黃金尾礦綜合利用分析

遲崇哲 翟菊彬 蘭馨輝 程偉鳳 崔崇龍

摘要：隨著黃金的不斷開(kāi)采，黃金尾礦的堆積量逐年增加，不僅浪費(fèi)大量土地、破壞周邊環(huán)境，而且危害人體健康。氰化尾渣的安全處理處置始終是黃金行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，而黃金尾礦中金、銀、銅、鉛等金屬元素，石英和長(zhǎng)石等非金屬礦物，以及硅鋁氧化物和硅酸鹽類(lèi)物質(zhì)具有回收利用價(jià)值和廣泛的工業(yè)用途。黃金尾礦的綜合利用對(duì)于黃金行業(yè)的健康發(fā)展和自然資源保護(hù)具有重要意義。針對(duì)黃金行業(yè)不同提金工藝產(chǎn)生的尾礦，包括金礦石氰化尾渣、金精礦氰化尾渣、堆浸氰化尾渣及浮選尾礦的綜合利用進(jìn)行綜述，以期為黃金尾礦的綜合利用研究提供參考。

關(guān)鍵詞：黃金尾礦;綜合利用;氰化尾渣，浮選尾礦;資源化

中圖分類(lèi)號(hào)：TD926.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-1277（2022）02-0100-04

doi：10.11792/hj20220218

引 言

中國(guó)黃金礦產(chǎn)資源豐富。

中國(guó)黃金協(xié)會(huì)發(fā)布的《中國(guó)黃金年鑒2021》[1]顯示，近年來(lái)中國(guó)黃金資源量逐年穩(wěn)定增長(zhǎng)。按照新資源儲(chǔ)量分類(lèi)，截至2020年底，全國(guó)黃金資源量為14 727.16 t。隨著黃金礦產(chǎn)資源不斷被開(kāi)發(fā)，尾礦量也逐年增長(zhǎng)，2019年、2020年中國(guó)黃金尾礦產(chǎn)量分別達(dá)到2.18億t和2.10億t[2]。雖然近幾十年來(lái)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(kù)。尾礦堆存不僅會(huì)增加企業(yè)生產(chǎn)成本，同時(shí)還占用土地，有著極大的安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)[3]。2020年3月，應(yīng)急管理部、國(guó)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(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)工作方案》（應(yīng)急〔2020〕15號(hào)），提出原則上尾礦庫(kù)數(shù)量只減不增。這對(duì)于尾礦利用率本就較低的黃金企業(yè)來(lái)說(shuō)，未來(lái)極有可能面臨有礦生產(chǎn)、無(wú)庫(kù)堆存的窘境。

2019年，國(guó)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(lì)從尾礦及廢石中回收黃金，以及黃金冶煉有價(jià)元素高效綜合利用。2020年最新修定的《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》中明確指出，國(guó)家鼓勵(lì)和支持固體廢物產(chǎn)生單位研究開(kāi)發(fā)固體廢物綜合利用、集中處置等新技術(shù)，推動(dòng)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(lái)中國(guó)黃金行業(yè)積極響應(yīng)國(guó)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(lèi)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。

1 氰化尾礦綜合利用

1.1 金礦石氰化尾渣

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(jí)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[4]。氰化物用量與金浸出率密切相關(guān)[5]。由于該工藝中須使用氰化物，產(chǎn)生大量的氰化尾渣，對(duì)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(jià)金屬回收后的尾渣均可作為資源重新利用。

林俊領(lǐng)等[6] 針對(duì)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(jià)物質(zhì)銅回收研究，選用Na2SO3+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(yàn)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(shí)現(xiàn)了金礦石氰化尾渣中銅礦物的綜合回收。龔明輝等[7-8]以云南某金銀鐵多金屬氧化礦石氰化尾渣為研究對(duì)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(jí)脫泥—弱磁選—強(qiáng)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(shí)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(jià)物質(zhì)進(jìn)行回收利用。何輝等[9]針對(duì)河南某氰化尾渣的特點(diǎn)進(jìn)行了試驗(yàn)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(duì)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(duì)環(huán)境無(wú)污染，實(shí)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(lái)的研究熱點(diǎn)。長(zhǎng)春黃金研究院有限公司對(duì)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(kāi)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。孫旭東等[10]采用金礦石氰化尾渣為主要原料，配以膨潤(rùn)土、鈉長(zhǎng)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(jià)值。劉振華等[11]以某全泥氰化尾渣（主要含石英、長(zhǎng)石、硫鐵礦）為原料，通過(guò)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(jī)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(jià)格較貴，限制了鐵炭微電解技術(shù)的推廣應(yīng)用。陳江安等[12]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(shí)現(xiàn)“以廢治廢”的目的。

1.2 金精礦氰化尾渣

針對(duì)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[13-14]。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(guò)優(yōu)化尾渣浮選工藝來(lái)回收可用金屬，提高氰化尾渣利用效果。

趙志新等[15]通過(guò)對(duì)某金礦現(xiàn)場(chǎng)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(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了綜合回收的目的。

王寶勝等[16]對(duì)金精礦氰化尾渣浮選回收鉛、銀進(jìn)行了研究，針對(duì)浮選精礦中鉛品位較低的問(wèn)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(qiáng)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(diǎn)，鉛回收率提高了12百分點(diǎn)，銀回收率提高了20.17百分點(diǎn)，全年增效90萬(wàn)元以上，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

劉占林等[17]針對(duì)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(shí)現(xiàn)了氰化尾渣中有價(jià)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(guò)對(duì)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(guò)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。王洪忠[18]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(guò)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。鄧元良等[19]開(kāi)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(duì)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(wèn)題，提出了優(yōu)化工藝的技術(shù)措施和有價(jià)元素綜合利用研究思路，為提高金精礦氰化尾渣有價(jià)金屬綜合利用提供依據(jù)。

1.3 堆浸氰化尾渣

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(jì)實(shí)用。堆浸流程是對(duì)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(guò)沉淀、熔煉/電解冶煉和吸附法回收金屬[20]。然而，堆浸氰化尾渣不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，而且會(huì)對(duì)人和動(dòng)物健康造成威脅[21]。

王守良[22]對(duì)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(wú)需采礦及粗碎礦石，日處理量可達(dá)150～200 t，直接經(jīng)濟(jì)效益顯著。

孫廣周等[23]針對(duì)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(wèn)題，采用全泥氰化—炭漿提金法進(jìn)行有價(jià)金屬金、銀的回收，實(shí)現(xiàn)了尾礦資源的二次利用。

胡強(qiáng)[24]針對(duì)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(diǎn)，通過(guò)對(duì)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(shí)踐提供了理論依據(jù)。

許國(guó)璋[25]對(duì)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(zhǎng)春黃金研究院有限公司針對(duì)江西某企業(yè)堆浸尾渣開(kāi)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(wú)害化及資源化利用等工作，開(kāi)發(fā)出了一種可行技術(shù)，對(duì)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(wú)害化淋洗后，通過(guò)可行的利用工藝，回收尾渣中有價(jià)物質(zhì)，降低氰化物含量，分選出的各粒級(jí)砂石經(jīng)鑒別后，在滿足相關(guān)環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、產(chǎn)品及污染控制要求的條件下，可作為建材原料使用。

2 浮選尾礦綜合利用

在金礦處理過(guò)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(jià)金屬，以及石英、云母、長(zhǎng)石等脈石礦物，浮選尾礦的二次利用對(duì)實(shí)現(xiàn)資源利用最大化十分重要。

王明莉等[26]對(duì)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。牛桂強(qiáng)[27]對(duì)焦家金礦浮選尾礦進(jìn)行分級(jí)，粗粒級(jí)再磨再選、細(xì)粒級(jí)再選綜合回收工藝，有效提高了尾礦金品位，帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效益，減少了尾礦資源的浪費(fèi)。

鎢是一種稀有金屬，白鎢礦單獨(dú)成礦少，多為伴生礦或伴生其他礦物。楊世中等[28] 開(kāi)展了回收某金礦浮選尾礦中鎢的研究，通過(guò)對(duì)浮選柱工作參數(shù)和藥劑制度進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)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。苑宏倩等[29]對(duì)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(zhǎng)石是浮選尾礦中含量較高的非金屬礦物，對(duì)其進(jìn)行分離富集，可創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值并有效提高資源綜合利用率。王楊等[30-31]對(duì)某金礦浮選尾礦中鉀長(zhǎng)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(zhǎng)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(yàn)。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 %。

王江飛[32]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(jí)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);該工藝在該金礦開(kāi)始進(jìn)行半工業(yè)試驗(yàn)，可實(shí)現(xiàn)較大的經(jīng)濟(jì)利益和較高尾礦綜合利用率。段樹(shù)桐等[33] 針對(duì)遼寧某金礦浮選尾礦長(zhǎng)石與石英伴生緊密且表面有鐵質(zhì)浸染的問(wèn)題，通過(guò)磁選去除鐵，氫氟酸作為活化劑分離長(zhǎng)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(zhǎng)石精砂，且滿足陶瓷釉料用長(zhǎng)石原料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

黃曼等[34]對(duì)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 %。劉江等[35]對(duì)太陽(yáng)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(jí)，磁選除鐵增加其白度，除鐵后的浮選尾礦經(jīng)過(guò)旋流器分級(jí)，最終獲得Al2O3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(jì)效益顯著，且減少了尾礦排放量，為類(lèi)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(diǎn)制備發(fā)泡陶瓷，不僅可以實(shí)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。朱建平等[36]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。譚明洋等[37]基于浮選尾礦的化學(xué)組成，研究了浮選尾礦制備水泥混合材料的可行性。通過(guò)對(duì)尾礦摻入量的優(yōu)化，制備水泥的安定性、凝結(jié)時(shí)間等滿足有關(guān)國(guó)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。段美學(xué)等[38]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(yàn)研究，通過(guò)對(duì)燒制條件的摸索，成功制備了堆積密度為736 kg/m3、筒壓強(qiáng)度為4.3 MPa、吸水率為7.9 %的陶粒。

3 結(jié)論與展望

中國(guó)生態(tài)文明建設(shè)進(jìn)入了以降碳為重點(diǎn)的戰(zhàn)略時(shí)期，實(shí)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(guó)內(nèi)不少科研學(xué)者對(duì)黃金尾礦綜合利用進(jìn)行了工藝探索和實(shí)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(jià)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(diǎn)關(guān)注利用過(guò)程中污染物情況，在無(wú)害化基礎(chǔ)上，推動(dòng)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(guò)程無(wú)害化體系。

3）積極推動(dòng)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(guò)程中，無(wú)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(jī)制。

黃金尾礦的綜合利用具有非常廣闊的發(fā)展前景，開(kāi)展尾礦資源回收利用，對(duì)緩解黃金資源短缺壓力，延長(zhǎng)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(kāi)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(lèi)、環(huán)境、資源和諧及可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的統(tǒng)一。

[參 考 文 獻(xiàn)]

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