某金尾礦綜合利用及二次尾礦復墾土壤初步分析

王 楊，陳留慧

（1.遼寧萬隆科技研發有限公司長沙分公司，湖南長沙 410002；2.中南大學資源加工與生物工程學院，湖南長沙 410083）

隨著我國經濟快速發展，黃金的生產量日益增加，導致尾礦量日益增多。尾礦堆存不僅占用大量土地，浪費資源，而且嚴重威脅生態環境。金尾礦中含有大量有價金屬和非金屬元素，綜合利用價值較大，是寶貴的二次資源；

目前常見的金尾礦綜合利用方法有：（1）回收金、鎢等有價金屬礦物［1～3］；（2）回收石英、長石、絹云母等非金屬礦物［4～6］；（3）用作建筑材料等［7～10］。

本文針對山東某金尾礦，在回收金、絹云母、鉀長石和石英的基礎上，對二次尾礦復墾壤的相關參數進行初步檢測分析，并與原尾礦對比，為下一步大規模復墾土壤提供依據。

1 尾礦性質

原尾礦的多元素分析結果見表1，主要礦物組成及相對含量見表2。

表1 多元素分析結果 %

表2 主要礦物組成及相對含量 %

從表1可以看出，有用元素為Au、SiO2和K2O，含量分別為0.2g／t、72.81%和4.21%。從表2可以看出，該尾礦的主要金屬礦物為磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦和磁黃鐵礦等；主要非金屬礦物為石英和長石，含量分別達到40.1%和42.3%，有回收價值。其它非金屬礦物有方解石、絹云母、白云母、角閃石等，其中絹云母含量7.4%，有一定回收價值。

2 尾礦綜合利用

首先對金尾礦在0.074 mm進行分級，-0.074 mm試樣再進行分級，-0.074 mm ～+10μm試樣為二次尾礦，-10μm試樣為絹云母精礦；+0.074 mm試樣在磨礦細度-0.074 mm占86.79%時，首先進行強磁選一粗一掃得磁選金精礦，粗選磁場強度1.0 T，掃選磁場強度1.3 T；磁選尾礦再次脫掉細泥，細泥中+10μm試樣為二次尾礦，-10μm試樣為絹云母精礦；脫泥沉砂調漿后給入浮選機，采用碳酸鈉調整pH值8.0，硫酸銅為活化劑，用丁黃藥和2＃油浮選得金精礦；浮選尾礦利用稀硫酸調整pH值2～3，用十二胺一粗一掃浮選雜質，雜質為二次尾礦；再利用氫氟酸活化長石，用十二胺作捕收劑，浮選得鉀長石精礦，長石浮選尾礦繼續利用十二胺進行反浮選除雜提純，得石英精礦，浮選雜質為二次尾礦；此綜合利用流程可獲得產率3.54%、Al2O3含量16.78%的絹云母精礦；產率14.73%、Au品位0.36 g／t的磁選金精礦；產率1.85%、Au品位 3.19 g／t的金粗精礦；產率9.79%、K2O品位7.34%的鉀長石精礦；產率14.47%、SiO2品位99.45%的石英精礦。所有二次尾礦礦漿混合后，首先加入石灰調整礦漿的pH值至7～8，再加入10 g／t聚丙烯酰胺絮凝濃縮，濃縮后用于復墾土壤，廢水處理后回用。試驗流程如圖1所示。

圖1 金尾礦綜合利用原則工藝流程圖

3 二次尾礦復墾土壤初步分析

主要對二次尾礦進行土壤物理性質和養分的檢測，并與原尾礦對比。

3.1 物理性質檢測分析

3.1.1 容重檢測分析

土壤容重與土壤質地、壓實狀況及土壤顆粒密度有關。土壤越疏松多孔，容重越小，土壤越緊實，容重越大。一般結構差的土壤（如砂土），土壤容重在1.4～1.7 g／cm3之間；而結構好的土壤（如農業土壤），容重在1.1～1.4 g／cm3之間。容重檢測結果見表3，從表3可以看出，二次尾礦容重為1.13 g／cm3結構較好，達到農業土壤標準，原尾礦容重1.53 g／cm3，結構較差，屬于砂土。

表3 容重檢測結果 g／cm3

3.1.2 最大持水量檢測分析

土壤最大持水量是指在自然條件下，土壤孔隙全部充滿水分時的含水量，包括毛管孔隙和非毛管孔隙。它代表土壤最大容水能力。在沙質土壤中，最大持水量在250～600 g／kg范圍內，而有機土如泥炭土或腐泥土的最大持水量可達1 000 g／kg。最大持水量檢測結果見表4，從表4看出，二次尾礦的最大持水量較原尾礦顯著增加，但仍屬于砂土，與農業土壤還有一定差距。

表4 最大持水量分析結果 g／kg

3.1.3 毛管持水量檢測分析

毛管持水量是指土壤中所能保持的毛管上升水的最大數量。一般在田間持水量和飽和持水量之間變化，是對作物有效的水分。檢測結果見表5，從表5可以看出，二次尾礦的毛管持水量為278.25 g／kg，顯著高于原尾礦的201.13 g／kg，兩者都屬于壤土范疇。

表5 毛管持水量分析結果 g／kg

3.2 養分檢測分析

3.2.1 pH值檢測分析

土壤pH通常用以衡量土壤酸堿反應的強弱。檢測結果見表6，從表6可以看出，二次尾礦和原尾礦的pH值相差不大，均為堿性土。

3.2.2 有機質檢測分析

有機質是土壤養分的主要來源，能促進土壤結構形成，改善土壤物理性質，改變土壤孔隙度，提高土壤蓄水能力；增加土壤的肥力和提高土壤緩沖性能，能促進作物生長發育；同時也有助于消除土壤的污染。檢測結果見表7，從表7可以看出，二次尾礦和原尾礦的有機質均處于極缺水平。

表6 pH值分析結果

表7 有機質檢測結果 g／kg

3.2.3 全磷檢測分析

全磷指的是土壤全磷量即磷的總貯量，包括有機磷和無機磷兩大類。土壤中的磷素大部分是以遲效性狀態存在，因此土壤全磷含量并不能作為土壤磷素供應的指標，全磷含量高時并不意味著磷素供應充足，而全磷含量低于某一水平時，卻可能意味著磷素供應不足。檢測結果見表8，從表8可以看出，二次尾礦和原尾礦的全磷含量均在0.2～0.3 g／kg之間，均處于極缺水平。

表8 全磷檢測結果 g／kg

3.2.4 有效磷檢測分析

有效磷是指土壤中可被植物吸收利用的磷的總稱。土壤有效磷是土壤磷素養分供應水平高低的指標。檢測結果見表9，從表9可以看出，二次尾礦和原尾礦的有效磷均處于極缺水平。

表9 有效磷檢測結果 mg／kg

3.2.5 全氮檢測分析

土壤中有機態氮與無機態氮的總和稱土壤全氮。土壤氮素絕大部分來自有機質，故有機質的含量與全氮含量成正相關。土壤中的全氮含量代表著土壤氮素的總貯量和供氮潛力。檢測結果見表10，從表10中可以看出，二次尾礦和原尾礦的全氮均處于極缺水平，與有機質檢測結果吻合。

表10 全氮檢測結果 g／kg

3.2.6 速效鉀檢測分析

速效鉀，是指土壤中易被作物吸收利用的鉀。檢測結果見表11，從表11可以看出，二次尾礦和原尾礦的速效鉀均處于中等水平，這應與尾礦中鉀長石含量較高有關。

表11 速效鉀檢測結果 mg／kg

3.2.7 陽離子交換量檢測分析

陽離子交換量（CEC，Cation Exchange Capacity）是指土壤膠體所能吸附各種陽離子的總量的大小，基本上代表了土壤可能保持的養分數量，即保肥性的高低，CEC的大小，可作為評價土壤保肥能力的指標。CEC是土壤緩沖性能的主要來源，是改良土壤和合理施肥的重要依據。檢測結果見表12，從表12可以看出，二次尾礦和原尾礦的CEC含量在2～3 coml／kg，均處于極缺水平。

表12 陽離子交換量檢測結果cmol／kg

4 結 論

1.通過對金尾礦綜合利用，可獲得產率3.54%、Al2O3含量16.78%的絹云母精礦；產率14.73%、Au品位0.36 g／t的磁選金精礦；產率1.85%、Au品位3.19 g／t的金粗精礦；產率9.79%、K2O品位7.34%的鉀長石精礦；產率14.47%、SiO2品位99.45%的石英精礦，總尾礦經處理后為二次尾礦。

2.對二次尾礦和原尾礦進行土壤基本參數的檢測分析表明，二次尾礦的容重為1.13 g／cm3、最大持水量為 356.15 g／kg、毛管持水量為 278.25 g／kg，較原尾礦均有大幅提高，容重和毛管持水量均達到農業土壤標準；土壤養分方面，二次尾礦和原尾礦pH分別為7.8和7.6，均為堿性土；兩者的速效鉀含量分別為125.87 mg／kg和 124.46 mg／kg，均達到中等標準；但有機質、全磷、有效磷和全氮等方面都處于極缺水平，需在后續的復墾過程中進行補充。