含金尾矿有价元素二次回收及其再利用可行性研究

1、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

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，0.0370.01mm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。11.2 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

3、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）

4、率（%） 率（%）1989 34833 44056 3.65 126.75 86.88 20.29 546.16 -135.16 19.65 33.201990 70393 85353 3.67 262.00 86.63 35.98 1107.8 110.51 10.42 26.391991 67246 96772 3.98 323.30 84.51 55.48 1369.2 240.42 5.60 29.501992 77318 99432 3.60 312.53 90.88 58.65 1337.4 90.03 4.70 20.101993 89857 121963 3.58 354.95

5、 86.64 75.92 2706.8 394.23 4.20 15.801994 99821 123348 4.40 450.38 80.58 88.99 4016.38 358.95 3.14 14.101995 112151 142450 4.18 505.9 86.77 86.67 4258.1 308.06 2.20 19.90 1996 160135 202519 3.71 632.74 86.91 122.15 5240.7 242.38 1.86 11.901997 167260 209534 4.00 740.86 89.91 111.36 5988.7 128.1 2.32

6、 21.851998 228853 219633 5.67 958.55 84.19 118.17 7624.5 1204.2 3.21 11.741999 189712 249802 5.56 1203.06 90.45 132.63 100087.4 1818.1 3.55 11.132000 186521 283991 5.08 1310.4 90.16 142.03 11102.7 2000.8 3.15 15.192001 189240 281901 5.23 1315.08 90.34 144.78 10856.3 1500.9 2.20 14.602002 234710 2826

7、23 6.25 1610.34 92.85 126.34 21582.5 5015.4 1.30 13.102 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

8、选回收率 精矿金属量 尾矿品位 尾矿金属量 量/t 量/（td-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

9、.53144.78320022826327891771.66984.9092.851689.2830.48126.3402.2 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3 1991年尾矿筛析结果 表4 2000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）/%1009.661.7523.7210020017.681.0526.0220032515.480.9320.1332550010.270.9513.6850046.910.2516.45合计100.00

10、0.60100.00粒级区间产 率品 位金属量金属分布/网目/%/（g.t-1）/%率/%20028.091.13141.2540.4820032517.981.1390.4025.913254006.740.6920.705.9340047.190.4696.6027.68合 计100.000.78348.95100.002.2.2 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

11、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。33.2 有价元素回收方案2001年曾在尾矿库离尾矿坝

12、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1.682.51g/t，金属分布率在50%左右；而+325目的重量产率为16%24%，品位1.121.36g/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250270万元。鉴于尾矿+

13、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

14、，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7933557耐压强度（Mpa）57288.388.3225.658.8294.3抗折强度（Mpa）47.8131.321.331.412.716.714.7抗冲击强度（J/cm2）24.5-7.320.619.6热膨胀系数（10-7/cm）61778

15、026050150吸水率（%）0.070.10.30.35光泽度（）110859090100比重（g/cm3）2.72.22.72.7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10.31.0耐碱性（%）3%NaOH、室温、7天1%NaOH、25，650小时后重量损失无变化差0.30.1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0.230.252000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

16、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.

17、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

18、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m2710元；（5）附加值高。市场价每m2250元，其利润最低2

19、00元/m2，是一般水泥制品1020倍，年产10万m2的纯利润可达10002000万元（有待考察验证？）；（6）成型速度快，每个工人班产3540m2；（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12d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：SiO264.8970.89；Al2O317.0714.96；Fe2O33.342.26；CaO1.281

20、.05；MgO0.800.85；Na2O1.831.34；K2O5.224.32。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GB254281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GB828987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GB1194589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1718万t，建厂投资320万元左右。85 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