新疆黄金资源开发现状及其选冶技术的探讨

2014-03-03杨磊

新疆有色金属 2014年1期

关键词：氰化冶炼厂选矿

杨磊

(新疆有色金属研究所乌鲁木齐 830000）

新疆黄金资源开发现状及其选冶技术的探讨

杨磊

(新疆有色金属研究所乌鲁木齐 830000）

通过对新疆自治区黄金资源开发现状的描述，以矿物加工和冶炼工艺以及综合利用技术与应用为主线，针对性的展开黄金选冶技术的探讨，以期对我区黄金资源企业在技术应用上起到一定的引导作用。

新疆黄金矿物加工冶炼综合利用

1 历史现状

黄金在人类社会中具有货币和商品双重职能。虽然随着21世纪金融市场的改革，黄金的货币功能已经大大减弱，已基本上不作为直接购买和支付手段，但在目前世界经济领域和现实生活中，它仍是比任何纸币更具有储藏价值的一种储备手段。同时黄金对保证国家经济安全、国防安全和规避金融风险也是任何物品所无法替代的，而且随着现代工业的发展和人民生活水平的提高，黄金在航天、航空、电子、医药等高新技术领域和饰品行业有着广泛的市场前景。

新疆是我国战略资源的重要储备区，丰富的战略资源是我国经济发展的重要支点。新疆的黄金资源比较丰富，根据2006年已知报道，在新疆境内的有关黄金矿的分布与规模介绍，有正式储量记录的金矿床(点)72处，其中储量规模岩金达到20 t以上的大型矿床有3处；岩金在5～20 t、砂金2～8 t间的中型矿床10处；岩金储量在5～0.5 t、砂金储量在0.2～2 t间的小型矿床有37处，矿点21处。境内探明储量主要集中分布在阿尔泰山、东西准噶尔界山、天山及西昆仑一阿尔金山等地。虽然全疆87个市县几乎都有分布，但总储量的90%金矿集中在阿勒泰、伊犁、吐鲁番、塔城和哈密地区。目前，随着新疆地质勘探水平的提升与深度的增大，基本上每年都可见关于新疆黄金资源扩大的报道。

新疆黄金资源的开采利用历史久远，可追溯至汉唐时期，素有金玉之邦的美称。阿勒泰地区就是历史著名的砂金开采区，阿勒泰的蒙语意思就是金山。另外，塔城地区的托里县也可见古人开采明金的作业遗址。在进入工业化现代社会之前，人类开采黄金是以可见明金类型的富金矿石和砂金为资源，采用人工淘洗以及碾细溜槽的方式采集黄金。

1983年10月，新疆克拉玛依哈图金矿100 t/d选矿厂正式投产运行，从而开创了新疆自治区机械化选金的历史。新疆有色集团公司作为新疆黄金资源开发的龙头企业，不断提高资源勘探力度与综合利用水平，并在2012年以原有三大黄金矿山企业新疆伊宁县阿希金矿、克拉玛依哈图金矿、哈密金矿进行合并，组建了西部黄金股份有限公司，该公司除对原有矿山资源的开发利用进行了改扩建外，并着手对伊东工业园伊犁黄金冶炼厂、伊犁尼勒克金元矿业与青河顿巴斯套矿业进行筹建与开发。

随着黄金行业的持续开发热潮，区内丰富的黄金资源吸引了众多矿业公司来新疆掘金。在新疆阿勒泰地区的哈巴河县，山东招金集团和山东冶金地勘院联手中国冶金地质勘查工程总局，共同组建的阿勒泰正元国际矿业公司。河南灵宝股份有限公司完成新疆哈巴河华泰黄金有限责任公司的收购与改扩建。中国黄金集团在鄯善县组建新疆金滩矿业有限公司追加投资扩大产能；山东招金矿业有限股份公司在新疆收购组建了诸多企业，其中针对黄金资源投资建设了星塔黄金冶炼厂，北疆矿业有限公司阔个沙也金矿改扩建，组建了托里县鑫源黄金矿业有限公司，青河县金都矿业开发有限公司，哈密市招金泰合矿业有限责任公司。

新疆地域辽阔，地广人稀，自然环境恶劣、基础设施薄弱和地质普查艰难曾一度造就了新疆黄金矿山现代化工业生产的困局，在我国矿山普遍进入现代化工业生产的相当一段时间里，新疆黄金采选仍处于小规模多人工的模式。在进入21世纪后，这种格局方得到大规模的转变，截止2013年，在区内已建成投产具有代表性的日处理千吨级及以上黄金选矿厂有阿希金矿、哈巴河多拉纳萨依金矿。正在技改扩建项目有阿勒泰正元国际公司扩建、哈巴河华泰黄金矿业公司扩建、富蕴县萨尔布拉克金矿扩建、招金北疆矿业公司扩建、中国黄金集团新疆金滩矿业公司扩建、克拉玛依哈图金矿扩建、巴里坤县宏泰矿业公司索尔巴斯陶金矿扩建。正在新建项目有奇台双泉金矿、哈西金矿、山东招金集团青河县金矿、伊宁县金山金矿、山东招金集团阿勒泰市金矿、萨瓦雅尔顿金矿、正元国际哈巴河金坝公司，哈密金矿等。

随着区内黄金采选行业的突飞猛进发展，针对难处理金矿资源的冶炼工艺技术也随之引入新疆工业化应用。2005年，新疆阿希金矿细菌氧化工艺正式投入生产；2008年招金矿业有限股份公司在新疆托里县建设新疆星塔矿业黄金冶炼厂投产。由此一来，新疆黄金采选冶现代化的格局正式拉开序幕。

2 政府规划

新疆维吾尔自治区黄金工业“十二五”发展规划：2011～2015年，通过加强黄金地质勘探工作，加大资源整合、结构调整力度，提高技术装备水平，努力转变发展方式，使黄金产量年均增长20.1%，到2015年，全区形成岩金日处理规模30 000 t，黄金产量达到25 t，“十二五”期间累计生产黄金90 t;力争新增探明可采储量150 t;形成2～3家大型企业集团，大企业的产量比重提高到70%以上;资源综合利用率达到75%，单位能耗在现有基础降低15%，水耗降低20%，含氰废水实现“零排放”，工作场所和作业条件符合本质安全要求。为使我区成为国家黄金资源接替区和黄金生产基地，打下坚实基础。

3 矿物加工

从矿石中合理提取有用矿物，提供进入冶炼的合格品质原料，是选矿开发利用的核心工作内容。其中，如何提取矿石中的金及伴生金矿物，业内普遍采用重选-氰化-浮选或者联合工业进行提取和富集回收。采取何种工艺取决于矿石性质特点。在金矿石工艺矿物学中，首先要重点检测矿石中金矿物颗粒的粒度分布，根据其粒度大小，将其分为明金(＞100μm)、显微金 (0.2～100μm)、次显微金(0.2μm以下)三种进行描述，其意义在于，明金可通过粗磨重选方式进行直接回收，获得合格粗金产品。显微金与次显微金需要采用必要的细磨作业，尽量使金与脉石解离，使其暴露新鲜表面或去除杂质，提高目的产品的质量。并且可通过该微观数据来设置和检查所需磨矿细度的正确性；其次是通过化学物相分析，在100%-200目的粒度下，来检测单体自然金、连生体金、碳酸盐和硅酸盐包裹金、硫化物包裹金、铁氧化物包裹金所占有的比例，根据物相分析结果，可知金以何种数量存在何种目的载体矿物中，再通过金矿物与载体矿物的共生关系分析检测，以针对性的开展技术与研究工作。

从矿石中提取黄金的难易程度来说，重选得到粗金产品可直接送至冶炼作业，经济且环保。如果矿石中存在一定比例的明金，因为自然金的延展性非常好，为避免粗颗粒明金的流失，在工艺流程中添加重选作业是必要的。对选矿厂而言，采用尾矿筛析与水力沉降检查金属量分布可有效分析尾矿是否存在流失的现象。目前在我区黄金选矿厂，跳汰、尼尔森选矿机粗选与摇床精选的配合使用的应用较为普遍，二者各有优势，跳汰适用于磨矿粗粒产品，一般放在一段球磨排矿处最为适宜。尼尔森选矿机作为细粒磨矿产品的重选选别更具效率，经长期试验探索，磨矿细度70%-0.074 mm及以上较为合适。

氰化工艺在国内外应用极其广泛，是目前浸金提金的标准流程。根据原料品质的不同，针对低品位原矿石采用氰化-活性炭或树脂吸附工艺，冶炼厂高品位金精矿则采用氰化-锌粉置换工艺。新疆阿希金矿作为国内首个树脂提金应用的大型全泥氰化选矿厂，在此工艺上研究和改良，建树颇多。活性炭与树脂吸附在原理上相同，但在细节上还是有较多的差异。树脂与活性炭相比，虽然吸附容量高，但离子选择性较差，杂质离子如果没有针对性的解析作业进行分离，会导致再生树脂的吸附性变差。载金树脂的比重为1.1左右，低于全泥氰化矿浆1.2的比重，需要更大的充气和搅拌来混匀矿浆达到弥散状态，这种情况会导致树脂的磨损情况加重，故在损失率上会高于活性炭。另外，树脂采用的中温常压硫脲解析相对活性炭的高温高压解析效率不高。原苏联引入的树脂提金工艺用于重选精矿充气高浓度氰化工艺中，树脂的高吸附容量的效果可能应用的更恰当。对于地表氧化矿石的全泥氰化和堆浸工艺选择，笔者更倾向于氰化-活性炭工艺的另一个原因是，尾炭的回收处理更为方便和环保。

国内外的金矿资源在10年前的报道中，将可直接进行氰化的矿石称之为易选金矿石资源，比例为40%。其余的60%称之为难处理金矿资源，这个比例现在来说可能又有提高。难处理矿金矿资源可分为三种主要类型：高砷、碳、硫类型金矿石、金以微细粒和显微形态包裹于脉石矿物及有害杂质中的含金矿石、金与砷、硫嵌布关系密切的金矿石。这些难处理金矿资源采用氰化法难以直接回收，需采用合理的预处理工艺处理后，再进行氰化作业进行浸出回收。故矿山企业采用浮选或其它工艺富集的方式产出难选冶的金精矿，集中销售到冶炼厂。新疆境内的黄金选矿厂，据粗略调查，其浮选回收率大多在85%以上。近些年来，国内多家选矿科研院所针对我区的黄金矿山进行了一些的研究，将重点工作放在药剂制度的调整和选矿药剂的更新上，这也是目前国内选矿研究的重心。新疆境内的矿山企业存在一个特点，即使相邻矿石性质的差异也非常大，选矿作为一门试验科学，必须在企业规划建设、开采矿石性质发生变化的时期，做好选矿试验研究的前期工作，避免出现资源浪费的现象。在进行科学研究提高资源利用率的同时，笔者认为，选矿厂也需要注意单位成本的控制，其中磨矿细度作为选矿工艺的重要参数，其指标控制与耗能息息相关。一般科研院所在试验报告中提交的磨矿细度，是通过实验室干湿法联合筛分获得的，与现场浓度壶湿法测定的数值是有一定差异的，常规的经验值应为4%，当然这个具体的差额需要现场测定。

浮选金精矿在销售至下游冶炼厂家时，不同的冶炼处理工艺对其品质有着不同的要求，除正常的含金品位决定计价系数外，其它元素的含量也有一定的要求。例如生物氧化工艺要求硫低于25%和砷低于0.5%的计价基点，高于基点会相应调低计价系数，并明确规定金精矿不含碳锑。焙烧工艺则不限制原料的含硫量，因为含硫高于23%是焙烧的入料要求。另外，金精矿收购明确规定含铅需低于8%。由此，对浮选金精矿的品质不单纯以含金品位来衡量，其中最常见的是含砷金精矿，在业内普遍认为1%以下为低砷，1%～3%为中砷，3%以上为高砷。而无论是何种冶炼处理工艺，均对砷有一定的含量要求，实践应用中焙烧工艺含砷可最高放宽至6%，生物氧化为10%。新疆以及中亚地区毒砂含金的类型相当普遍，富集浮选金精矿亦相当富集砷精矿，笔者单位曾在试验研究中获取过含砷28%的金精矿，其含金品位为30 g/t，金砷在选矿技术中难以分离，需通过湿法化学处理除砷与火法焙烧获得砷粗产品的方式来预处理。对于含铅与含碳较高的金精粉，可通过合理的选矿技术将其与金矿物分离，得到综合利用。

4 冶炼工艺及综合利用

难处理金矿资源的预处理技术有细菌氧化、焙烧、加压氧化三大类型。目前我区已投产的细菌氧化厂有新疆阿希金矿和新疆哈图金矿，焙烧厂为代表的是新疆星塔矿业托里冶炼厂。加压氧化由于设备投资高昂，操作困难，在我国基本未能工业应用。由此可见，我区的黄金冶炼技术在国内已处于先进水平。

难处理金矿资源利用率则主要取决于冶炼厂的预处理工艺的技术水平。在已投产的这两大类型黄金冶炼厂应用情况来看，应该说各具特色与优势。焙烧采用二段焙烧工艺，可综合回收硫砷，副产硫酸和粗砷产品，且运行成本较低。但因存在焙烧硫化铁出现的铁包裹金现象，氰化浸出率较低。细菌氧化因石灰法处理含酸砷废水，环保运行成本较高，生物氧化流程过长，大量的在制品滞留于流程中，生产操作亦不够稳定。但其氰化浸出率高于焙烧工艺。总体来说，采用何种冶炼工艺最为适宜，还很难下结论，要综合考虑其原料的性质和当地副产品销售情况以及环保压力。

目前，在我区黄金冶炼厂对氰化含金液体的回收已基本上通用了锌粉置换工艺，这是因其运行成本低、工艺流程简单易行。针对处理含低品位金银的高硫铜尾矿已在调试生产的奎屯铜冠冶化厂，其对焙烧渣中所含的金银采用氰化-压滤液体进行静态活性炭柱吸附的工艺进行回收，此工艺针对其含银较高的特点进行综合回收利用而设置。

无论是何种冶炼工艺，其尾渣必然是存在一定含量的黄金资源，各黄金冶炼厂分别针对性的开展了大量的技术攻关工作。笔者曾针对焙烧氰化渣与氧化氰化渣进行了选矿探索试验研究，其最突出的区别在于，氧化氰化渣仍属于选矿范畴的矿石，可通过适当的选矿手段回收大部分尾矿金资源。焙烧氰化渣经过焙烧工艺后，物料的性质得到根本的改变，浮选工艺处理效果不明显，重金属富集分离效果较差。

焙烧冶炼厂亦针对其尾渣含铁较高的特点，进行技术研究工作。从理论上分析，如果能直接焙烧得到合格大于63%的铁精矿，自然是最好的结果。国内黄铁矿制酸焙烧厂通过控制进料含硫达到45%以上，来获得烧渣63%的含铁品质，一般情况下金精粉的含硫不易达到这个要求。同时黄金焙烧冶炼厂与制酸冶化厂在工艺控制和目的上是有区别的，一是焙烧的温度不同，金精矿焙烧一般600～650℃，而黄铁矿制酸一般850℃；二是焙烧的目的不同，金精矿焙烧时提金，产出满足最佳氰化的焙砂；而硫铁矿焙烧是脱硫，使烧渣尽量符合最好的铁精粉要求以及产酸并回收燃硫的热量。目前来说，通过湿法冶金技术结合还原磁化焙烧技术实现对黄金冶炼氰化尾渣中重金属的回收，以及获得磁铁矿烧渣是技术的焦点。另外一项重点研究的课题是，酸法浸出回收烧渣中的铁。笔者认为，目前我区的黄金冶炼企业并不要急于对尚未成熟的技术进行工业应用，这是因为我区的黄金冶炼企业建厂时间并不长，即使针对尾矿资源进行开发，也应待其二次资源到达一定的数量方为合适。在此期间，技术上的研究与调研是非常必要的。

在综合回收利用上，我区在黄金冶炼上经常会忽视一个现象，即金虽然以自然金的矿物形式存在，但自然界中纯金极少有，经常含有Ag，矿物中Au和Ag属完全类质同相系列，可以相互替换。通常Au含量在80%以上者称为自然金，含Ag20%～50%的称为银金矿，此外还常含有Cu、Fe、Pd、Bi、Pt以及Se、Te、Ir等。在黄金活法冶炼渣中，应或多或少会富集其它有价金属，是否存在回收利用的可能性，也是企业值得探讨和研究的技术方向。