科技项目课题立项申报书汞资源综合回收利用.docx
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科技项目课题立项申报书汞资源综合回收利用
6.1J/3.12.2-01
科技项目（课题）立项申报书
编号：
项目（课题）名称：
汞资源综合回收利用
项目（课题）负责人：
项目（课题）时间：
2013年10月至2014年4月
承担单位：
紫金矿业集团股份有限公司
年月日
一项目基本情况
项目名称
汞资源综合回收利用
项目类别
A、基础研究B、√应用基础研究C、应用研究
技术领域
1）地测；2）采矿；3）选矿；4）√冶金；5）化工；6）安环；7）机械；8）材料；
9）其他
负责人
项目（课题）
姓名
性别
男
出生年月
1958年03月
民族
汉
专业职称
高级工程师
参加课题月数
6
学位
A、博士B、硕士C、学士D、其它
主要参加人员
生产部相关人员
技术公司热压氧化-氰化项目组
主要参加单位
矿业有限公司
技术有限公司
工作起止时间
起始：
2013年10月
完成：
2014年4月
任务来源
原矿为典型的卡林型原生金矿，金矿物多呈包裹状态赋存于硫化矿当中，且嵌布粒度极细。
在选别时，需要破磨到较细粒级。
于此同时，矿石中有害元素除砷以外，还发现汞的存在，不仅对选矿和冶金工艺带来较大影响，对环境也存在严重危害。
原矿中每吨矿含汞从几十克到上百克不等，可以进行回收利用。
但是因为汞含量较不稳定，经过选金后矿物粒度较细，以及矿物组成的复杂性，用传统的汞矿选别方法无法有效回收汞矿。
因此，贵州新恒基矿业有限公司拟对热压预氧化过程中汞的走向及有效回收进行试验研究，目的在于寻找汞的最佳回收方法及无害化处理方法，为新恒基金精矿的销售提供科学的依据，为资源的充分回收利用提供有效参考。
计划编号
二立项依据
项目研究意义、国内外研究现状分析
一项目研究意义
矿石中除砷以外，还发现有害元素汞，这不仅给选矿和冶金工艺带来很大影响，对环境和人体健康也存在较大危害。
目前，矿业生产的金精矿中含有砷、汞等有害元素，无论卖给哪家冶炼厂，都存在对设备和环境的污染问题，都会因为含砷、含汞而影响金精矿的的销售。
同时国家明确规定含砷、含汞矿石及废水的排放标准，要求必须做好有害元素的达标处理，保障良好环境和人体健康。
因此，矿业有必要对热压预氧化过程中汞的走向及有效回收进行试验研究，为金精矿的中汞的回收提供科学的依据，为资源综合利用及环境保护提供技术支持。
二、国内外研究现状
1.国外对含汞金矿的处理方法研究进展
国外从20世纪40年代至60年代期间,主要采用浮选—两段流态化焙烧预氧化的工艺处理含砷含汞难处理金矿；20世纪60年代至80年代中期，国外开始发展浮选-金精矿加压氧化技术及细菌氧化等湿法技术处理难处理金矿；20世纪80年代后期以来主要发展原矿焙烧技术。
随着原生金矿循环流态化焙烧技术的研究应用,焙烧工艺投资成本降低,金回收率大大提高（一般金总回收率提高5~15个百分点），防污染及固硫、固砷方面令人满意。
因此，进入20世纪90年代以来国外就相继投产了8家以上的原生矿石循环流态化焙烧提金厂。
在亚洲，印尼的Minabasa金矿与美国Newmount公司合作，采用原矿焙烧技术，处理规模2.2kt/d，于2001年投产，该矿石含汞9g/t，汞的回收率99%。
但原生金矿循环流态化焙烧技术不能从根本上有效解决汞污染问题。
2.国内对含汞金矿的处理方法研究进展
国内含砷、汞矿石普遍开采规模小、开采点众多，受资金和规模所限，企业一般只建选厂，将矿石分选为金精矿和尾矿，金精矿外售，尾矿就地堆存。
存在的问题是：
矿石中的有害元素（如砷、汞）分别进入金精矿和尾矿中，一般情况而言，金精矿中有害元素占矿石中总含量的比例为：
砷65%~95%，汞55%~80%，而经过细磨的尾矿中仍含有数量不少的砷、汞。
无疑，这些尾矿必将对当地环境、水资源以及下游水系留下长久的污染或污染隐患。
尽管目前可采用尾矿库防渗材料处理，避免泄漏，但这些材料为有机制品，存在降解失效周期，不能一劳永逸。
国内现有的黄金冶炼厂大部分是20世纪90年代前后建立的，建设时没有考虑对金精矿中砷、汞等有害元素的治理，更无环保治理措施。
三、汞在热压预氧化—氰化提金过程中走向
一般含汞矿石在回收金的工艺过程中会有汞蒸气排出。
要在提金过程中有效控制汞的排放，应该注意的因素有：
（1）汞在提金过程中的化学相态：
对比氧化态的汞（Hg+，Hg2+），单质汞（Hg0）有较高的蒸汽压。
在许多工艺过程中，如焙烧、活性炭再生、电解回收金、锌沉淀法回收金、蒸馏和熔炼等，汞都是以单质汞（Hg0）的形态存在。
（2）工艺单元中的温度：
汞在高温下有更大气相区。
如矿物在焙烧、加压氧化、活性炭再生、电沉积及熔炼工艺中更容易以蒸汽的形式存在。
（3）工艺配置：
采用有气体排出的工艺所释放的汞量要比没有气体排放的工艺多。
1.热压预氧化过程
矿浆在高压釜内搅拌处理，氧化完成之后将其排至降压室，在这里，液体被闪蒸成气体返回到高压釜中。
因为在低pH值、加压有氧的环境下，超过95%的硫化物被氧化转变成硫酸盐。
含有汞的矿浆在该条件下的反应为：
Hg2S+2O2→HgSO4
有些渣中的硫酸汞可能发生化学溶解，也可能发生反应生成其它含汞的化合物，如氧化汞（HgO）。
所有的这些不同形态的汞的化合物将会在矿浆中分为固相和液相。
许多排放出来的汞蒸汽所含的汞是以Hg2+形式存在。
在这种形态下的汞（Hg2+）从高压釜以气态的形式排放出来时，能够通过采用湿法污染控制设备进行有效控制。
有专利报道，在加压反应中加入卤化物，用来抑制汞的溶解，让汞主要保持在固体残渣中。
2.氰化浸出过程
氰化浸金的过程中矿石中的汞可能也被浸出，进入氰化液中。
矿中汞的浸出量一般取决于溶液氰化物的浓度。
化合物可能被用于抑制汞在氰化过程的浸出。
这些化学添加剂必须严格控制并小心加入以确保避免影响矿中金和（或）银的回收。
由于该工艺没在高温中进行，汞或以固态的形式存在矿中，或以氰的配合物溶解在浸出液中，因此在浸出工艺过程中汞排放的概率很小。
在《提高含铜、铅、汞、炭难处理金精矿金回收率的研究和生产实践》一文中提到，氰化过程中配合、沉淀反应在氰化中添加助浸剂。
试验结果表明，在添加助浸剂后，金的提出率均有不同程度的提高。
ZJO1是一种含铵的无机盐，ZJO2是两种含铵的无机盐的混合物。
这两种含铵的助浸剂对浸出率的提高尤为明显。
而ZJO2对汞有沉淀作用，其效果最佳。
分析原因是：
（1）铵能配合铜。
矿浆中的Cu（CN）2-能与NH3反应生成铜氨配离子，消除了铜对CN-的争夺，有利于金的溶解和铜的影响消除反应式如下：
Au+Cu（CN）2-+4NH3+1/2O2+H2O=Au（CN）2-+Cu（NH3）42++2OH-
（1）
Cu（NH3）42++2OH-=Cu（OH）2+4NH3
（2）
（2）ZJO2中含有能使汞变为不溶于氰化物的汞盐沉淀下来，解放出CN-，消除汞对氰化物消耗。
铜的配合反应和汞的沉淀反应，使氰化过程中氰化钠的消耗明显降低，最终氰化液中CN-含量显著提高，因而氰化物的耗量大大降低，浸出率显著提高。
3.载金碳解吸过程
负载金、银和汞的活性碳通过解吸进入溶液中，解吸过程可以在加压或常压下进行，由于解吸液成分和解吸类型致使大量的汞仍然残留在解吸后的碳中。
一般，Zarda解吸工艺中汞在碳中的残留量要比AARL工艺或有机物解吸工艺要来得多。
有些工艺通过添加硫化钠到含金溶液中以便活性炭优先吸附金。
这是因为在活性碳吸附含金溶液之前，先加入硫化钠使汞以硫化汞的形式沉淀，通过过滤除去汞。
4.活性炭再生过程
金从载金碳中解吸下来之后，碳返回吸附金之前需要进行再生处理。
进入回转窑后，碳开始被加热，汞和其它杂质脱附进入到炉膛气相中。
再生的活性炭从炉膛出来后进行冷却，而气体随燃烧废气排放出；多数回转窑选用天然气或丙烷作为燃料。
含有蒸汽、一氧化碳和汞蒸气的废气被送至污染控制系统。
回转窑中汞的排放量直接取决于碳中的含汞量。
活性炭过滤器或硒滤波器能够将汞从废气中有效吸附而除去。
5.解吸液回收金过程
通过电化学法或化学法对金解析液进行金的回收，与此同时其他金属元素，如银和汞，同样会共沉淀析出。
在金回收工艺中汞的排放可能非常严重。
解吸液中含有大量的汞，采用电积法或锌沉淀法所获得的产物中有单质汞的存在。
电解槽中一般会放置一个鼓气设备用于驱赶氨和阳极上产生的其它气体。
电解槽中的单质汞会蒸发或与阳极产生的气体一起逸出。
因为电解槽的操作温度一般在90~120℉（32~49℃），活性炭过滤器可以通过吸附汞而有效控制电解槽中汞的排放。
锌沉淀工艺过程中汞的排放量是很低的。
以上操作应该在有盖容器和有通风环境中进行，因为该工艺获得的沉积物（或电积物）含有单质汞。
6.精炼过程
冶炼产生的金和银还含有一些杂质，如少量的有色金属和黑色金属，以及一些残留汞，需精炼提高产品的纯度。
精炼过程为：
首先，金与添加剂被放入到坩埚中加热到大约1500℃，添加剂先吸附金中的杂质，大多数残留的汞在金银炉中蒸发掉。
然后，将熔融物倒入容器中，杂质漂浮在上面，待其固化后将其去除。
除杂后的金送至精炼，精炼后可获得99.5%纯度的金块。
精炼过程中单质汞以汞蒸气的形式存在，因此可以采用通风厨来排放产生的烟气，并在通风处安装洗涤器或其它颗粒控制设备。
总之，含汞金矿在提金过程，汞以Hg2+、Hg0或者气体、固体形式分布在各个工艺中，虽然有大量学者对此进行深入研究，但目前还没有发现能够有效防止汞污染以及高效回收汞的方法。
三主要研究内容
本项目主要以矿业的金精矿为研究对象，进行金精矿热压预氧化-氰化试验研究，考察在该工艺过程中汞的走向及综合回收；并对氰化尾渣进行毒性研究和无害化处理。
其试验内容主要包括：
（1）矿石性质研究
①对矿样进行多元素分析，考察样品中有价元素和砷、汞等杂质元素含量；
②对金精矿及氧化渣中金、汞物相进行分析：
查明矿石中金、汞矿物的化学组成及其含量；
③粒度分析：
考察金、汞在矿石中的分布情况。
（2）金精矿热压预氧化—氰化浸出过程中汞的走向及有效回收
①调研有关热压预氧化过程中汞走向文献资料，从理论计算上分析，汞在热压过程中的可能分布；
②开展金精矿热压氧化-氰化浸出试验，分析汞在反应过程中走向；
③开展载金炭催化脱汞试验研究，分析载金炭中汞的脱除效果；
④开展氧化渣、氰化渣以及中和渣中汞的回收试验；
⑤开展氧化液和氰化浸中汞的回收试验。
（3）浸出液和浸出尾渣的毒性分析及处理方法研究
①对氧化液和氰化浸出液进行活性炭吸附或者中和法处理，考察汞的去除率，并检测处理后液中汞是否能够达到排放标准；
②对浮选尾矿、氧化渣、氰化渣以及中和渣进行毒性试验，考察渣毒性是否满足堆存要求。
（4）整理数据，编写试验报告。
四预期成果
针对以上研究内容，项目预期成果如下：
（1）通过汞元素在热压预氧化-氰化提金工艺中的走向及机理研究，建立汞物相组成与热压预氧化产物结构关系，为有效回收汞资源提供理论基础。
（2）发表学术论文1篇，专利1篇；
（3）培养熟悉在热压预氧化-氰化提金工艺中回收汞资源的技术人员。
项目拟达到水平
A国际领先；B国际先进；C国内领先；D√国内先进；E省内领先；F省内先进
五研究要求
针对项目研究需要，项目的顺利开展实施需研究要求：
提供研究经费48万元。
六经费预算（分年度进行预算）
年度
专业科目
金额（万元）
计算依据及理由
2013年
汞资源综合回收利用
贰拾肆万元人民币（￥240000元）
《紫金矿业集团公司科研经费管理办法》和《紫金矿业集团公司科研费用预算指南》
2014年
贰拾肆万元人民币（￥240000元）
合计
肆拾玐万元人民币（￥480000元）
附表：
序号
预算科目名称
定额标准
金额（万元）
计算依据及理由
（％）
1
一、经费预算
集团公司原辅材料及管理费计算指南
2
1、原（辅）材料费
5
2.4
3
1原材料费
4
2辅助材料费
5
2、燃料动力费
10
4.8
6
3、设备费
30
14.4
7
1租赁费
8
2固定资产折旧和维护费
9
4、劳务费
23
11.04
10
1在职（编）科研人员的人工费
11
2其他人员费用
12
5、测试费
20
9.6
13
6、试验外协费
1
0.48
14
7、无形资产的摊销费
1
0.48
15
8、项目成果管理费
2
0.96
16
9、其他费用
3
1.44
17
⑴与项目科研活动直接相关的费用（资料费、翻译费、办公费、科研人员培训费、培养费、专家咨询费、高新科技科研保险费、出版费等）
18
3会务费
19
4差旅费
20
5国际合作与交流费
21
10、项目管理费
5
2.4
22
11、利润
—
—
25
合计
100
48
26
二、经费来源
27
1、申请的专项经费
48
28
2、自筹经费来源
0
29
⑴公司支出
30
⑵外部资金
31
合计
48
经费拨付进度计划
第一年
第二年
金额/万元
24
24
比例%
50
50
七审核意见
承担项目（课题）单位意见
负责人：
盖章年月日
审
核
意
见
负责人：
盖章年月日
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