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：隨著黃金的不斷開采，黃金尾礦的堆積量逐年增加，不僅浪費大量土地、破壞周邊環境，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關注的熱點問題，而黃金尾礦中金、銀、銅、鉛等金屬元素，石英和長石等非金屬礦物，以及硅鋁氧化物和硅酸鹽類物質具有回收利用價值和廣泛的工業用途。黃金尾礦的綜合利用對于黃金行業的健康發展和自然資源保護具有重要意義。針對黃金行業不同提金工藝產生的尾礦，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行綜述，以期為黃金尾礦的綜合利用研究提供參考。

關鍵詞：黃金尾礦;綜合利用;氰化尾渣，浮選尾礦;資源化

中圖分類號：TD926.5

文獻標志碼：A

文章編號：1001-1277（2022）02-0100-04

doi：10.11792/hj20220218

引 言

中國黃金礦產資源豐富。

中國黃金協會發布的《中國黃金年鑒2021》[1]顯示，近年來中國黃金資源量逐年穩定增長。按照新資源儲量分類，截至2020年底，全國黃金資源量為14 727.16 t。隨著黃金礦產資源不斷被開發，尾礦量也逐年增長，2019年、2020年中國黃金尾礦產量分別達到2.18億t和2.10億t[2]。雖然近幾十年來尾礦資源綜合利用一直在進行，但綜合利用率并不高，約為26 %，大多數尾礦堆存在尾礦庫。尾礦堆存不僅會增加企業生產成本，同時還占用土地，有著極大的安全環保風險[3]。2020年3月，應急管理部、國家發展改革委等八部委聯合印發了《防范化解尾礦庫安全風險工作方案》（應急〔2020〕15號），提出原則上尾礦庫數量只減不增。這對于尾礦利用率本就較低的黃金企業來說，未來極有可能面臨有礦生產、無庫堆存的窘境。

2019年，國家發展改革委修訂發布《產業結構調整指導目錄（2019年本）》，在黃金領域，鼓勵從尾礦及廢石中回收黃金，以及黃金冶煉有價元素高效綜合利用。2020年最新修定的《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》中明確指出，國家鼓勵和支持固體廢物產生單位研究開發固體廢物綜合利用、集中處置等新技術，推動固體廢物污染環境防治技術的發展;從事固體廢物綜合利用等固體廢物污染環境防治工作的企業，依照法律、行政法規規定，享受稅收優惠。盡管黃金尾礦的綜合利用仍然存在許多難題，但近年來中國黃金行業積極響應國家生態文明建設要求，不斷轉變發展方式、優化產業結構，黃金尾礦利用率正在穩步提升。本文從黃金行業不同提金工藝產生的尾礦類型入手，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粒級占90 %～95 %），先進行氰化浸出，再進行活性炭吸附—電解金泥—熔煉提純[4]。氰化物用量與金浸出率密切相關[5]。由于該工藝中須使用氰化物，產生大量的氰化尾渣，對環境產生危害。金礦石氰化尾渣中通常含有可回收的銅、鐵、鋅、鉛等元素，回收的精礦及有價金屬回收后的尾渣均可作為資源重新利用。

林俊領等[6] 針對新疆某金礦全泥氰化—炭吸附提金工藝產生的氰化尾渣進行有價物質銅回收研究，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 %，實現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象，根據其化學組分、物相組成、粒度分布等分析結果，確定采用分級脫泥—弱磁選—強磁選工藝進行處理;在最佳工藝條件下，獲得了產率為8.49 %、TFe品位為64.15 %的磁鐵精礦和產率為18.32 %、TFe品位為52.57 %的褐鐵精礦，磁選TFe總回收率達到45.54 %。該工藝實現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物質進行回收利用。何輝等[9]針對河南某氰化尾渣的特點進行了試驗研究，采用三精兩掃的浮選流程，獲得了品位為40.21 %、回收率高達91.44 %的硫精礦，并對硫精礦中金屬元素進行除雜處理。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，不僅降低了生產成本，而且對環境無污染，實現了礦山效益最大化。

金礦石氰化尾渣的建材化利用研究成為近年來的研究熱點。長春黃金研究院有限公司對吉林省某金礦氰化尾渣中礦物賦存形態和污染物組成特性進行分析研究，開發出了一種大摻量氰化尾渣制備輕集料生產工藝，經深度凈化處理后，產生的輕集料產品中有害物質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導則》要求。孫旭東等[10]采用金礦石氰化尾渣為主要原料，配以膨潤土、鈉長石、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用提供一定的參考價值。劉振華等[11]以某全泥氰化尾渣（主要含石英、長石、硫鐵礦）為原料，通過優化燒結條件，獲得了綜合性能較好的陶瓷制品。

鐵炭微電解工藝現已被廣泛研究，用于處理高濃度有機工業廢水、含砷廢水、含重金屬離子廢水等，但目前使用的原料價格較貴，限制了鐵炭微電解技術的推廣應用。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原位制備鐵炭微電解填料，并將其應用于模擬廢水的處理，實現“以廢治廢”的目的。

1.2 金精礦氰化尾渣

針對難處理金礦一般采用浮選預富集—浮選金精礦預處理—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優化尾渣浮選工藝來回收可用金屬，提高氰化尾渣利用效果。

趙志新等[15]通過對某金礦現場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，取得了較好的經濟效益，實現了綜合回收的目的。

王寶勝等[16]對金精礦氰化尾渣浮選回收鉛、銀進行了研究，針對浮選精礦中鉛品位較低的問題，采用高礦漿濃度下添加某新型藥劑預先攪拌處理—浮選精礦低濃度再選工藝，有效消除了泡沫發黏的負面影響，減少泡沫夾帶影響，增強了二次富集作用，提高了精礦質量;該工藝投產后鉛精礦品位提高了9.44百分點，鉛回收率提高了12百分點，銀回收率提高了20.17百分點，全年增效90萬元以上，取得了較好的經濟效益。

劉占林等[17]針對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，產出硫精礦、銅精礦、鉛精礦，實現了氰化尾渣中有價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指導。

通過對金精礦氰化尾渣分析可知，金、銀品位高是由于大部分金、銀以顯微和微細粒狀態被包裹在黃鐵礦、砷黃鐵礦等硫化礦物中，或部分被脈石礦物包裹，而通過常規磨礦很難使金、銀解離或暴露，因此氰化浸出指標低，導致氰化尾渣中金、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]開展了某金精礦氰化尾渣工藝礦物學研究，查明了尾渣的成分、礦物相對含量、硫化礦物特征、金的賦存狀態及其粒度特征，并分析了提金工藝存在的問題，提出了優化工藝的技術措施和有價元素綜合利用研究思路，為提高金精礦氰化尾渣有價金屬綜合利用提供依據。

1.3 堆浸氰化尾渣

堆浸工藝是黃金行業重要的提金工藝，該方法適用于低品位礦石大規模處理，經濟實用。堆浸流程是對礦石進行破碎，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對環境造成污染，而且會對人和動物健康造成威脅[21]。

王守良[22]對青海省灘間山金礦堆浸尾渣進行化學成分及物相分析，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需采礦及粗碎礦石，日處理量可達150～200 t，直接經濟效益顯著。

孫廣周等[23]針對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，部分金產于泥質中，部分半包裹—包裹于褐鐵礦及磁/赤鐵礦中，自然金粒度微細，為0.003～0.03 mm）在常規磨礦下金難解離，不利于金浸出率提高的問題，采用全泥氰化—炭漿提金法進行有價金屬金、銀的回收，實現了尾礦資源的二次利用。

胡強[24]針對梭羅溝金礦堆浸尾渣存在回收率低，粒度分布不均勻，細泥含量高的特點，通過對比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行處理，為該堆浸尾渣資源再利用的生產實踐提供了理論依據。

許國璋[25]對采用原礦破碎—氰化堆浸—活性炭吸附工藝流程中產生的大量氰化尾渣進行提金工藝優化，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境污染，有效提高了資源利用率。

長春黃金研究院有限公司針對江西某企業堆浸尾渣開展了污染物特性分析、產品工藝礦物學考查、堆浸尾渣無害化及資源化利用等工作，開發出了一種可行技術，對現有生產工藝進行技術改造。以堆浸尾渣為原料，無害化淋洗后，通過可行的利用工藝，回收尾渣中有價物質，降低氰化物含量，分選出的各粒級砂石經鑒別后，在滿足相關環境影響風險評估、產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固體廢物處理。由于浮選尾礦中仍存在有價金屬，以及石英、云母、長石等脈石礦物，浮選尾礦的二次利用對實現資源利用最大化十分重要。

王明莉等[26]對江西一元公司金礦浮選尾礦進行工藝礦物學研究，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[27]對焦家金礦浮選尾礦進行分級，粗粒級再磨再選、細粒級再選綜合回收工藝，有效提高了尾礦金品位，帶來較好的經濟效益，減少了尾礦資源的浪費。

鎢是一種稀有金屬，白鎢礦單獨成礦少，多為伴生礦或伴生其他礦物。楊世中等[28] 開展了回收某金礦浮選尾礦中鎢的研究，通過對浮選柱工作參數和藥劑制度進行優化，實現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 %。

石英與長石是浮選尾礦中含量較高的非金屬礦物，對其進行分離富集，可創造較大的經濟價值并有效提高資源綜合利用率。王楊等[30-31]對某金礦浮選尾礦中鉀長石和石英進行回收再利用研究，最終獲得K2O品位6.47 %的鉀長石精礦和SiO2品位99.91 %的石英產品，并用獲得的石英進行玻璃燒制試驗。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，回收率分別達到43.40 %和70.54 %，其中石英精礦可達到玻璃及陶瓷原料三級品的質量標準;該工藝在該金礦開始進行半工業試驗，可實現較大的經濟利益和較高尾礦綜合利用率。段樹桐等[33] 針對遼寧某金礦浮選尾礦長石與石英伴生緊密且表面有鐵質浸染的問題，通過磁選去除鐵，氫氟酸作為活化劑分離長石，磨礦控制粒度在0.33 mm以下，能夠獲得產率39.36 %，K2O品位9.62 %、K2O回收率57.72 %的長石精砂，且滿足陶瓷釉料用長石原料的質量標準。

黃曼等[34]對山東新城金礦浮選尾礦中絹云母回收工藝進行了優化研究，確定十八胺與煤油作為捕收劑、硫酸作為調整劑、水玻璃作為抑制劑的藥劑組合，經一粗一掃兩精流程處理后，絹云母總回收率達到65.84 %。劉江等[35]對太陽坪金礦浮選尾礦進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，磁選除鐵增加其白度，除鐵后的浮選尾礦經過旋流器分級，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濟效益顯著，且減少了尾礦排放量，為類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成分與傳統陶瓷相似，利用其成分特點制備發泡陶瓷，不僅可以實現尾礦的資源化利用，提高尾礦的利用率，還可以避免產生二次污染。朱建平等[36]以浮選尾礦為主要原料，SiC作為發泡劑，高溫制備發泡陶瓷。譚明洋等[37]基于浮選尾礦的化學組成，研究了浮選尾礦制備水泥混合材料的可行性。通過對尾礦摻入量的優化，制備水泥的安定性、凝結時間等滿足有關國家標準要求，這一研究為浮選尾礦建材化利用提供了新方向。段美學等[38]以金礦尾礦為主要原料，粉煤灰等作為輔助原料進行燒制陶粒的試驗研究，通過對燒制條件的摸索，成功制備了堆積密度為736 kg/m3、筒壓強度為4.3 MPa、吸水率為7.9 %的陶粒。

3 結論與展望

中國生態文明建設進入了以降碳為重點的戰略時期，實現減污降碳協同增效。黃金行業尾礦綜合利用一面連接減污，一面連接降碳，值得進行深入研究和推廣。目前，國內不少科研學者對黃金尾礦綜合利用進行了工藝探索和實踐，但仍需要進行更加深入的研究。

1）提高黃金尾礦整體利用率，以回收有價金屬為主的研究方向，進行大摻量氰化尾渣綜合利用研究，真正達到黃金尾礦減量化與資源化的目的。

2）重點關注利用過程中污染物情況，在無害化基礎上，推動減量化和資源化，從污染物賦存狀態、遷移轉化規律、去除控制技術方面入手，形成全過程無害化體系。

3）積極推動相關標準、規范建立，尤其是氰化尾渣在綜合利用過程中，無相關環保和產品標準可依，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狀，形成合力和體系，完成集群化和集約化，完善跨區域綜合利用協同推進機制。

黃金尾礦的綜合利用具有非常廣闊的發展前景，開展尾礦資源回收利用，對緩解黃金資源短缺壓力，延長黃金礦山服務年限具有重要作用。黃金礦山企業應充分開發黃金尾礦，最大限度使黃金尾礦資源化、利用化，達到人類、環境、資源和諧及可持續發展，實現環境效益、經濟效益與社會效益的統一。

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