新疆黃金資源開發現狀及其選冶技術的探討

楊磊

(新疆有色金屬研究所 烏魯木齊 830000）

新疆黃金資源開發現狀及其選冶技術的探討

楊磊

(新疆有色金屬研究所 烏魯木齊 830000）

通過對新疆自治區黃金資源開發現狀的描述，以礦物加工和冶煉工藝以及綜合利用技術與應用為主線，針對性的展開黃金選冶技術的探討，以期對我區黃金資源企業在技術應用上起到一定的引導作用。

新疆 黃金 礦物加工 冶煉 綜合利用

1 歷史現狀

黃金在人類社會中具有貨幣和商品雙重職能。雖然隨著21世紀金融市場的改革，黃金的貨幣功能已經大大減弱，已基本上不作為直接購買和支付手段，但在目前世界經濟領域和現實生活中，它仍是比任何紙幣更具有儲藏價值的一種儲備手段。同時黃金對保證國家經濟安全、國防安全和規避金融風險也是任何物品所無法替代的，而且隨著現代工業的發展和人民生活水平的提高，黃金在航天、航空、電子、醫藥等高新技術領域和飾品行業有著廣泛的市場前景。

新疆是我國戰略資源的重要儲備區，豐富的戰略資源是我國經濟發展的重要支點。新疆的黃金資源比較豐富，根據2006年已知報道，在新疆境內的有關黃金礦的分布與規模介紹，有正式儲量記錄的金礦床(點)72處，其中儲量規模巖金達到20 t以上的大型礦床有3處；巖金在5～20 t、砂金2～8 t間的中型礦床10處；巖金儲量在5～0.5 t、砂金儲量在0.2～2 t間的小型礦床有37處，礦點21處。境內探明儲量主要集中分布在阿爾泰山、東西準噶爾界山、天山及西昆侖一阿爾金山等地。雖然全疆87個市縣幾乎都有分布，但總儲量的90%金礦集中在阿勒泰、伊犁、吐魯番、塔城和哈密地區。目前，隨著新疆地質勘探水平的提升與深度的增大，基本上每年都可見關于新疆黃金資源擴大的報道。

新疆黃金資源的開采利用歷史久遠，可追溯至漢唐時期，素有金玉之邦的美稱。阿勒泰地區就是歷史著名的砂金開采區，阿勒泰的蒙語意思就是金山。另外，塔城地區的托里縣也可見古人開采明金的作業遺址。在進入工業化現代社會之前，人類開采黃金是以可見明金類型的富金礦石和砂金為資源，采用人工淘洗以及碾細溜槽的方式采集黃金。

1983年10月，新疆克拉瑪依哈圖金礦100 t/d選礦廠正式投產運行，從而開創了新疆自治區機械化選金的歷史。新疆有色集團公司作為新疆黃金資源開發的龍頭企業，不斷提高資源勘探力度與綜合利用水平，并在2012年以原有三大黃金礦山企業新疆伊寧縣阿希金礦、克拉瑪依哈圖金礦、哈密金礦進行合并，組建了西部黃金股份有限公司，該公司除對原有礦山資源的開發利用進行了改擴建外，并著手對伊東工業園伊犁黃金冶煉廠、伊犁尼勒克金元礦業與青河頓巴斯套礦業進行籌建與開發。

隨著黃金行業的持續開發熱潮，區內豐富的黃金資源吸引了眾多礦業公司來新疆掘金。在新疆阿勒泰地區的哈巴河縣，山東招金集團和山東冶金地勘院聯手中國冶金地質勘查工程總局，共同組建的阿勒泰正元國際礦業公司。河南靈寶股份有限公司完成新疆哈巴河華泰黃金有限責任公司的收購與改擴建。中國黃金集團在鄯善縣組建新疆金灘礦業有限公司追加投資擴大產能；山東招金礦業有限股份公司在新疆收購組建了諸多企業，其中針對黃金資源投資建設了星塔黃金冶煉廠，北疆礦業有限公司闊個沙也金礦改擴建，組建了托里縣鑫源黃金礦業有限公司，青河縣金都礦業開發有限公司，哈密市招金泰合礦業有限責任公司。

新疆地域遼闊，地廣人稀，自然環境惡劣、基礎設施薄弱和地質普查艱難曾一度造就了新疆黃金礦山現代化工業生產的困局，在我國礦山普遍進入現代化工業生產的相當一段時間里，新疆黃金采選仍處于小規模多人工的模式。在進入21世紀后，這種格局方得到大規模的轉變，截止2013年，在區內已建成投產具有代表性的日處理千噸級及以上黃金選礦廠有阿希金礦、哈巴河多拉納薩依金礦。正在技改擴建項目有阿勒泰正元國際公司擴建、哈巴河華泰黃金礦業公司擴建、富蘊縣薩爾布拉克金礦擴建、招金北疆礦業公司擴建、中國黃金集團新疆金灘礦業公司擴建、克拉瑪依哈圖金礦擴建、巴里坤縣宏泰礦業公司索爾巴斯陶金礦擴建。正在新建項目有奇臺雙泉金礦、哈西金礦、山東招金集團青河縣金礦、伊寧縣金山金礦、山東招金集團阿勒泰市金礦、薩瓦雅爾頓金礦、正元國際哈巴河金壩公司，哈密金礦等。

隨著區內黃金采選行業的突飛猛進發展，針對難處理金礦資源的冶煉工藝技術也隨之引入新疆工業化應用。2005年，新疆阿希金礦細菌氧化工藝正式投入生產；2008年招金礦業有限股份公司在新疆托里縣建設新疆星塔礦業黃金冶煉廠投產。由此一來，新疆黃金采選冶現代化的格局正式拉開序幕。

2 政府規劃

新疆維吾爾自治區黃金工業“十二五”發展規劃：2011～2015年，通過加強黃金地質勘探工作，加大資源整合、結構調整力度，提高技術裝備水平，努力轉變發展方式，使黃金產量年均增長20.1%，到2015年，全區形成巖金日處理規模30 000 t，黃金產量達到25 t，“十二五”期間累計生產黃金90 t;力爭新增探明可采儲量150 t;形成2～3家大型企業集團，大企業的產量比重提高到70%以上;資源綜合利用率達到75%，單位能耗在現有基礎降低15%，水耗降低20%，含氰廢水實現“零排放”，工作場所和作業條件符合本質安全要求。為使我區成為國家黃金資源接替區和黃金生產基地，打下堅實基礎。

3 礦物加工

從礦石中合理提取有用礦物，提供進入冶煉的合格品質原料，是選礦開發利用的核心工作內容。其中，如何提取礦石中的金及伴生金礦物，業內普遍采用重選-氰化-浮選或者聯合工業進行提取和富集回收。采取何種工藝取決于礦石性質特點。在金礦石工藝礦物學中，首先要重點檢測礦石中金礦物顆粒的粒度分布，根據其粒度大小，將其分為明金(＞100μm)、顯微金 (0.2～100μm)、 次 顯 微 金(0.2μm以下)三種進行描述，其意義在于，明金可通過粗磨重選方式進行直接回收，獲得合格粗金產品。顯微金與次顯微金需要采用必要的細磨作業，盡量使金與脈石解離，使其暴露新鮮表面或去除雜質，提高目的產品的質量。并且可通過該微觀數據來設置和檢查所需磨礦細度的正確性；其次是通過化學物相分析，在100%-200目的粒度下，來檢測單體自然金、連生體金、碳酸鹽和硅酸鹽包裹金、硫化物包裹金、鐵氧化物包裹金所占有的比例，根據物相分析結果，可知金以何種數量存在何種目的載體礦物中，再通過金礦物與載體礦物的共生關系分析檢測，以針對性的開展技術與研究工作。

從礦石中提取黃金的難易程度來說，重選得到粗金產品可直接送至冶煉作業，經濟且環保。如果礦石中存在一定比例的明金，因為自然金的延展性非常好，為避免粗顆粒明金的流失，在工藝流程中添加重選作業是必要的。對選礦廠而言，采用尾礦篩析與水力沉降檢查金屬量分布可有效分析尾礦是否存在流失的現象。目前在我區黃金選礦廠，跳汰、尼爾森選礦機粗選與搖床精選的配合使用的應用較為普遍，二者各有優勢，跳汰適用于磨礦粗粒產品，一般放在一段球磨排礦處最為適宜。尼爾森選礦機作為細粒磨礦產品的重選選別更具效率，經長期試驗探索，磨礦細度70%-0.074 mm及以上較為合適。

氰化工藝在國內外應用極其廣泛，是目前浸金提金的標準流程。根據原料品質的不同，針對低品位原礦石采用氰化-活性炭或樹脂吸附工藝，冶煉廠高品位金精礦則采用氰化-鋅粉置換工藝。新疆阿希金礦作為國內首個樹脂提金應用的大型全泥氰化選礦廠，在此工藝上研究和改良，建樹頗多。活性炭與樹脂吸附在原理上相同，但在細節上還是有較多的差異。樹脂與活性炭相比，雖然吸附容量高，但離子選擇性較差，雜質離子如果沒有針對性的解析作業進行分離，會導致再生樹脂的吸附性變差。載金樹脂的比重為1.1左右，低于全泥氰化礦漿1.2的比重，需要更大的充氣和攪拌來混勻礦漿達到彌散狀態，這種情況會導致樹脂的磨損情況加重，故在損失率上會高于活性炭。另外，樹脂采用的中溫常壓硫脲解析相對活性炭的高溫高壓解析效率不高。原蘇聯引入的樹脂提金工藝用于重選精礦充氣高濃度氰化工藝中，樹脂的高吸附容量的效果可能應用的更恰當。對于地表氧化礦石的全泥氰化和堆浸工藝選擇，筆者更傾向于氰化-活性炭工藝的另一個原因是，尾炭的回收處理更為方便和環保。

國內外的金礦資源在10年前的報道中，將可直接進行氰化的礦石稱之為易選金礦石資源，比例為40%。其余的60%稱之為難處理金礦資源，這個比例現在來說可能又有提高。難處理礦金礦資源可分為三種主要類型：高砷、碳、硫類型金礦石、金以微細粒和顯微形態包裹于脈石礦物及有害雜質中的含金礦石、金與砷、硫嵌布關系密切的金礦石。這些難處理金礦資源采用氰化法難以直接回收，需采用合理的預處理工藝處理后，再進行氰化作業進行浸出回收。故礦山企業采用浮選或其它工藝富集的方式產出難選冶的金精礦，集中銷售到冶煉廠。新疆境內的黃金選礦廠，據粗略調查，其浮選回收率大多在85%以上。近些年來，國內多家選礦科研院所針對我區的黃金礦山進行了一些的研究，將重點工作放在藥劑制度的調整和選礦藥劑的更新上，這也是目前國內選礦研究的重心。新疆境內的礦山企業存在一個特點，即使相鄰礦石性質的差異也非常大，選礦作為一門試驗科學，必須在企業規劃建設、開采礦石性質發生變化的時期，做好選礦試驗研究的前期工作，避免出現資源浪費的現象。在進行科學研究提高資源利用率的同時，筆者認為，選礦廠也需要注意單位成本的控制，其中磨礦細度作為選礦工藝的重要參數，其指標控制與耗能息息相關。一般科研院所在試驗報告中提交的磨礦細度，是通過實驗室干濕法聯合篩分獲得的，與現場濃度壺濕法測定的數值是有一定差異的，常規的經驗值應為4%，當然這個具體的差額需要現場測定。

浮選金精礦在銷售至下游冶煉廠家時，不同的冶煉處理工藝對其品質有著不同的要求，除正常的含金品位決定計價系數外，其它元素的含量也有一定的要求。例如生物氧化工藝要求硫低于25%和砷低于0.5%的計價基點，高于基點會相應調低計價系數，并明確規定金精礦不含碳銻。焙燒工藝則不限制原料的含硫量，因為含硫高于23%是焙燒的入料要求。另外，金精礦收購明確規定含鉛需低于8%。由此，對浮選金精礦的品質不單純以含金品位來衡量，其中最常見的是含砷金精礦，在業內普遍認為1%以下為低砷，1%～3%為中砷，3%以上為高砷。而無論是何種冶煉處理工藝，均對砷有一定的含量要求，實踐應用中焙燒工藝含砷可最高放寬至6%，生物氧化為10%。新疆以及中亞地區毒砂含金的類型相當普遍，富集浮選金精礦亦相當富集砷精礦，筆者單位曾在試驗研究中獲取過含砷28%的金精礦，其含金品位為30 g/t，金砷在選礦技術中難以分離，需通過濕法化學處理除砷與火法焙燒獲得砷粗產品的方式來預處理。對于含鉛與含碳較高的金精粉，可通過合理的選礦技術將其與金礦物分離，得到綜合利用。

4 冶煉工藝及綜合利用

難處理金礦資源的預處理技術有細菌氧化、焙燒、加壓氧化三大類型。目前我區已投產的細菌氧化廠有新疆阿希金礦和新疆哈圖金礦，焙燒廠為代表的是新疆星塔礦業托里冶煉廠。加壓氧化由于設備投資高昂，操作困難，在我國基本未能工業應用。由此可見，我區的黃金冶煉技術在國內已處于先進水平。

難處理金礦資源利用率則主要取決于冶煉廠的預處理工藝的技術水平。在已投產的這兩大類型黃金冶煉廠應用情況來看，應該說各具特色與優勢。焙燒采用二段焙燒工藝，可綜合回收硫砷，副產硫酸和粗砷產品，且運行成本較低。但因存在焙燒硫化鐵出現的鐵包裹金現象，氰化浸出率較低。細菌氧化因石灰法處理含酸砷廢水，環保運行成本較高，生物氧化流程過長，大量的在制品滯留于流程中，生產操作亦不夠穩定。但其氰化浸出率高于焙燒工藝。總體來說，采用何種冶煉工藝最為適宜，還很難下結論，要綜合考慮其原料的性質和當地副產品銷售情況以及環保壓力。

目前，在我區黃金冶煉廠對氰化含金液體的回收已基本上通用了鋅粉置換工藝，這是因其運行成本低、工藝流程簡單易行。針對處理含低品位金銀的高硫銅尾礦已在調試生產的奎屯銅冠冶化廠，其對焙燒渣中所含的金銀采用氰化-壓濾液體進行靜態活性炭柱吸附的工藝進行回收，此工藝針對其含銀較高的特點進行綜合回收利用而設置。

無論是何種冶煉工藝，其尾渣必然是存在一定含量的黃金資源，各黃金冶煉廠分別針對性的開展了大量的技術攻關工作。筆者曾針對焙燒氰化渣與氧化氰化渣進行了選礦探索試驗研究，其最突出的區別在于，氧化氰化渣仍屬于選礦范疇的礦石，可通過適當的選礦手段回收大部分尾礦金資源。焙燒氰化渣經過焙燒工藝后，物料的性質得到根本的改變，浮選工藝處理效果不明顯，重金屬富集分離效果較差。

焙燒冶煉廠亦針對其尾渣含鐵較高的特點，進行技術研究工作。從理論上分析，如果能直接焙燒得到合格大于63%的鐵精礦，自然是最好的結果。國內黃鐵礦制酸焙燒廠通過控制進料含硫達到45%以上，來獲得燒渣63%的含鐵品質，一般情況下金精粉的含硫不易達到這個要求。同時黃金焙燒冶煉廠與制酸冶化廠在工藝控制和目的上是有區別的，一是焙燒的溫度不同，金精礦焙燒一般600～650℃，而黃鐵礦制酸一般850℃；二是焙燒的目的不同，金精礦焙燒時提金，產出滿足最佳氰化的焙砂；而硫鐵礦焙燒是脫硫，使燒渣盡量符合最好的鐵精粉要求以及產酸并回收燃硫的熱量。目前來說，通過濕法冶金技術結合還原磁化焙燒技術實現對黃金冶煉氰化尾渣中重金屬的回收，以及獲得磁鐵礦燒渣是技術的焦點。另外一項重點研究的課題是，酸法浸出回收燒渣中的鐵。筆者認為，目前我區的黃金冶煉企業并不要急于對尚未成熟的技術進行工業應用，這是因為我區的黃金冶煉企業建廠時間并不長，即使針對尾礦資源進行開發，也應待其二次資源到達一定的數量方為合適。在此期間，技術上的研究與調研是非常必要的。

在綜合回收利用上，我區在黃金冶煉上經常會忽視一個現象，即金雖然以自然金的礦物形式存在，但自然界中純金極少有，經常含有Ag，礦物中Au和Ag屬完全類質同相系列，可以相互替換。通常Au含量在80%以上者稱為自然金，含Ag20%～50%的稱為銀金礦，此外還常含有Cu、Fe、Pd、Bi、Pt以及Se、Te、Ir等。在黃金活法冶煉渣中，應或多或少會富集其它有價金屬，是否存在回收利用的可能性，也是企業值得探討和研究的技術方向。

5 結語

新疆黃金資源的開發利用在新的歷史時期有了飛躍性的發展，最重要的原因是源于我區探明資源儲量不斷增長，這是實現我區黃金產業可持續發展的資源基礎。另一方面，隨著科學技術的進步和資源市場的活力，機械化大規模的開采利用方式得到充分的發展，使得我區黃金資源的產業前景廣闊。

礦產資源的合理開發和綜合利用是資源企業永恒的主題，依靠科技進步，節約資源與能源，提高礦產資源的利用率，大力發展質量效益、科技先導、資源節約型企業目標是企業管理工作的重點所在。

收稿：2013-08-01