金尾矿综合利用研究

摘要：中国黄金企业每年都会产生大量金矿尾矿，尾矿中不仅含有许多有用组分，而且合理利用尾矿资源会带来良好的经济效益。

由于技术条件限制，大多数尾矿只能堆存处理，不仅浪费资源，占用大量土地，还会污染环境，造成一系列问题。

目前，尾矿综合利用主要体现在回收有用元素、制备建筑材料、矿山填充、复垦造田几个方面。

关键词：金矿、尾矿、综合利用前言黄金是国家实行保护性政策的特定矿种，被广泛应用于珠宝首饰、电子、通讯、航空航天等领域，在应对金融危机、保障国家经济安全方面具有特殊作用[1]。

随着经济的快速发展，我国对黄金的需求量日益增长。

近年我国黄金产率不断增长，中国逐渐成为第一产金大国。

在发展的同时，我们也应看到不利的一面，主要表现在对尾矿的处置方面。

我国的黄金矿山企业对金尾矿综合利用水平不高，浪费宝贵的矿产资源。

一、中国黄金资源概述1.1 中国黄金工业历程中华民族5000多年的文明历史中，黄金的使用历史已有4000多年，和埃及、印度、古罗马等国家成为最早使用黄金及其合金的国家。

其实，是埃及人最早地发现了熔金的方法，将金矿石放在一个简单地泥造的煲内加热，待金熔后倒出，金矿石中地其他杂质便被泥煲吸收，以此将金和其他金属杂质分开，得到金。

同时，罗马人也对早期开采金矿有巨大地贡献。

那个时期，还并未发明炸药，罗马人便利用热胀冷缩的原理，先将金矿石用高温及冷却的程序来打碎，然后用水压方法分离金矿石中的金属，令金的产量高增。

唐朝的时候，当时的人们不仅懂得了将金熔化和冶炼的一些方法，还用锤子将冶炼好的金锤成薄片，将得到的金制成发丝般粗细来编织，称为“织金”。

到宋代的时候，采金的技术得到更进一步的发展，是中国在采金运作史上的高潮，除原始的淘沙方法取金外，还发掘了地下矿场。

直到清朝光绪十四年（公元1888年），最高产金量达到每年13542公斤，在世界产金国中排第五位。

此后，在抗日战争期间，矿业一度被迫中断，至建国以来，国家发展经济，矿业才逐渐兴盛。

到1982年，中国调整经济政策开始恢复黄金饰物的买卖，黄金饰物随着经济改革逐渐普及。

此后，许多大型矿业企业兴起，矿业行业稳步前进[2]。

1.2 中国黄金资源特点目前，全球的金矿查明资源储量大约有10万吨，主要分布在南非、俄罗斯、中国、澳大利亚、印度尼西亚、美国等国家[3]。

我国已查明黄金资源储量超过1万t，金矿资源可分为岩金、伴生金和砂金三大类，比例为75：15：15。

岩金是目前金矿企业主要开发的对象。

数据显示，我国近年黄金消费总量已达420吨，约占亚洲黄金总消费量的65％，占世界总消费量的15％左右[4]。

我国黄金资源主要有以下几个方面的特点[5]：a.我国金矿资源储量丰富，矿床类型繁多，但缺少世界级的大型矿床。

金矿床的类型繁多，金矿床的工业类型主要有：石英脉型、破碎带蚀变岩型、细脉浸染型（花岗岩型）、构造蚀变岩型、铁帽型、火山－次火山热液型、微细粒浸染型等矿床。

其中主要产生于破碎带蚀变岩型、石英脉型，三者约占金矿总储量的94%。

b.大型、特大型金矿床少，中小型金矿床多。

大型、超大型矿床只占9.58%、中型矿床数量占24.55%、小型矿床数量占65.87%。

由此可见，我国金矿储量规模在数量上，中小型矿床占绝对多数，大型矿床为数不多。

c.资源分布广泛，储量相对集中中国金矿分布广泛，据数据统计我国有1000多个县（旗）分布有金矿资源。

但是，已探明的金矿储量却相对集中于我国的东部和中部地区，东部中部的储量约占全国总储量的75%以上，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；其他储量超过百吨的省（区）有辽宁、吉林、湖北、贵州、云南；山东省岩金储量达593.61t，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27.7%，次为四川占21.8%,两省合计几乎占砂金保有储量的一半。

d.金矿床中富矿少，中等品味多，品味变化大，贫富差距悬殊。

总起来看，我国金矿存在岩金矿、砂金矿品味偏低，富矿储量极少等问题。

e.伴生金储量占有重要位置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，所以伴生金储量丰富也是中国金矿资源的一大特点。

中国伴生金储量约占全国总量的百分之三十，绝大部分来自铜矿石，少量来自铅锌矿石，主要集中在江西、甘肃、安徽、湖北、湖南五省约占伴生金储量的70%，其中江西居第一位。

f.金矿成矿时代广泛，可以形成于各个地质时期根据中国已知金矿成矿研究资料，可分为元古宙、太古宙、新生代和古生代五个成矿期，根据地质矿产研究所统计，前寒武纪金矿储量约占56.5%，中生代约占36%，古生代占7.4%。

二、黄金尾矿性质通常情况下，黄金尾矿呈碱性（PH>10），尾矿中二氧化硅、氧化钙含量较高，同时含有一定量的氧化铁、氧化镁、氧化铝以及少量金、银、铜、铅、锌等贵金属重金属元素[6]。

尾矿中伴随着闪锌矿、各类方铅矿、冶炼成的黄铜矿。

提金尾渣中的金主要以自然金形式产出，自然金纯度高，含杂质少。

通过光学显微镜及电子显微镜观察发现:自然金主要呈微细粒嵌布于赤铁矿、黄铁矿及毒砂裂隙或被包裹于其中，少部分呈单体金产出。

赤铁矿、磁赤铁矿是提金尾渣中的主要金属矿物，而黄铁矿、磁黄铁矿是提金尾渣中的主要硫化矿物，它们都是金的主要载体。

赤铁矿、磁赤铁矿是黄铁矿、毒砂等硫化铁矿物氧化焙烧形成，呈多孔状产出。

在赤铁矿、磁赤铁矿中有时可见焙烧残余的磁黄铁矿。

磁赤铁矿磁性较弱，部分呈独立的多孔状颗粒，部分与赤铁矿紧密共生，难以分辨二者的边界。

黄铁矿主要呈致密的中、细粒状单体，有的包裹于脉石矿物中。

磁黄铁矿是黄铁矿氧化焙烧的中间产物，主要呈多孔状、蠕虫状与赤铁矿、磁赤铁矿紧密共生[7]。

三、黄金尾矿存在的问题黄金尾矿排放量大，中国每年在黄金选冶过程中产生超过5000万t的固体废弃物，并且废弃物数量逐年递增，这些固体废弃物主要是选矿产生的尾矿和冶炼后的氰渣[8]。

由于不能及时有效处理这些废弃物，所以废弃物的存放成了一个亟需解决的问题。

尾矿问题主要体现在以下几个方面：占用大量土地。

目前，我国绝大多数矿山企业对尾矿进行堆存处理，堆存不仅占用大量土地，而且堆存占用的土地面积以每年300-400平方千米的速度增长，毁坏大量农用和林用土地。

浪费大量矿产资源。

由于我国大量金矿石品味较低，并且多为伴生矿，矿物嵌布粒度细，回收率普遍较低。

而尾矿中不仅含有可再选的金属矿和非金属矿等有用组分，其中不可再选的最终尾矿也有不少用途，致使每年浪费于尾矿中的有用组分相当巨大。

尤其是一些早年的尾矿库，有用组分更多，资源浪费尤其严重。

污染生态环境。

金尾矿对环境的污染主要是尾矿扬尘和尾矿中残留的选矿药剂（如黄药、浮选油、氰化物等）两个方面。

金尾矿颗粒极细，一般选矿流程中要求颗粒细度达到－74μm60%以上，致使尾矿遇到大风天气极易产生扬尘，不仅危害到周围居民的正常生活，还污染空气；另外尾矿成分及残留选矿药剂对生态环境的破坏严重，尤其是硫化物产生酸性水进一步淋浸重金属，药剂容易渗入地下，污染地下水和周边环境，对整个生态环境造成危害。

尾矿库存在重大安全隐患。

尾矿堆存时易流动和塌漏，造成植被破坏和伤人事故，尤其在雨季极易引起塌陷和滑坡。

随着坝高的增加，尤其是超过100米的大型尾矿坝，一旦发生事故，其破坏力和经济损失都是不可估量的。

因此，尾矿库的安全问题不容忽视。

四、黄金尾矿资源化利用现状随着世界经济的快速发展，对矿产资源的需求越开越强烈，尾矿资源的问题也亟需解决。

实现无尾矿生产是国际矿业开发的最高目标，矿山尾矿(砂)资源的综合开发利用是大势所趋，如有色金属矿床大多数是金属矿床，共生和伴生着许多种有用矿物，对其综合回收问题愈来愈受到人们的重视。

国外对矿产资源的综合利用主要体现在三个方向：一是，发展无废生产工艺；二是，采用再资源化新技术；三是，优化产品应用途径[9]。

我国尾矿资源开发利用的研究程度和实际利用水平都明显落后于某些发达国家，基本处于起步阶段，大多停留在回收有价金属组分的阶段，即使有少量研究者和企业利用尾矿生产涂料、填料、建筑材料，其数量少、规模小，尚达不到减量化和资源化的目的。

但近年来，我国在尾矿开发利用方面取得了一定成绩，主要体现在以下几个方面：回收有价元素。

我国的许多黄金矿石中，由于大部分含有铜、铅、锌、铁、硫等元素，所以在氰化后的尾渣中不仅可以回收金银以，还可以回收数量相当可观的伴生金属。

目前，黄金企业尾渣中有价元素的综合回收工作主要集中在金、银、铁、铜、铅、锌、硫等。

由于金通常和黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等矿种共生，而且随着矿石各元素的含量不同，共生矿也会有所差异，通常在氰化提金之后综合回收铜、铅、锌。

黄金冶炼尾渣中通常含有一定量的金银，对尾渣进行一定处理，可回收其中的金银。

薛光等[10]通过试验提出一种从焙烧氰化尾渣中回收金、银的工艺方法。

将氰化尾渣加添加剂再磨至粒度小于38 μm粒子质量分数大于95%，以除去矿样中砷，并使氰化尾渣中脉石包裹的金、银暴露。

然后用30%（质量分数）除杂剂加热浸取杂质，并除去金矿物表面钝化膜。

处理后的矿样采用氰化法浸取金、银。

试验结果表明，该工艺可使焙砂氰化尾渣中金、银的氰化浸出率分别达到65.00%和41.49%。

用作建筑材料。

从金矿尾渣中回收有价金属元素等方法，仅能实现对尾渣中少量的有价元素的提取，并不能有效量化减少尾渣堆存数量，并不能从根本上解决金矿尾渣侵占土地、破坏生态环境和影响周围居民生活等重大问题。

由于我国黄金矿床类型复杂，围岩的种类多种多样，部分矿床中含有较少的金属矿物，而脉石矿物比较纯净[11]。

因此，尾渣可以作为重要的非金属原料或建筑材料来直接加工利用。

朱敏聪等[12]将金矿尾渣和生石灰石膏按照一定比例混合后，采用高温蒸压养护工艺制备出的抗压砖，抗压强度可以达到MU15级。

刘心中等[13]以黄金尾渣为主要原料，根据尾砂成分的主要特点，引入MgO,CaO等成分，形成Ca0-A120 3SiO2系微晶玻璃，并以此作为基体，添加各种着色剂等助剂后，可以制成各种颜色的微晶玻璃花岗石。

矿山填充。

目前，一个直接利用尾渣最行之有效的方法，就是利用尾渣回填矿山的采空区。

尤其对于那些一方面不方便设置尾渣库，另一方面当地的建筑材料市场又比较小的矿山企业，利用尾渣回填采空区的综合利用方法就有较大的环境和经济意义。

由于矿山企业在开采矿产资源时，会对矿山的地下造成大量的采空区，近年来新闻上也不断出现矿山采空区地陷的报道，这不仅给当地的居民带来重大的财产损失，居民的日常生活也存有安全隐患。

因此，许多矿山企业已经认识到问题严重性，开时考虑对废置的矿井矿坑等采空区进行回填，黄金尾渣是作为一种较好的填充料，可以就地取材、废物利用，还可以为矿山企业节省采集、破碎、运输等生产填充料碎石的费用。