姚志通;李金惠;刘丽丽;谢亨华;任玉森
【摘 要】黄金尾矿堆积量逐年增加,带来资源、环境、安全和土地等诸多问题.“十二五”期间,我国将重点推进排放量大、堆存量大、污染严重的固体废弃物大宗利用和高附加值利用.通过对黄金尾矿的特性分析,研究比较了目前黄金尾矿的处理及综合利用方法,为我国尾矿的处理提供重要参考,提升尾矿等大宗废弃物的处理和资源化利用水平.%The stock of gold tailings grows gradually and will cause problems of resource, invironment, safety, land and so on. In the 'Twelfth Five-Year Plan', the most large utilization and high-value utilization of solid wastes, which discharged greatly, stocked enormously, and polluted seriously will be promoted rapidly. After the characterization analysis of gold tailings, its treatment and comprehensive utilization were comparatively studied. This will provide significant references for the treatment of gold tailings and promote the treatment and resource utilization of bulk waste.
【期刊名称】《中国矿业》
【年(卷),期】2011(020)012
【总页数】5页(P60-63,66)
【关键词】黄金尾矿;氰化提金;处理;综合利用
【作 者】姚志通;李金惠;刘丽丽;谢亨华;任玉森
【作者单位】清华大学环境学院,北京100084;清华大学环境学院,北京100084;清华大学环境学院,北京100084;东江环保股份有限公司,广东深圳518057;东江环保股份有限公司,广东深圳518057
【正文语种】中 文
【中图分类】TD926.4
网约车管理系统随着我国经济社会的快速发展，传统粗放型的经济增长方式，使得我国资源短缺的矛盾越来越突出，环境压力也越来越大。黄金生产一般采用氰化提金法，在此工艺过程中必须加入，导致尾矿也残留一定量的氰。由于黄金尾矿多采用库存方式处理，随着黄金生
产规模的扩大和开采历史的延长，黄金尾矿堆积量逐年增加，不仅占用大量土地，污染大气、地表水和地下水；而且很多尾矿库超期或超负荷使用，甚至违规操作，使尾矿库存在极大安全隐患。另外，尾矿库修筑和维护管理也需投入大量资金。因此，加快推进黄金尾矿处理和综合利用迫在眉睫。
2010年4月，工业和信息化部、科技部、国土资源部、国家安全监管总局等有关部门发布了《金属尾矿综合利用专项规划(2010～2015年)》，其中黄金尾矿也被列入尾矿综合利用的重点领域。目前，我国金属尾矿的综合利用率平均不到10%，大大滞后于其他大宗固体废弃物。从环境保护角度出发，必须对这些黄金尾矿进行处理，避免二次污染；从资源保护角度，对黄金尾矿加以利用可以变废为宝，化害为利，缓解我国经济发展与生态环境破坏、资源短缺的突出矛盾[1-2]。
1 黄金尾矿及其特性
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金矿开采过程中，剥离及掘进时产生的无工业价值的矿床围岩和岩石称为废石。矿石提取黄金精矿后所排出的废渣即为黄金尾矿[3]。黄金尾矿呈碱性，pH>10。尾矿中SiO2、CaO含量较高，同时含有一定量的Fe2O3、Al2O3、MgO和少量贵金属(如Au、Ag)、重金属(如
Cu、Pb、Zn)[4]。由于金矿矿石性质、提金工艺的不同，尾矿的矿物性质、有价金属元素含量等也会有所变化；但也存在一定的共性，例如矿物相通常以石英、长石、云母类、黏土类及残留金属矿物为主等；矿物粒度很细，泥化现象严重等[1, 5]。 2 黄金尾矿的处理
2.1 尾矿库堆存
对于使用全泥氰化-炭浆法提金后的尾矿，很多矿山仍使用传统的碱性氯化法处理后排至尾矿库堆存，有的矿山则对尾矿压滤后干式堆存。
2.1.1 碱性氯化法处理
碱性氯化法是通过氯系氧化剂(如漂白粉、次氯酸钠、)来破坏尾砂中的，其反应方程式如下：
CN-+ClO-+H2O → CNCl+2OH- (1)
CNCl+2OH-→ CNO-+Cl-+H2O (2)
2CNO-+3ClO-+H2O → 3Cl-+N2+2CO2+2OH- (3)
反应过程分两个阶段：第一阶段，在pH>10的条件下，转化为氰酸盐，其毒性大大降低；第二阶段，控制pH 7.5～8.0，CNO-氧化成CO2和N2。理论上讲，上述两阶段氧化剂的投加量和pH控制范围是不同的；但实际处理过程中，尾砂库内尾砂投放和漂白粉添加往往同时进行，这种情况下加氯量需增加10%～30%。若投加的氧化剂超过不完全氧化阶段所需要的剂量时，即使不改变pH，也能氧化部分或全部的CNO-，但可靠程度不高[6]。陈小明等[7]研究表明，碱性氯化法处理效果受漂白粉投加量、反应时间、湿度和温度等因素影响，实验最佳处理条件为：漂白粉投加量(mg)∶漂白粉(g)=100∶2.28，反应时间120h，温度25℃。应用漂白粉处理含氰尾砂，在生产实践中存在以下弊病：①漂白粉用量较大，一般为10～20kg/t左右，处理成本偏高；②漂白粉加入量不易控制，尾砂中的CNO-在某些条件下可能还原成，造成尾矿液中氰含量超标；③反应受性质、温度等因素影响，虽加入相当量的漂白粉，也很难保证处理效果[8]。
2.1.2 压滤
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尾矿干堆具有如下优点[9]：由于压滤液返回工艺流程中，滤液中的氰离子、碱以及已溶的
人与嘼 交 互金大部分得以回收，因此节省了选矿用水、石灰和等用量，同时减少了含氰污水排放。另外，尾矿干堆基本避免了尾矿库内积水，从根本上杜绝尾矿库因积水而危及周边环境的安全隐患，尾矿库终期库容的利用系数也可达1.0～1.4或更高。尾矿压滤干堆也存在缺点：①尾矿干堆一般一次性设计而无法服务5～10年或更久，因干堆的尾矿运输量每年都要增加距离与成本；②尾矿压滤干堆对于氰化炭浆工艺有效，而对采用浮选法生产的矿山一般效益不明显；③该技术对于北方干旱地区较为适用，而对于南方多雨地区则需慎重考虑[10]。
2.2 焚烧法
焚烧法是固体废物高温分解和深度氧化的综合处理过程。通过焚烧可以使其中的有机物氧化分解，达到减容、去毒、回收能量及副产品等目的。焚烧时将含氰废渣、煤和黏土(含生石灰)按一定比例混匀制成球，放入特制焚烧炉中。含氰废渣中经焚烧后去除率可达90%以上，去除效果明显，燃烧灰渣粉碎后可用于制砖[11-12]。邹魁凰等[13]采用竖式沸腾炉焙烧、烟气制酸等一系列工艺处理氰化尾矿，提高了矿产资源的综合利用程度。
2.3 生物法
利用生物法处理含氰废渣，也是在环境中容易降解的原因。许多微生物具有降解特殊的酶系统和途径[14]。例如一些种类的真菌(Fusarium sp., Hansenula anomala, snow mould)和细菌(Escherichia coli, Pseudomonas fluorescens, Cifrobacter freundii, Bacillus subkilis)能够以为C、N源，通过NH3途径吸收转化[15]。生物法具有无氰根积累和无二次污染的优点，可有效脱除、操作简便，但存在处理浓度低、承受负荷小等问题。
2.4 自然降解法
自然降解法是以自然方式去除，借助自然氧化、挥发、阳光曝晒分解等自然发生的物理、化学作用，使解离，重金属离子沉淀。在此过程中，氰的挥发和金属氰络合物的解离是去除最主要原因[16-17]。自然降解效果受浓度和种类、pH、温度、光照等多因素影响。加拿大对尾矿库内的自然降解进行研究表明，在四至九月份，氰离子浓度可从68.7mg/L降低至0.08mg/L[18]。降解主要归因于氰络合物的解离和氰的挥发，其中CN-氧化为CNO-占到11%[16]。在此过程中未发现光分解和生物降解，在寒冷冬天也不会发生自然降解。自然降解法需足够的净化时间和氧交换面积，以及良好的地下防
渗层等，具有投资少、生产费用低等优点。但该法存在占地面积大，过程缓慢，受自然因素影响大，排放废物难达标，尤其是铁氰络合物难奏效等缺点。四氯化硅水解
3 黄金尾矿的综合利用
我国矿产资源80%为共伴生矿，由于我国矿业起步晚，技术发展不平衡，不同时期的选冶技术差距很大，大量有价值资源存留于尾矿之中。黄金尾矿中含金一般为0.2～0.6g/t，以当前总堆存量5亿t计算，其中尚含有黄金300t左右。黄金尾矿除含少量金属组分外，其化学成分主要以Si、Al、Ca、Mg、Fe等氧化物为主，并伴有少量S、P 等。黄金尾矿的综合利用包含两方面内容：一是回收，即将尾矿作为二次资源，从中提取有价组分，即尾矿的再选；二是利用，即将黄金尾矿作为工业原料直接加以利用[19-20]。
3.1 尾矿再选
大部分黄金矿床矿石中都伴有银、铜、铅、锌、硫等多种金属[19, 21]。由于过去采金及选冶技术落后，致使相当一部分金、银等有价元素丢失在尾矿中。近几年，由于国内外金属矿产品价格快速攀升，我国尾矿再选的规模发展非常迅速。一些特大型矿山企业在尾矿再
选技术开发方面已经进行了很多探索，不仅提高了资源回收率，也给企业带来巨大的经济效益。
从尾矿中回收铅、锌不同于传统的铅锌硫化矿回收，究其原因主要是：①金精矿中的铅锌矿物在氰化浸出过程中经历了细磨和长时间的充气搅拌，出现严重过磨，呈现“类胶态”分散体系，致使浮选困难；②大量泥质矿物和残留使矿物表面形成亲水性薄膜，使捕收剂失去了对各种矿物捕收的选择性；同时薄膜也阻碍捕收剂与矿粒表面的吸附，增加了浮选分离难度[22]。贺政等[22]通过预处理，采用组合捕收剂、控制矿浆电位及pH等一系列技术措施，实现了超细粒浮选的工业生产，铅、锌品位分别达到48.25%和47.32%，回收率为77.55%和80.64%。吴向阳等[23]采用浓硫酸强氧化作用和活性炭的吸附等矿浆预处理技术，在酸性介质下采用混合浮选工艺，提高氰化尾渣中铅锌矿物资源的综合利用率。
3.2 生产建筑材料
从尾矿中回收有价组分，尾矿数量还不能做到有效减少，仍不能从根本上解决尾矿侵占土地、破坏和影响生态环境的问题[24]。我国黄金矿床类型复杂，围岩种类多样，部分矿床中金属矿物含量稀少，脉石矿物比较纯净，尾矿可作为重要的非金属原料或建筑材料直接
利用[25]。
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