黃金尾渣綜合利用研究進(jìn)展

陳 萍，劉 娟

（招金礦業(yè)股份有限公司金翅嶺金礦，山東 煙臺(tái) 265400）

每年度尾渣都會(huì)在黃金冶煉行業(yè)中大量產(chǎn)生，尾渣中含有重金珍貴金屬與有價(jià)元素。若只是將它們堆積在一處，不僅會(huì)破壞周邊的環(huán)境、造成土地浪費(fèi)，還很難實(shí)現(xiàn)綜合利用。必須從整合并著手利用這些尾渣的角度出發(fā)，將其價(jià)值最大化發(fā)揮出來(lái)。黃金冶煉得來(lái)的尾渣中的金銀占有比值較大，殘存下的金銀甚至?xí)^(guò)0.5克/t。同時(shí)，尾渣之中的金品位在一些疑難金礦中也會(huì)超出0.8克/t。尾渣儲(chǔ)量較為豐富，具有較高的回收利用價(jià)值。

1 黃金尾渣的元素組成和分類

我國(guó)冶金企業(yè)在對(duì)黃金進(jìn)行提煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生黃金尾渣，一般來(lái)說(shuō)，冶金企業(yè)在對(duì)黃金提煉過(guò)程中，若采用的原料和工藝不同，產(chǎn)生的黃金尾渣也會(huì)存在一定的差異性。當(dāng)前黃金尾渣主要分為金精礦黃金尾渣、焙燒黃金尾渣以及全泥黃金尾渣。而金、鋅、鉛、銅以及硅、鋁、鎂、鈣、鐵以及硫等就是這三類黃金尾渣中的主要元素。全泥黃金尾渣中的有價(jià)元素經(jīng)過(guò)大量的研究證實(shí)相對(duì)而言較少。

2 當(dāng)前黃金尾渣中有價(jià)元素的回收情況

2.1 黃金尾渣中回收銅鉛鋅

當(dāng)前我國(guó)回收黃金尾渣銅鉛鋅應(yīng)用最為廣泛的方法就是浮選法。受氰化物的影響，黃金尾渣中的銅鉛鋅的程度會(huì)存在一定的差異性，再加上浮選藥劑的影響，會(huì)有很大的變化發(fā)生在銅鉛鋅礦物表面，以下幾類就是黃金尾渣中回收銅鉛鋅的主要流程。

2.1.1 浮鉛鋅抑銅

如表1所示為氰根與銅、鉛、鋅離子的結(jié)合作用力。可見(jiàn)最為穩(wěn)定的是氰根與銅結(jié)合的最大穩(wěn)定常數(shù)，即對(duì)銅抑制最強(qiáng)的就是氰根。而氰根與鋅、鉛結(jié)合的作用力與其相比較弱。所以，應(yīng)對(duì)礦漿的pH進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，充分利用此特點(diǎn)，使氰化物在鋅礦物和鉛礦物表面可以脫離，此時(shí)氰化物仍然會(huì)抑制銅礦物，可經(jīng)過(guò)合適的浮選藥劑捕收鉛鋅，實(shí)現(xiàn)銅和鉛鋅的分離。同時(shí)，還可以通過(guò)抑鋅選鉛對(duì)得到的鉛鋅混合精礦分離。

表1 氰根與銅、鉛、鋅離子的結(jié)合作用力

采用石灰抑制硫鐵過(guò)程中，針對(duì)某黃金尾渣，捕收劑可選用乙黃藥和ZY103的組合，浮選鉛鋅，進(jìn)而得到一定的鉛鋅精礦。抑鋅時(shí)，可通過(guò)硫代硫酸鈉和硫酸鋅進(jìn)行，在對(duì)鉛鋅精礦進(jìn)行浮鉛時(shí)，可將乙硫氮作為捕收劑，用硫酸銅對(duì)鉛尾礦進(jìn)行調(diào)漿后，可進(jìn)行抑硫浮鋅，Z-200浮銅主要用于鉛鋅尾礦，可得到的銅精礦含銅16%，得到的硫精礦含硫36%，得到的鋅精礦含鋅35%，得到的鉛精礦含鉛31%，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)全面回收有價(jià)金屬是非常有利的。

2.1.2 浮鉛抑銅鋅

在抵制鉛礦物過(guò)程中，氰化物最弱。殘存的氰根在黃金尾渣中，主要是對(duì)銅鋅礦物進(jìn)行抑制，所以，應(yīng)對(duì)鉛礦物進(jìn)行優(yōu)先選出，然后再對(duì)銅鋅礦物進(jìn)行混合浮選，最后分離銅鋅礦物。在此過(guò)程中，銅鋅的分離就是此法中的關(guān)鍵步驟。

2.1.3 浮銅鉛抑鋅

在堿性礦漿中，鋅礦物易受到抑制。如果浮選藥劑在黃金尾渣中較多，可對(duì)浮銅鉛抑鋅工藝進(jìn)行充分考慮，銅鉛可浮性較好。

2.1.4 小結(jié)

有多種流程可以選擇從黃金尾渣中回收的鋅、鉛以及銅，但是仍要結(jié)合黃金尾渣的主要回收元素、殘留藥劑的種類以及其來(lái)源對(duì)具體操作進(jìn)行判斷。若鋅品位在黃金尾渣中較低，而銅鉛品位相對(duì)較高，可在對(duì)硫鋅進(jìn)行抑制時(shí)，添加亞硫酸鈉、硫酸鋅等藥劑，調(diào)節(jié)pH，并使用組合藥劑，如新捕收劑或丁黃藥、乙硫氮對(duì)銅鉛進(jìn)行優(yōu)先選，使銅鉛這種價(jià)值較大的礦物與其他礦物優(yōu)先分離。

2.2 黃金尾渣中回收硫鐵

硫鐵在黃金尾渣中的含量較高，通常存在的形式為硫鐵礦。如果在進(jìn)行焙燒制酸時(shí)，直接使用黃金尾渣，就會(huì)導(dǎo)致燒渣量較大，制酸效率較低，難以高效利用余熱，而且無(wú)法再次利用，燒渣中鐵的含量太低。所以，應(yīng)富集黃金尾渣中的硫鐵，這樣得到的硫精礦才能有較高的品位。在制酸時(shí)，使用硫精礦得到的燒渣可作為鐵精粉。

2.3 黃金尾渣中回收金銀

2.3.1 浮選法

主要賦存于易捕收、金銀解離度較大的硫化礦的含金黃金尾渣比較適用浮選法回收金銀，特別是在回收全泥黃金尾渣與金精礦黃金尾渣時(shí)應(yīng)用這種方法較為合適。

2.3.2 濕法浸出

經(jīng)過(guò)氰化浸出后的金精礦，可能會(huì)有未浸出的一些金銀殘留在其中，可能是礦物表面在浸金過(guò)程中受產(chǎn)生的Au(CN)2的影響，阻礙了金的繼續(xù)溶解，形成了飽和溶液層。為了讓黃金尾渣中殘留的金銀可以順利的浸出，可采用輔助的浸出手段。采用氰化浸金方法-加壓氧化，將壓縮空氣以分布式的方式，通過(guò)空壓機(jī)在礦漿中進(jìn)行均勻地射入，使礦石顆粒自磨，形成強(qiáng)力的旋攪，能有效提高浸出率，使氣液固三相充分接觸。

2.3.3 氯化焙燒法

對(duì)于低品位礦渣而言，氯化焙燒法的實(shí)用性較好。當(dāng)大于800℃的溫度時(shí)，會(huì)存在一定的氯化劑，氯化劑和一些銀、金、鋅、銅等金屬及其氧化物和硫化物能生成易揮發(fā)的金屬氯化物。通常來(lái)說(shuō)，在高溫下，氯化劑能分解成氯化氫氣體和氯氣，與六方晶體的金可形成揮必性氯化物，發(fā)生配位作用。

2.3.4 小結(jié)

對(duì)黃金尾渣中的金銀進(jìn)行回收過(guò)程中，成本較高，難度較大，但是可以最大化利用尾渣中的有價(jià)元素。在選擇回收方法時(shí)，應(yīng)充分結(jié)合黃金尾渣的特點(diǎn)和來(lái)源。濕法浸出需要特殊條件，成本相對(duì)而言較高，需要加特殊的誘導(dǎo)劑、加壓。而含金銀相對(duì)較高的礦比較適用氯化焙燒法，但會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，需要消耗大量的能源。在金銀賦存于氧化礦的尾渣或易浮選的硫化礦中較為適用浮選法。通過(guò)對(duì)氧化礦或硫化礦的浮選，金銀可富集于精礦中，應(yīng)進(jìn)一步推廣和應(yīng)用浮選法，其設(shè)備成本較低，操作較為簡(jiǎn)單。

3 實(shí)現(xiàn)黃金尾渣有效利用的幾種途徑

3.1 生產(chǎn)水泥及混凝土

在水泥生產(chǎn)中也可以充分利用尾渣，水泥中礦物組成與孰料的形成會(huì)受到尾渣中某些微量元素的直接影響。首先，常規(guī)水泥配方使用的鐵粉可用尾渣來(lái)替代，充分利用尾渣中鐵量高的特點(diǎn)；其次，水泥的原材料用尾渣替代?；鹕侥?guī)r貧硫型黃金礦床，有大量的鋁與硅富含在尾渣中，可直接用作水泥原料或壓制建筑用磚。

3.2 生產(chǎn)制磚

在回收尾渣中的有價(jià)元素后，只能有效提取尾渣中少量有價(jià)元素，對(duì)尾渣的數(shù)量難以做到有效減少，特別是其影響生態(tài)環(huán)境、侵占土地的問(wèn)題未能從根本上予以解決。當(dāng)前我國(guó)黃金礦床較為復(fù)雜，部分礦床中金屬礦物含量較少，圍巖種類較為多樣，脈石礦物比較純凈，所以在建筑材料與非金屬原料中可以直接利用尾渣。對(duì)于黏土燒結(jié)磚，我國(guó)已經(jīng)在2005年全面禁止，為了滿足建筑行業(yè)對(duì)建材不斷上漲的日益需求，必須尋求一種廉價(jià)且儲(chǔ)量大的建筑材料，作為免燒磚的替代材料，黃金尾渣發(fā)揮著巨大作用。

3.3 制備微晶玻璃

玻璃陶瓷就是微晶玻璃，屬于一種陶瓷技術(shù)和綜合玻璃共同發(fā)展中誕生的產(chǎn)物。在基礎(chǔ)玻璃中加入晶核劑，如ZrO2、TiO2等，通過(guò)熱處理，即可得到微晶玻璃，是含微細(xì)晶粒的陶瓷狀材料。Al2O3和SiO2就是黃金尾砂的主要化學(xué)成分，含有MgO、CaO、K2O、Na2O等制造硅酸鹽玻璃的必需元素，所以微晶玻璃制備時(shí)可充分運(yùn)用黃金尾渣。

3.4 礦山填充料

對(duì)尾渣予以直接利用最有效的方法之一就是運(yùn)用尾渣回填礦山采空區(qū)，特別是當(dāng)?shù)亟ㄖ牧鲜袌?chǎng)較小、難以設(shè)置尾渣庫(kù)的礦山企業(yè)，在采空區(qū)利用尾渣進(jìn)行回填所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與環(huán)境效益也是不可忽視的。因?yàn)殚_(kāi)采礦產(chǎn)資源會(huì)導(dǎo)致地下出現(xiàn)大量采空區(qū)，不僅會(huì)給當(dāng)?shù)鼐用裨斐芍卮筘?cái)產(chǎn)損失，還會(huì)威脅到其人身安全，特別是近年來(lái)礦山采空塌陷現(xiàn)象不斷發(fā)生，回填廢黜的礦井礦坑已經(jīng)迫在眉睫，其中較好的一種填充料就是尾渣。用尾渣作為填充料，僅為碎石填充費(fèi)用的四分之一，填充費(fèi)用相對(duì)而言較低。在合理的工藝條件下，將一些水泥加入到骨料與尾渣中，就能實(shí)現(xiàn)礦山與礦井的回填。處于采空區(qū)淺地層或巷道上面的城鎮(zhèn)，也可在填充過(guò)程中利用黃金尾渣，從而保證居民與建筑物的安全，防止地面出現(xiàn)陷落或坍塌現(xiàn)象。

3.5 復(fù)墾造田

復(fù)墾造田就是黃金尾渣的另一個(gè)用途。對(duì)礦山予以復(fù)墾造田在那些土地或城市相對(duì)緊張的礦山而言有著非常重要的意義。利用尾渣復(fù)墾造田，既能兼顧環(huán)境效益、社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)效益，還能減少環(huán)境污染、美化環(huán)境，防止揚(yáng)沙現(xiàn)象的發(fā)生。通?？赏ㄟ^(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)尾渣復(fù)墾造田：首先，將一層土壤覆蓋在廢渣表面，然后種植植物，在此過(guò)程中，需要大量的“好土”覆蓋處理，雖然此方法較為有效，但費(fèi)用相對(duì)來(lái)說(shuō)較高，需要考慮運(yùn)輸、取土等一系列問(wèn)題。其次，可直接將植物種植在尾渣砂上。我國(guó)某市在利用尾渣復(fù)墾過(guò)程中，在不覆土的情況下種植了火炬樹(shù)，與其他樹(shù)種相比，火炬樹(shù)耐瘠薄、耐寒以及抗旱較高，且生長(zhǎng)速度較快，成活率高，節(jié)省的復(fù)墾費(fèi)用高達(dá)95%。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段對(duì)于尾渣綜合利用效率，在我國(guó)黃金行業(yè)較低，與國(guó)外相比差距較大。所以，應(yīng)提升現(xiàn)有回收黃金尾渣的工藝，從對(duì)黃金礦產(chǎn)資源綜合利用的源頭出發(fā)，積極轉(zhuǎn)變尾渣處理思路，用廢物資源化利用逐漸代替以往單純處理有毒有害物的方式，從而實(shí)現(xiàn)廢物循環(huán)，不僅能創(chuàng)造更大的社會(huì)效益與環(huán)境效益，還能提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。