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黄金矿产资源综合利用现状与发展趋势

发布日期:2018-04-21   来源:矿道网   投稿者:蒋先生   浏览次数:3203

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       随着我国国民经济快速稳定发展对资源的需求加快,黄金科技进步不断扩展黄金资源开发的范围,从性质单一的易处理黄金资源,迅速发展到含砷、含硫及含复杂金属的难处理金矿资源领域。黄金资源也由天然矿产资源迅速扩展到人工资源。天然矿产资源是指金经过各种自然过程,在地壳某些地域发生富集而形成的矿床。而人工资源,指的是人类开发矿床过程中所产生的各种含金废弃物和各种以黄金为原料的产品使用后最终被废弃的可回收物(图1)。在现代,废弃物常常被称为是“在不同时间和空间被放在错误地点的原料”,这已经是不争的事实。20世纪90年代以来,我国黄金工业含氰废水、尾矿及难处理金矿的综合利用技术得到快速发展,比如,贫液全循环、Cotl,s酸法综合回收氰化物、难处理金矿预氧化及尾渣资源化无害化等综合利用技术,为黄金工业的可持续发展作了突出的贡献。

一、天然黄金资源开发利用状况

1.资源储量及其特点

截止2006年底,全国查明黄金资源储量4997吨,其中,岩金3198吨,砂金523吨,伴生金1276吨。而在可采矿区查明黄金资源储量中,基础储量为1857.2吨,其中,岩金1201.5吨,砂金180.2吨,伴生金473.5吨,分别占总量的64.7%、9.7%和25.5%;查明资源量2609.5吨,其中,岩金1615吨,砂金289.6吨,伴生金为704.9吨,分别占总量的61.9%、11.1%和27%。按2005年的开采水平,目前我国黄金基础储量的静态保证年限只有8年。

总体上看,我国金矿大型矿床较少,以中小型矿床为主。大中小型矿床的比例为6:12:82。其中,90%是中小型矿床,而缺少__超大型金矿。矿床品位不高, 岩金矿中 6g/t以下的中低品位矿床占83%以上,其中<3g/t占27%;砂金矿中,品位0.25g/m 3 以下的矿床占64%。

含金工业矿物有20余种,其中最常见的是自然金、银金矿和金银矿,其次是碲金矿和碲金银矿。根据选矿工艺要求,金矿石可分为5种类型:贫硫化物金矿石、高硫化物金矿石、多金属硫化物含金矿石、含金铜矿石、含碲金矿石、含金氧化矿石。

低品位矿和暂难利用的金资源比例大,是我国金矿资源的一大特点。其中,难利用资源 储量占全国保有资源储量的15%,主要是微细粒浸染型金矿床。这类金矿储量大,埋藏浅,易于大规模露采,但品位低,颗粒微细,富碳或富硫、砷,选冶技术尚 不 过关,故暂难利用。 低品位矿则占查明金矿资源的1/3左右。

2.开发利用现状

岩金矿床一般赋存形态复杂,品位低,分布不均匀,使得开采条件复杂,矿体边角等部位回采难度大,资源丢失量大。部分探明矿床硫、砷等有害成分含量高,使得这些矿山目前只能利用氧化矿石。

砂金矿虽然有着易采,易选,投资少,建设周期短,成本低,有利于群采的特点,但过度的开发容易造成破坏河道航行、破坏生态等环境问题。砂金在国内外都是金的重要矿床类型。我国砂金矿床的开采主要有采金船和机械化露天开采两种方式。目前,砂金矿资源已近枯竭。尚存的资源由于环境保护方面的原因多数不能利用。

伴生金主要随主产矿的开发而利用,当然,其中也有个提高伴生矿产选矿回收率的问题。

2005年,我国黄金产量224.05 吨,其中,由黄金矿山生产的192.68吨,占86%;由有色金属矿山生产的副产金31.37吨,占14%。目前,国内已基本形成胶东、小秦岭、黑龙江、粤西-海南、河北、陕甘川交界三角区等6大黄金生产基地。

我国黄金生产集中度不高。据2006 年的统计,全国共有金矿山1757 处,其中大型矿山23 处, 占金矿山总数的1.3%;中型矿山69 处,占3.93%;小型矿山619 处,占35.23%;规模以下小矿1046 处,占59.54%。

大、中、小型(包括规模以下小矿)岩金矿山年金矿产量分别约占全国产量的13%、26%、60%。伴生金矿虽然储量占全国岩金储量的1/3,且规模较大,大型以上占1/3,但产量却不到总产量的15%,目前尚有1/3的伴生金储量未被利用。

随着金矿的大规模开采,易于采选的金矿资源储量减少,品位下降,赋存条件复杂,低品位矿、品位分布极不均匀矿、难采矿矿石数量增加, 矿石损失率偏高。

目前全国岩金矿山金的采矿回收率平均为77%,选矿回收率平均为86%,岩金 采选综合回收率66.2%;其中, 地下开采采矿回收率平均为81%,选矿回收率平均为88.3%;露天开采采矿回收率平均为81.1%,选矿回收率平均为78%;估计设计阶段露天矿山资源利用率为98%,开采产量约占全部金矿山产量的1/4,地下矿山资源利用率为90%,开采产量约占全部金矿山产量的3/4,据此估计设计阶段资源利用率为92%; 砂金矿 山资源已近枯竭,产量很小,不予考虑。黄金冶炼回收率平均按98.5%计算,则我国黄金矿山总的 资源综合回收率 应为60%。

灵宝黄金集团公司2004年投资500万元对所属的枪马金矿分公司、?鑫分公司的选厂进行了技术改造,使选矿工艺流程由原来的汞选+浮选,改为了重选+浮选工艺流程。改造后,根除了环境污染;使规模由原来日处理800t增加到1000t,相当于新建一个日处理200t选厂;选矿回收率也由原来的90%提高到92.3%。 2005年又投资60多万元,完成了?鑫金矿分公司500t/d选厂2号球磨机的更新改造,使设备运转率比过去提高2%,每处理1t矿石维修成本下降0.5元,按年处理矿石22万t计算,年节约费用11万元。

二、我国黄金资源综合利用的进展

1、清洁生产使含氰废水基本实现零排放

人类黄金生产技术,从原始人工淘沙的自然法开始,经历了混汞法、重选法、氰化法的不同阶段,目前又进一步开发出生物预氧化-氰化法、焙烧预氧化-氰化法、压热法等。其中,世界黄金产量的80%是采用氰化提金技术获得的。虽然氰化物有剧毒,但目前还没有一种适宜的浸金溶剂能够代替,氰化提金工艺至今以及未来几十年内,在黄金生产领域仍将占居主导地位。随着科技的不断进步,氰化物治理技术也得到了快速发展,比如碱氯法、电化学氧化法、酸化法、自然净化法、离子交换树脂法、活性炭吸附氧化法、因科法、OOT法、过氧化氢氧化法、生物法及全循环工艺等,已应用到工业实践中。其中,资源综合利用领域最有效的方法是全循环工艺,但实现全循环工艺需要两个必要条件:一是废水循环后氰化工艺水量平衡;二是废水循环不致于使浸出液中各种杂质浓度积累到影响氰化指标的程度。既然废水中杂质(Cu、Pb、Zn、Fe、有机物等)积累后会影响金的回收率,从这些杂质中综合回收有价元素更有必要。通过对这些杂质的不断回收,提高氰化指标,可实现经济、环保双重效益。

长春黄金研究院和辽宁天利金业有限责任公司合作开发的《含硫氰酸盐、氰化物贫液综合治理技术及成套设备研究与应用》项目,在国内率先对黄金氰化厂存在的含硫氰酸盐及氰化物贫液进行回收治理,采用所发明的Cotl’s酸法,从硫氰酸盐中再生氰化物,将自行研制的高效节能型酸化氧化反应器与后续的砷、氰化物和砷深度处理流程有机地衔接起来,使该工艺流程简单实用,技术先进。贫液经治理后,其中的氰化物残留率仅为1.3%,硫氰酸盐的氧化率为99.83%;而从硫氰酸盐中氰化物回收率为86.27%,超过了国外的其它相关先进技术。同时,通过贫液综合治理应用,优化了氰化工艺,金浸出率提高了0.87个百分点。该项目的实施,实现了环境效益、经济效益和社会效益的统筹兼顾,其整体技术水平达到国际先进水平,其中从硫氰酸盐中再生氰化物设备属于国际首创。

2、开发利用 难处理金矿资源取得重大突破

我国的难处理金矿资源储量丰富,近年来业内专家普遍分析认为,约在1000~1200t左右。尽管每年都有几个难处理金矿床被开发利用,但随着开发的进程,深部的资源又被不断地探明,所以国内的难处理金矿资源在探明的保有储量中,所占的比例一直被认为维持在1/3左右。能够使 难处理金矿石得以开发利用的生物氧化、压热氧化、焙烧氧化预处理工艺,目前已经填补了我国黄金工业生产的空白。

传统焙烧工艺是国内最早应用于复杂金精矿的预处理工艺,较早建成并正常运行的焙烧厂有五座(中原黄金冶炼厂、山东招远国大、牟平东方、辽宁新都、灵宝黄金冶炼厂),总生产能力达1100t/d左右,但所采用的工艺都为一段焙烧氧化提金工艺, 有许多技术环节尚需在工业生产中加以调整。 2002年,山东国大黄金冶炼厂与南京化工研究院和北京矿冶研究总院合作,在原100t/d系列的一段焙烧基础上,进行了两段沸腾焙烧工艺的改造。由于该项目的二段焙烧分别在二台沸腾焙烧炉内进行,最大限度地实现了综合回收目的。 “十五”期间,长春黄金研究院以原矿两段沸腾焙烧提金新工艺工程化技术开发为目标的紫木凼高技术产业化示范工程,生产能力已达到1000t/d原矿,是国内最大的金矿焙烧装置。而且,由于该工艺的适应性强,生产成本相对较低,因此在国内已显示出良好的发展前景。

热压氧化工艺的研究开发,起步于国家的“九五”科技攻关项目。1997年至1999年期间,长春黄金研究院与核工业北京化工冶金研究院合作,针对吉林浑江金矿的难处理原矿,通过采用碱性热压氧化-釜内快速氰化提金工艺技术,有效地氧化分解了载金硫化物,使金浸出率从直接氰化的低于47%提高到92%以上。而且,还完成了800~1000kg/d的扩大性试验。由于该工艺采用的是碱性热压工艺,氧化过程的温度和压力相对比国外的酸性热压技术要低,应该更加适合于我们的国情。山东金翅岭金矿建设的压热氧化工艺采用的是酸性体系,该提金厂于2002年6月投产,采用的是压热催化氧化预处理-氰化提金工艺(COAL法), 100t/d规模的压力氧化厂正进入工业试运行阶段。 另外,紫金矿业集团的矿冶研究院也开展过1t/d规模的压热氧化预处理工艺的试验。

细菌氧化工艺虽然是比较新的工艺,但在国内却是发展最迅速的,它目前在国内的工业化应用程度和受青睐程度,已远远超过前两种工艺,这完全得益于各个科研院所做的大量试验研究和探索工作。目前,正在从事细菌氧化工艺研究的科研单位不低于十家,如长春黄金研究院、东北大学、吉林冶金研究院和北京矿冶研究总院等,这些研究单位针对国内的难处理金精矿,做了大量的试验研究工作。其中,长春黄金研究院已形成了较为完善的工艺研究系统,2000年12月,在烟台黄金冶炼厂成功地建成了国内__家50 t/d 规模的生物氧化-氰化锌粉工艺提金示范厂;其后在2002年,由该院承担并建设了国家发改委的高新技术产业化示范工程项目?--辽宁天利150t(金精矿)/d级生物氧化提金厂,通过技术鉴定,其中,浸矿菌株的筛选、培养、驯化和放大技术达到国际领先水平。随后,2005年,由该院承担并建设了江西三和金业生物氧化-氰化炭浆工艺提金示范厂。这些都为生物氧化工艺在国内的工业化应用,开创了良好的局面。

3、尾矿浆资源的综合开发利用对黄金工业换发了新的生机

尾矿是黄金选厂的主要固体废弃物,氰化选厂几乎100%的矿石都变为废弃的尾矿,浮选与混合选矿工艺的排出物大部分也是尾矿。我国许多大、中型黄金矿山均有较长的生产历史,从几十年到上百年不等,尾矿资源十分丰富。20世纪七十年代前,黄金生产由于受产业政策、技术装备、选冶工艺及资金等因素的制约,回收率低,综合利用水平程度普遍低下,资源浪费现象十分严重,导致一些尾矿中金属量较高,非金属矿物资源更由于开发应用研究不够,用途不广,而多作为尾矿排放,因此,一般来说,老尾矿都具有相当高的综合利用价值。

尾矿资源的综合利用具有如下特点:建设周期短,投资少,见效快;可以进行大规模生产,成本较低;综合回收各种有价元素和非金属元素,缓解矿山资源紧张的矛盾,延长企业服务年限等。若将这部分尾矿资源进行综合开发利用,可实现经济效益、社会效益及环境效益的统筹兼顾。特别是一些已经进入老年期的矿山,均在相当程度上出现了资源危机,如能对有利用价值的老尾矿进行综合开发,对缓解矿山的资源短缺,延长矿山生产寿命,将起到至关重要的作用。

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