含金尾矿有价元素二次回收及其再利用可行性研究.docx

含金尾矿有价元素二次回收及其再利用可行性研究.docx

《含金尾矿有价元素二次回收及其再利用可行性研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《含金尾矿有价元素二次回收及其再利用可行性研究.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

含金尾矿有价元素二次回收及其再利用可行性研究

含金尾矿有价元素二次回收及其再利用可行性研究

摘要：

广东高要河台金矿现在每年排放几十万吨尾矿，14年平均尾矿金品位达0.56g/t，大大高于全国平均值0.35g/t，有进一步回收之必要与可能。

其有价元素回收后的尾矿资源，富含硅、铝，可以利用制造微晶玻璃、尾矿文化砖或其它建筑材料,本文对其作初步探讨。

关键词：

含金尾矿；有价元素；二次回收；微晶玻璃；建筑材料

中图分类号：

文献标识码：

文章编号：

概述

1.1原矿性质

含金矿石由一系列含金硅化千糜岩、硅化糜棱岩、硅化糜岩化片岩等组成，工艺类型为微细粒金贫硫化物糜棱岩型金矿石。

矿石金属含量较低，主要有黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、自然金及银金矿，含量仅占2.27%，其余为非金属矿物。

矿石中金矿物粒度较细，主要呈微细粒金产出，0.037～0.01mm占56.32%，小于0.01mm占36.80%，其余为中粒级。

自然金的形态主要为尖角粒状等。

自然金主要呈粒间金嵌布在各种矿物中。

矿石经可磨度测定，可磨度系数0.767，较杨家仗子钼矿的矿石难磨些。

[1]

1.2选矿工艺流程

原矿经过破碎后，再入磨矿而后浮选，生产含金精矿。

试验后认为磨矿细度-200目达85%以上，可以获得较佳的技术指标。

矿山经过多次扩建改造，现磨矿与浮选设计生产能力750t/d，分两个系列：

一系列250t/d：

二系列500t/d。

至2003年5月止平均日处理量达830t。

一系列采用两段磨矿，一粗一精一扫的浮选流程。

二系列也采用两段磨矿，一粗一精二扫的浮选流程。

两个系列之合并精矿送去氰化提金，尾矿扬至尾矿库。

1.3尾矿资源

河台金矿自1989年投产以来，已经正规化生产14年，累计开采矿石量190.8万t，入选矿岩量241.2万t，产金10107kg，盈利13272万元。

然而，累计生产尾矿236万t，金属量达1319.44kg，相当于一座25t/d小型矿山的地质金属储量，见表1。

[2]

表1河台金矿历年生产技术及经营状况

年度采矿量选矿量品位产金量选矿回收尾矿金属产值效益一次损失一次贫化

（t）（t）（g/t）（kg）率（%）量（kg）（万元）（万元）率（%）率（%）

198934833440563.65126.7586.8820.29546.16-135.1619.6533.20

199070393853533.67262.0086.6335.981107.8110.5110.4226.39

199167246967723.98323.3084.5155.481369.2240.425.6029.50

199277318994323.60312.5390.8858.651337.490.034.7020.10

1993898571219633.58354.9586.6475.922706.8394.234.2015.80

1994998211233484.40450.3880.5888.994016.38358.953.1414.10

19951121511424504.18505.986.7786.674258.1308.062.2019.90

19961601352025193.71632.7486.91122.155240.7242.381.8611.90

19971672602095344.00740.8689.91111.365988.7128.12.3221.85

19982288532196335.67958.5584.19118.177624.51204.23.2111.74

19991897122498025.561203.0690.45132.63100087.41818.13.5511.13

20001865212839915.081310.490.16142.0311102.72000.83.1515.19

20011892402819015.231315.0890.34144.7810856.31500.92.2014.60

20022347102826236.251610.3492.85126.3421582.55015.41.3013.10

2选矿生产及尾矿考查

2.1选矿生产

矿山生产是连续进行的，而选矿技术指标的好坏又与诸多因素有关。

但总的来说，入选矿石品位越高，技术指标就越好，反之亦然。

河台金矿投产14年来，累计尾矿平均品位达0.56g/t，其中低于0.50g/t的有3a，超过0.50g/t的有5a，大于0.60g/t的有6a，最高平均为1994年达0.73g/t。

这些均与矿石磨矿细度、作业制度与技术管理等条件有关，见表2。

表2近年磨矿细度、浮选回收率与尾矿品位

年度年入选矿石平均日处理原矿含金量磨矿细度浮选回收率精矿金属量尾矿品位尾矿金属量

量/t量/（t·d-1）/kg/-200目%/%/㎏/（g.t-1）/㎏

1997209533582813.30282.8286.31701.9430.55111.35919982196336231254.92180.2090.191085.9890.57118.16719992498027011388.37283.4090.451255.7460.56132.62620002839917781443.67387.8090.161301.6480.53142.02520012811957701470.79984.0590.131326.0060.53144.783

20022826327891771.66984.9092.851689.2830.48126.340

2.2尾矿考查

2.2.1研究单位查定

1991年高村与云西两矿区的混合矿石进行选矿试验时，由长春黄金研究院对生产流程尾矿进行查定，其筛析结果见表3。

表31991年尾矿筛析结果表42000年一系列尾矿粒度筛析结果

粒级区间

产率

品位

分布率

/网目

/%

/（g.t-1）

/%

＋100

9.66

1.75

23.72

－100＋200

17.68

1.05

26.02

－200＋325

15.48

0.93

20.13

－325＋500

10.27

0.95

13.68

－500

46.91

0.25

16.45

合计

100.00

0.60

100.00

粒级区间

产率

品位

金属量

金属分布

/网目

/%

/（g.t-1）

/%

率/%

＋200

28.09

1.13

141.25

40.48

－200＋325

17.98

1.13

90.40

25.91

－325＋400

6.74

0.69

20.70

5.93

－400

47.19

0.46

96.60

27.68

合计

100.00

0.78

348.95

100.00

2.2.2生产流程考查

2000年在选矿厂两个系列磨浮生产流程考查时,也对尾矿粒级及金属分布率进行了相应的考查，其有代表性的一系列资料见表4。

通过这两次考查可以看出，尾矿中金品位大于1.0g/t均为粗粒级别，其原因是矿石磨矿细度没有达到设计要求（-200目占85%）。

高品位尾矿所占重量产率在25%～30%之间，但其金属分布率则在40%～50%左右，大于200目尾矿品位低者1.05g/t，高者1.75g/t。

有价元素二次回收设想

3.1分级方法和设备选择

浮选尾矿含水量多，浓度稀且数量大，浓度一般为25%～30%，且日处理量超过800t。

尾矿分级方法一般是借重力选矿方法，最常用乃是水力旋流器，它属重介质选矿机范畴，其它方法如跳汰分级、摇床分级等方法，但大都处理能力小，不适合尾矿分级。

考查了这些分级方法和分级设备之后，唯有重介质选矿机才能满足矿山生产的要求。

关于试验与实际生产选用何种设备，经有关研究机构试验后再确定。

[3]

3.2有价元素回收方案

2001年曾在尾矿库离尾矿坝10m与100m处分别取重砂样，其取样深度分别为400mm与100mm，缩分品位为1.21g/t与1.16g/t。

其中+200目重量产率32%～38%，金属品位1.68～2.51g/t，金属分布率在50%左右；而+325目的重量产率为16%～24%，品位1.12～1.36g/t，金属分布率在25%上下，可见，尾矿在尾矿坝自流分级沉淀后，其粗粒级品位较高，仍有回收之价值。

然而，这必须通过利用砂钻进行勘探，以便把分布质量查清。

在目前经济技术条件下，回收这些尾矿金属资源是可以实现的，但需要进一步进行深入试验研究，哪怕使尾矿品位降低0.10g/t，每年可净回收黄金28kg，其价值近250～270万元。

鉴于尾矿+200目粗砂含金量占40%～50%，而重量产率在25%～38%之间，其回收方案可有下列数种：

一是经旋流器分级后进入现有磨矿系统，若球磨机有富余能力的话；二是经旋流器或溜槽分级之后，另磨再浮选；三是全尾氰化；四是尾矿分级再磨氰化；五是尾矿分级后堆浸等。

采用哪种方案，一要进行实验室反复试验，二要根据矿山生产条件，三要结合尾矿进一步贮存需要，经周密技术经济论证之后再行确定。

二次回收后的尾矿再利用研究

4.1制造微晶玻璃

尾矿可以生产出多种花色的新型高档建筑石材微晶玻璃，其制品性能远比天然石材优越，见表5。

微晶玻璃是将特殊玻璃经晶化工艺处理形成的，具有自然色泽及纹理，颜色纯正，质地均匀，物化性能优于天然石材，抗腐蚀性能极强，长期风吹雨打不减光泽，反光细致，坚硬且耐磨，内附力比天然石材高出两倍，不产生裂缝，可制成比天然花岗岩薄一半的薄板，热处理时可塑成弧状组成圆柱，广泛用于高档建筑装饰，尤其适用于地下和水下建筑，为当前用量较大的微晶玻璃的一种，被誉为21世纪建筑材料。

表5微晶玻璃与天然石材的性能对比

性能

微晶玻璃

人造大理石

天然大理石

天然花岗岩

莫氏硬度

7～9

＜3

3～5

5～7

耐压强度（Mpa）

572

88.3

88.3～225.6

58.8～294.3

抗折强度（Mpa）

47.8～131.3

21.3～31.4

12.7～16.7

14.7

抗冲击强度（J/cm2）

24.5-～7.3

20.6

19.6

热膨胀系数（×10-7/cm）

61～77

80～260

50～150

吸水率（%）

＜0.07

0.1

0.3

0.35

光泽度（°）

＞110

85～90

90

100

比重（g/cm3）

2.7

2.2

2.7

2.7

耐酸性（%）

3%盐酸、室温、7天

1%硫酸、25℃，650小时后重量损失

无变化

差

10.3

1.0

耐碱性（%）

3%NaOH、室温、7天

1%NaOH、25℃，650小时后重量损失

无变化

差

0.3

0.1

抗冻性（-20℃及20℃各4h）

25次循环后

25次循环后重量损失（%）

无变化

差

0.23

0.25

2000年尾矿中心完成的国家科技部国家“九五”攻关项目《尾矿微晶玻璃生产工艺研究》，在示范厂解决了产品气孔多等生产技术难题，产品达到《建筑装饰用微晶玻璃》建材行业标准（JC/T672-2000）。

微晶玻璃生产工艺技术为国际领先地位，国内独创。

本项目通过科技部验收和国土部科技成果鉴定，被国家计委和科技部2001年11月公布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2001年度）》列入“101项、工业固体废弃物资源综合利用”。

《指南》提出：

“选择尾矿微晶玻璃等产品与技术，建立一批有代表性、技术起点高、综合效益显著，并能达到一定规模的产业化示范工程，逐步形成适用、先进的资源化成套设备及工艺”。

尾矿中心可面向国内外矿山、企业提供成熟完整的工艺技术与技术转让。

项目投资效益及市场：

建设年产10万平方米微晶玻璃生产线，投资约1800万元，4个月可投产，年销售收入4500万元，投资利率达40%，投资回收期2.5年。

微晶玻璃已在北京人民大会堂、首都国际机场、广州市地铁、上海东方之珠电视塔，及福州、天津、重庆、深圳、大连等建筑工程使用，并销往加拿大、韩国。

微晶玻璃板材市场日益扩展，有呈现补充、替代天然花岗岩石材强劲之势，将是我国出口创汇的优势产品。

[6]上述梅山铁矿与招远金矿生产的微晶玻璃为中国地质科学院尾矿利用技术中心的配方，而钨尾矿为南方冶金学院的配方。

4.2尾矿文化砖

4.2.1文化砖的特点

文化砖的主要特点，是它的砖面设计带有艺术性。

（1）砖面的图案、纹路、色彩、质感，全部仿真，突破了传统砖面或是没有任何装饰性的平面，或是几何图形的局限。

如仿板石、仿树皮、仿古代木雕等。

而且仿什么象什么，甚至可以达到真假难分的地步。

有一种艺术创造性。

（2）砖面上图案和纹路，全部是立体性、浮雕式的，可以用手清楚地摸出来。

如仿原木砖，木头的裂纹、疤节，都可以触摸得到。

（3）砖的造型突破了传统的长方形，可任意变化。

如柱头砖，可以是一个短圆柱体；窗楣砖，可以是弧形体；仿天然脚踏石砖，可以是不规则体。

其形式服从需要。

如此等。

4.2.2尾砂文化砖的优越性

它具有下列优越性：

（1）装饰性好。

因砖面有艺术装饰层，有利于提高建筑文化品位，使建筑上档次；

（2）用途广。

可根据不同需要，设计不同产品；（3）废渣利用量大，促进尾矿高附加值开发；（4）成本低，总成本每m27～10元；（5）附加值高。

市场价每m2250元，其利润最低200元/m2，是一般水泥制品10～20倍，年产10万m2的纯利润可达1000～2000万元（有待考察验证？

）；（6）成型速度快，每个工人班产35～40m2；（7）加工方便，投资小。

除搅拌机外，另需自制模具，文化程度不高的人只需1～2d的培训即可熟练操作。

本技术由开封市金路工业废渣研究所提供[7]。

4.3其它建筑材料

资料8为烟台大学徐惠忠先生于1996年发表的文章，介绍利用黄金尾矿制造各种建筑材料的可行性。

它们包括：

（1）釉面陶质外墙砖。

已由山东三山岛金矿建筑陶瓷厂生产实践。

其瓷坯的化学成分大体为：

SiO264.89～70.89；Al2O317.07～14.96；Fe2O33.34～2.26；CaO1.28～1.05；MgO0.80～0.85；Na2O1.83～1.34；K2O5.22～4.32。

也就是说，它除少量粘结剂外，仅靠黄金尾矿即可满足需要。

（2）普通建筑用砖。

为了达到大量消耗尾矿的目的，用尾矿作为粘土砖厂的配料，也作过深入研究。

尾矿与粘土比例分别为75：

25，70：

30，65：

35等三个品种，试验结果掺加70%的尾矿砖质量仍可满足GB2542－81对100号砖的要求。

但实际生产中尾矿掺加以40%为佳。

（3）尾矿空心砌块。

采用焦家式尾矿和325号水泥以及炉渣，其配比为50：

15：

35，胶结料的灰砂比为30：

100，胶骨比为65：

35，作为空心砌块的原料与配料，按常规水泥混凝土砌块的生产工艺制成，其技术性能达到GB8289－87对3.5级混凝土砌块的要求。

（4）尾矿标准砖和尾矿积木砖。

采用黄金尾矿91%～92%，生石灰8%～9%，按混料→消化→压砖→蒸压工艺，可生产满足GB11945－89对25级灰砂砖要求的尾矿标准砖和尾矿积木砖。

该砖已在焦家金矿、三山岛金矿、龙口市金矿、河东金矿投产。

据设计一座年产4000万块的砖厂，每年可消耗尾矿17～18万t，建厂投资320万元左右。

〔8〕

5结束语

矿山生产的尾矿已是工业废料，本文研究之目的：

一是可否通过室内试验找到一种能够工业化生产而且能够盈利的回收其中有价元素——黄金之方法；二是尾矿中富含SiO2和Al2O3，可否制造微晶玻璃、文化砖及其它建筑材料，大量利用尾矿资源，变废为宝；三是减少尾矿排放量，减轻现有尾矿库压力，为矿山长远发展提供有利条件。

其意义是深远的，通过这个项目试验研究，既可保证地下不可再生的资源得到充分和有效利用，又可保证矿山企业可持续发展，如有可能，可列入广东省或上级矿产资源有效利用与环境保护类的技术创新项目。

其研究方法，首先委托科研单位进行回收有价元素的室内试验，对尾矿成份与矿物进行工艺矿物学研究，然后对尾矿制造各种建筑材料的实地考察与调查研究，重点乃是黄金行业的考查，最后，根据上述研究与调查结果立项研究和建设与工业化生产。

但能否如愿以偿，仍需要付出艰辛的劳动。

参考文献：

冯肇伍、姚香·金矿石磨矿细度试验考查与生产实践·金属矿山2002年10月（增刊）：

63～66。

王斯亮、姚香·河台金矿资源利用与探矿增储途径·黄金科学技术（9卷）2001年8月：

48。

选矿设计参考资料编写组·选矿设计参考资料·北京：

冶金工业出版社，1973年：

145～177。

郭廷杰·利用金属尾矿制造微晶玻璃·金属矿山2002年10月（增刊）185～188。

匡敬忠、钟盛文·钨尾矿微晶玻璃的研究·金属矿山2002年10月（增刊）：

192～194。

张金青·金尾矿的综合利用及微晶玻璃新材料技术·中一南黄金技术、设备引进暨项目融资经贸洽谈会会议资料，山东招远2002年10月：

126～136。

闫振甲、何艳君·矿尾砂文化砖的开发及应用·金属矿山2002年10月（增刊）：

198～200。

徐惠忠·黄金尾矿用于生产建筑材料的技术和经济可行性研究·黄金（17卷）1996年10月：

17～21。