其储量所占比例，大于世界伴生金的平均数，所以伴生金是中国金矿资源的一大特点[1]。
金矿成矿时代的跨度很大，从距今约28亿年左右的太古宙开始，一直到第四纪都有金矿形成。但56%的金矿储量集中在前寒武纪，其次为中生代和新生代金矿储量，占总储量的36%，古生代的金矿相对较少，只占%。
2.我国黄金生产现状
2014年，全国黄金产量完成吨，比2013年增加吨，同比增长%。其中，黄金矿产金完成吨，比2013年同期增长%；有色副产金完成吨，比2013年同期增长%。连续八年蝉联世界第一黄金生产国。
2014年，我国黄金行业产业持续调整，产业集中度进一步提升。产量排名前十名的黄金集团累计完成黄金成品金产量和矿产金产量分别为吨和吨，比2013年同期分别增长%和%，分别占全国的%和%。矿产金排名前十的黄金企业依次为：中国黄金集团公司、、、山东有限公司、湖南黄金集团有限责任公司、埃尔拉多黄金公司（中国）、云南黄金矿业集团股份有限公司、山东中矿集团股份有限公司、灵宝黄金股份有限公司、灵宝金源矿业股份有限公司。
我国黄金产量历年数据如下表所示，
3.黄金采选及冶炼工艺
在黄金生产的过程中，有可能会产生污染物的步骤有浮选过程、浸出过程、固液分离过程以及溶液纯化与富集过程。在这些过程中，有可能会产生含汞、氰化物和调节药剂的污水或者泥浆[2]~[3]。
4.黄金尾矿的处理处置
金矿开采过程中，剥离及掘进时产生的无工业价值的矿床围岩和岩石称为废石。矿石提取黄金精矿后所排出的废渣即为黄金尾矿。随着我国黄金工艺的发展，黄金矿山的数量、规模及产量也日趋增长，然而矿石入选品位必然不断下降，开采强度日益增大，随之而来的尾矿量也猛增。目前全国黄金尾矿的堆存量为3亿吨，而且以年2450万吨的速度不断增长[4]。
黄金尾矿呈碱性，pH＞10。尾矿中二氧化硅和氧化钙含量较高，同时含有一定量的氧化铁、三氧化二铝、氧化镁和少量贵金属（如金、银）、重金属（如铜、铅、锌）。由于金矿矿石性质、提金工艺的不同，尾矿的矿物性质、有价金属元素含量等也会有所变化；但也存在一定的共性，例如矿物相通常以石英、长石、云母类、黏土类及残留金属矿物为主等；矿物粒度很细，泥化现象严重等[5]。
尾渣处理
尾矿库堆存
对于使用全泥氰化－炭浆法提金后的尾矿，很多矿山仍使用传统的碱性氯化法处理氰化物后排至尾矿库堆存，有的矿山则对尾矿压滤后干式堆存。据不完全统计，黄金矿
山（岩金矿山）现有尾矿库（坝）已达368座。20座以上的省份有：山东、河南、河北、辽宁、陕西、吉林、内蒙、新疆等，其中山东省有80多座。
我国黄金尾矿的综合利用率不足10%，剩余的90%左右的尾矿处于堆存或者填埋状态。对于使用氰化提金工艺的金矿，以现有技术来看，其尾液可以做到循环使用，但尾渣是需要经过严密处理的。尾渣中最主要的污染物是氰化残留物，由于毒性强烈，所以在安全填埋之前可以适当采取一些预处理措施。但是，即使尾渣经过了预处理，在后期填埋过程中仍旧需要做好防渗工程。
4预处理
碱性氯化法是通过氯系氧化剂（如漂白粉、次氯酸钠、液氯）来破坏尾砂中的氰化物，反应过程分两个阶段：第一阶段，在pH＞10的条件下，氰化物转化为氰酸盐，其毒性大大降低；第二阶段，控制~，CNO- 氧化成ＣＯ２和Ｎ２。理论上讲，上述两阶段氧化剂的投加量和pH 控制范围是不同的；但实际处理过程中，尾砂库内尾砂投放和漂白粉添加往往同时进行，这种情况下加氯量需增加10%~30%。若投加的氧化剂超过不完全氧化阶段所需要的剂量时，即使不改变pH，也能氧化部分或全部的CNO-，但可靠程度不高。，碱性氯化法处理效果受漂白粉投加量、反应时间、湿度和温度等因素影响，实验最佳处理条件为：漂白粉投加量氰化物（mg）∶漂白粉（g）＝100:，反应时间120h，温度25℃。应用漂白粉处理含氰尾砂，在生产实践中存在以下弊病：①漂白粉用量较大，一般为10~20kg/吨左右，处理成本偏高；②漂白粉加入量不易控制，尾砂中CNO-的在某些条件下可能还原成氰化物，造成尾矿液中氰含量超标；③反应受氰化物性质、温度等因素影响，虽加入相当量的漂白粉，也很难保证处理效果。
4预处理
尾矿干堆具有如下优点：由于压滤液返回工艺流程中，滤液中的氰离子、碱以及已溶的金大部分得以回收，因此节省了选矿用水、石灰和氰化物等用量，同时减少了含氰污水排放。另外，尾矿干堆基本避免了尾矿库内积水，从根本上杜绝尾矿库因积水而危及周边环境的安全隐患，尾矿库终期库容的利用系数也可达~或更高。尾矿压滤干堆也存在缺点：①尾矿干堆一般一次性设计而无法服务5~10年年或更久，因干堆的尾矿运输量每年都要增加距离与成本；②尾矿压滤干堆对于氰化炭浆工艺有效，而对采用浮选法生产的矿山一般效益不明显；③该技术对于北方干旱地区较为适用，而对于南方多雨地区则需慎重考虑[6]。
焚烧法
焚烧法是固体废物高温分解和深度氧化的综合处理过程。通过焚烧可以使其中的有机物氧化分解，达到减容、去毒、回收能量及副产品等目的。焚烧时将含氰废渣、煤和黏土（含生石灰）按一定比例混匀制成球，放入特制焚烧炉中。含氰废渣中氰化物经焚烧后去除率可达90%以上，去除效果明显，燃烧灰渣粉碎后可用于制砖。
自然降解法
自然降解法是以自然方式去除氰化物，借助自然氧化、挥发、阳光曝晒分解等自然发生的物理、化学作用，使氰化物解离，重金属离子沉淀。在此过程中，氰的挥发和金属氰络合物的解离是去除氰化物最主要原因。自然降解效果受氰化物浓度和种类、ｐＨ、温度、光照等多因素影响。加拿大对尾矿库内的自然降解进行研究表明，在四至九月份，氰离子浓度可从L降低至L。降解主要归因于氰络合物的解离和氰的挥发，其中CN- 氧化为CNO-占到11%。在此过程中未发现光分解和生物降解，在寒冷冬天也不会发生自然降解。自然降解法需足够的净化时间和氧交换面积，以及良好的地下防渗层
等，具有投资少、生产费用低等优点。但该法存在占地面积大，过程缓慢，受自然因素影响大，排放废物难达标，尤其是铁氰络合物难奏效等缺点[7]。
尾渣的综合利用
黄金矿山每天排放的大量尾渣中不仅含有一定数量的金，有的还含有其他可回收利用的有价金属及矿物，如铜、银、铅、锌、铁、锑、钨、铋、硫以及碳酸盐、硅酸盐等。目前来看，尾渣的综合利用主要有几个方面：
（1)从尾渣中回收金及其它有价金属或矿物
（2)利用尾渣生产各种建筑材料：山东河东金矿投资建设了年产3000万块优质尾渣砖的“金桥建筑材料厂”；龙头旺金矿投资兴建了水泥厂，年产20万吨道路水泥和硫酸盐水泥厂。大线沟金矿利用尾渣生产一次压制成型免烧砖。
（3)利用尾渣作井下填充料：采用充填法的矿山，每采一吨矿石需回填立方米或更多的充填材料，而尾矿既可以做到就地取材，同时也为尾矿的永久性处理提供了条件。山东招远金矿利用分级尾砂作充填材料就是很好的例证。近年来，为改善回采条件，降低贫化损失，往往在水力充填料中加入适量的水泥或其它胶凝材料，使疏松的尾矿凝结成具有一定强度的整体。尾矿胶结充填技术的发展，为矿山最终实现无为矿开采提供了可能。
（4）利用尾矿堆积场复土造田：安康金矿对砂金船采区复垦，利用混合复田、保表复田、客土复田等几种复垦方式配合施用生物有机复合肥和氮磷配合施肥，使复田种植水稻、小麦、玉米获得成功。山东招远一些地方黄金矿山在黄土冲沟内修建梯级式尾矿库，坝外种植灌木，既防雨水冲刷，又绿化环境，服务年限到期的尾矿库立即复土造田，种植花生、红薯等农作物[8]。
尾液处理
氰化法提金是目前普遍使用的提金工艺，但由于氰化物的剧毒性，存在严重的环境污染问题。目前金氰化厂废水的处理主要有以下几种方式：
尾液的综合回收
酸化法：从金精矿氰化处理后的污水中用酸化法回收氰化钠。弱酸可溶性氰化物回收率为90%，再把回收的氰化物返回到浸出作业，由于氰根返回循环使用，降低了氰化物消耗，该法适合处理含氰较高的尾液。如山东玲珑金矿尾液含氰2200~3200mg/L，采用酸化法处理回收率可达80%~93%，经济效益明显。
活性炭吸附-氧化法以及离子交换树脂法目前使用较少。另有一种方法是将含氰污水直接排入尾矿坝，含氰污水不经处理，澄清后全部返回氰化作业，不足时再补充新水。辽宁省五龙金矿、河北省赤城金矿和东坪金矿都使用该法[9]。
尾液的净化
处理氰化物的方法很多，有氯化法、二氧化硫-空气法，过氧化氢法，管道曝气法，活性炭吸附法，离子交换树脂法，自然净化法，酸化法。近年来又开发出微生物氧化法，过一硫酸法，银浸渍活性炭吸附法，臭氧氧化法等。
5.结语
大量黄金尾矿已成为制约我国矿山持续发展，危及矿区及周边生态环境的重要因素。大力发展循环经济、提高资源利用率，是解决我国当前资源、环境对经济发展制约的必由之路。目前，黄金尾矿针对性的处理技术较少，碱性氯化法处理和压滤干堆存在处理效果不稳定；尾矿库承载容量有限，需要长期维护和管理等缺点。生物法和自然降
解法处理浓度低、过程缓慢。尾矿再选不仅可以提高资源回收率，也给企业带来巨大经济效益，但不能从根本上减少尾矿的数量，尾矿压占土地，破坏和影响环境的问题得不到根本解决。利用黄金尾矿整体生产建筑材料可大量消纳黄金尾矿，解决困扰尾矿区的环境污染问题，同时降低产品生产成本，具有良好的经济、社会和环境效益。为促进尾矿再利用产业的发展，今后还要重点解决尾矿综合利用技术攻关投入不足，现有政策支持力度不够，企业缺乏投资开发尾矿综合利用关键技术的动力和积极性等问题。
参考文献
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[2] 张朝强. 黄金选矿工艺论述[J].能源科技, 2011, (12)
[3] 王春生,贾润喜,冯金海,王建国,王嵩山. 黄金选矿破碎工艺综合改造实践[J].有色金属,
2004, (6)
[4] 陈平. 中国黄金尾矿综合开发利用的现状和发展趋势[J].黄金, 2012, (10)
[5] 刘忠友,任国义,陈亚东. 黄金老尾矿库尾矿利用技术的探讨[J].现代矿业, 2011, (10)
[6] 姚志通,李金惠,刘丽丽,谢亨华,任玉森. 黄金尾矿的处理及综合利用[J].中国矿业, 2011,
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[7] 梁国海,洪小鹏. 尾矿压滤干堆工艺在排山楼金矿的成功应用与改造实践[J].黄金, 2003,
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[9] 王伟之,张锦瑞,邹汾生. 黄金矿山尾矿的综合利用[J].黄金, 2004, (7)