國內黃金尾礦綜合利用現狀及趨勢*

趙 龍

（長春黃金研究院有限公司）

中國是全球第二大經濟體、世界第一產金大國，據《中國黃金年鑒2022》數據顯示［1］，近年來我國黃金資源量逐年穩定增長，截至2021年底，全國黃金資源儲量合計15 750.51 t，黃金儲量合計2 964.37 t，年度黃金總產量443.56 t，年度黃金尾礦產量1.95 億t。據了解，我國黃金礦山尾礦產量已達15 億t 以上，但綜合利用率卻不足20%，雖然針對尾礦綜合利用的嘗試一直在進行，利用率在逐年提高，但仍然遠低于礦業發達國家62%的平均水平［2-3］。黃金礦產資源長期高強度開發形成的大量庫存尾礦和在線尾礦，存在著嚴重的環境污染和安全生產隱患，是當前生態文明建設中亟待解決的重大問題。隨著技術創新和政策需求的變化，黃金尾礦已成為具有開發利用潛力的優質資源。本文從黃金礦山尾礦特點入手，梳理當前國內黃金尾礦綜合利用的主要方式和發展現狀，同時結合政策發展需求，論述黃金尾礦綜合利用的未來趨勢，為黃金行業尾礦資源化高質量發展提供借鑒。

1 黃金尾礦分類及特點

黃金礦山常用選礦工藝有重選、浮選和氰化3種，相對應的黃金尾礦按生產工藝可分為浮選尾礦、氰化渣及冶煉渣（重選尾礦通常會用其他2種工藝進一步處理），氰化渣又可分為全泥氰化渣、金精礦氰化渣和堆浸渣。

不同地域的黃金礦山尾礦的組成和性質有所差異，總體而言黃金尾礦的主要化學成分為SiO2，以及少量的CaO、Al2O3、MgO、Na2O、Fe2O3等，可能含有貴金屬（如Au、Pt、Ag）和重金屬（如Cu、Pb、Zn）；從礦物組成上看，主要以石英、長石、云母、黏土和殘余金屬礦物為主［4-5］，物相穩定，在自然條件下難與其他物質進行化學反應。

根據選礦工藝不同，可能存在的有毒有害成分主要有浮選藥劑、氰化物、部分重金屬等。

2 黃金尾礦綜合利用評估與程序

2.1 評估依據和條件

評估某一企業黃金尾礦是否具備綜合利用價值，根據國家有關部門及地方關于礦山固廢綜合利用的相關法律法規及政策意見進行綜合評估，往往從必要性、技術性、經濟性、政策合規性及安全環保評價幾大方面評估，幾者缺一不可，如果某一項不符合條件均視為不可利用。通常而言，選擇綜合利用方式時，優先考慮附加值更高的利用方式，其次選擇單一的減量化措施。多方式協同處理綜合利用在當前應用較為廣泛，可先進行有用組分回收，再將處理后的尾礦進行梯級利用，按照粒級或成分進行分類利用，實現無尾排放。

2.2 利用程序

2.2.1 按照屬性鑒別分類

按照黃金尾礦的屬性鑒別可分為浮選尾礦和氰化尾礦，兩者綜合利用途徑有所不同。

根據統計數據，浮選黃金尾礦多數均為非危險廢物，為一般工業固體廢物。浮選黃金尾礦綜合利用前需先進行一般工業固廢I 類和II 類鑒別，其利用途徑見圖1。

根據《國家危險廢物名錄》（2021 年版）氰化黃金尾礦屬于危險廢物，代碼092-00333，根據目前國內環保相應法律法規文件，氰化黃金尾礦合理利用途徑主要有4 種，包括利用后鑒別途徑、“點對點”利用途徑、固體廢物鑒別途徑以及《黃金行業氰渣污染控制技術規范》（HJ 943-2018）（簡稱“氰渣規范”）等相關標準途徑，其利用途徑見圖2。

2.2.2 按照堆存狀態分類

按黃金尾礦堆存狀態可分為庫存尾礦和在線尾礦，兩者的綜合利用程序存在較大差別。

庫存黃金尾礦綜合利用涉及回采條件及相關手續辦理程序（圖3）。第一步，應針對目標尾礦庫是否存在禁止回采利用條件進行判別，如是否在保護區內等，若符合禁止條件則無法利用；第二步，判斷是否存在尾礦庫污染環境情況，若存在則根據相關要求進行原位封存或異位處置；第三步，根據《尾礦庫安全規程》（GB 39496—2020），同一座尾礦庫內不得同時進行尾礦的回采和排放，應先確定在線尾礦和回采利用后尾礦的去處；第四步，尾礦回采利用應進行回采勘查、安全預評估、回采設計、安全設施設計及驗收、申請尾礦庫回采安全生產許可證、環境影響評價等工作；最后，實施回采，實現綜合利用。

在線浮選黃金尾礦綜合利用所需程序及手續較為簡單，鑒別處理后可直接利用。氰化黃金尾礦在回收有價組分后可進行屬性鑒別，從而促進下一步綜合利用，對于不符合回收條件的氰化黃金尾礦，可采取“點對點”或外售至有資質企業的形式進行利用，利用流程見圖4。

3 黃金尾礦綜合利用現狀

隨著科技水平提高和政策重視引導，黃金尾礦綜合利用方式呈現多樣化、規模化、復合化，按照發展趨勢，先后經歷了減量化—資源化—高值化3個階段。

3.1 減量化

由于黃金尾礦產量大，性質穩定，是理想的井下充填惰性材料，并且具有就地處置的優勢，所以井下充填是目前消耗量最大的一種利用方式，同時井下充填可以控制地壓活動，節省征地和尾礦庫的建設投資，實現資源的安全高效開采，但當前也存在一些問題：①目前尾礦充填原料來源以流程產生的尾礦為主，庫存尾礦應用于充填難度較大；②黃金氰化尾礦回填罕有實際應用案例，究其原因主要是在政策和經濟性方面，技術方面均已實現。

黃金尾礦用于地表塌陷或者洼地的回填并進行復墾，也是常規的減量化手段之一。

3.2 資源化

3.2.1 有價組分回收

由于原先選冶技術和工業經濟指標的局限性，殘存在黃金尾礦中的有價金屬回收潛力巨大，隨著技術和設備的升級，原有的黃金尾礦成為可以直接二次開發的寶貴資源，大量的學者和科研機構在這方面進行了研究，取得了一系列成果。國內利用黃金尾礦資源回收利用金、銀、銅、鐵等有價金屬的礦山企業主要有黑龍江烏拉嘎金礦、河南金源金礦、湖南湘西金礦、遼寧五龍金礦等企業［4-5］，這些金礦企業根據本地黃金尾礦資源的特點，采用不同的選冶工藝回收尾礦中的有價金屬，新增經濟效益可達數百萬元。

除此以外，黃金礦山生產初期，目標礦物以金、銀、銅等有價金屬為主，硫、長石、石英以及云母等非金屬礦物被遺棄，但在選礦過程中，這些伴生礦物得到一定程度的富集，因此早期的黃金尾礦中伴生礦物的品位較高，結合工藝礦物學特性和市場需求，具有一定的回收價值。山東七保山金礦、陜西雙王金礦等企業從尾礦中回收硫精礦、鈉長石、石英、絹云母、正長石及少量綠泥石等脈石礦物［6］，成功獲得了符合行業要求的產品，經濟效益顯著。

3.2.2 制備混凝土類原材料

黃金尾礦中所含主要礦物有硅酸鹽、鋁硅酸鹽、石英、長石等物質，有些黃金尾礦中SiO2、Al2O3的占比可達80%以上，是生產硅酸鹽產品的主要原料。根據其礦物組成和化學成分，黃金尾礦也可用作制備混凝土骨料、水泥、干粉砂漿、膠凝材料等建筑原材料。

黃金尾礦在普通混凝土中的應用已較為成熟，尤其硅含量較高的粗顆粒尾砂可以直接篩選替代天然砂使用，徐寶華、張少波等［7-8］開展了黃金尾礦分級復配替代天然砂研究，制得了不同強度等級的混凝土，質量穩定，工作性能甚至優于采用天然砂的混凝土。與此同時，黃金尾礦的主要成分與水泥原材料相似，利用尾礦中的某些微量元素影響水泥熟料的形成和礦物的組成，進而用黃金尾礦生產水泥，常用方法有2 種：①利用尾礦中含鐵量高的特點，以尾礦替代常用水泥配方使用的鐵粉；②用尾礦替代水泥原料的主要成分。火山凝灰巖貧硫型黃金礦床尾礦富含硅、鋁，可直接壓制建筑用磚或作為水泥原料；碳酸巖型礦床尾礦也可作為水泥原料。郜志海、曹素改等［9-10］通過大量試驗研究證實，摻入不同含量黃金礦山尾礦的水泥熟料相組成及水化產物與普通硅酸鹽水泥類似，性能指標差別不大；并且用黃金尾礦、粉煤灰等固體廢棄物為主要原材料制備的新型低碳生態型膠凝材料，可代替普通硅酸鹽水泥。山東沂南磊金股份有限公司利用黃金尾礦生產普通硅酸鹽水泥，主要用于鋪設道路和建筑地基，水泥原料中黃金尾礦利用量可達40%，大幅降低了水泥成本。隨著建筑行業的快速發展，干粉砂漿正逐步替代傳統技術，是相關部門重點開發和鼓勵的創新技術，國內外多位學者［11-12］開展了利用黃金尾礦等工業固廢制備干粉砂漿的研究工作，制備的多種產品性能均滿足行業標準要求，完全可以用來配置各種強度等級且性能達標的砂漿。

近年來，隨著充填采礦法在礦山應用中的占比越來越高，充填膠凝材料的需求量也越來越大。由于水泥存在價格高、能耗高、細粒固化效果不理想等問題，正在逐步被新型固廢膠凝材料替代，利用黃金尾礦協同其他工業固廢開發新型低碳的充填膠凝材料逐步成為行業熱點，國內外很多學者和企業［13］都已經開展了大量研究，并取得了不錯的成果，這種利用方式不僅能夠顯著降低充填成本，而且為尾礦類固體廢棄物綜合利用探索出了一條新途徑。

3.2.3 制備建材

我國在黃金尾礦制磚方面已經具備了相當成熟的技術，黃金尾礦可制備建筑用磚、路面、墻面裝飾磚。焦家金礦于1996年就引進國家“雙免”磚生產技術［6］，每年消耗尾礦6 萬t，年新增經濟效益逾千萬元；丁亞斌、袁善磊等［14-15］利用黃金尾礦和其他工業固廢為主要原料，在添加劑的作用下，經蒸壓成型制造成加氣混凝土砌塊和蒸壓磚，與傳統建材產品相比，性能優良，是國內外廣泛應用的新型節能墻體材料。遺憾的是，受制于礦山地理位置偏遠，運輸成本高，有些黃金尾礦磚瓦產品的銷售渠道不甚理想。

3.3 高值化

以往對于黃金尾礦制備工業產品的研究多集中在低科技含量、低成本的原材料方面，近年來，科技和設備的進步推動了尾礦綜合利用水平的提高，利用黃金尾礦制造附加值更高的“精致化”產品逐漸走進大眾視野。例如利用尾礦制備3D建筑打印材料及應用，尾礦制備陶粒、微晶玻璃、發泡陶瓷、巖板、人造玉建筑板材、礦巖棉、高端裝飾材料等環保型綠色建材產品（包括新型自保溫墻材、仿石材裝飾墻板，多功能板材產品以及保溫裝飾一體板底板與面板等），類似的研究已取得一定的成果，并逐步形成產業化規模推廣應用。

湖北三鑫公司利用金銅尾礦制備多孔燒結陶粒［16］，這種陶粒可以作為人造輕集料來制備混凝土，可提高混凝土的性能。由于陶粒具有質輕、表面粗糙、孔隙率高、化學穩定性好等特點，應用領域包括衛生間回填、無土栽培花卉、濾料、石油壓裂支撐劑等，由于用途廣泛，市場前景廣闊，銷售市場良好。張先禹［17］使用以硅質、硅鋁質、堿鋁硅尾礦為主要原料的純凈黃金尾礦熔制高級飾面玻璃，使制備成本降低，產品附加值提高。王亞婕、張金龍等［18-19］利用黃金尾礦為原料，加入少量添加劑，采用多種方法研制出了符合國家標準的陶瓷墻地磚制品，同時用尾礦渣輔助其他原料代替黏土、細沙、石子等不可再生資源加工一種輕型鋼結構的ASA 系列板材，開創了尾礦利用新途徑。隨著建筑工業化的需求與轉變，大塊墻材輕質板材和復合板材需求逐漸增大，筑邦建筑科技投資有限公司聯合研發了硅晶石類陶瓷新材料［20］，利用建筑垃圾、煤矸石、粉煤灰、尾礦等多種大宗工業固廢，通過1 000 ℃高溫燒結而成，固廢摻入量最高可達85%。利用硅晶石新材料生產的硅晶石復合墻板主要應用于裝配式內隔墻市場，打破了傳統裝配式建筑構件制作依賴模板的行業技術瓶頸，滿足了裝配式建筑部品部件智能化、柔性化生產需求。

3.4 其他應用

除以上應用途徑，黃金尾礦成分復雜，含有多種元素，在制備化肥、用作土壤改良劑、廢水處理、金屬鈍化、生態修復、生產涂料、制作飼料添加劑以及用作礦物藥材等方面都有研究和應用。鑒于我國黃金尾礦產率高、存量大，加之黃金礦床類型復雜，圍巖種類多樣，尾礦綜合利用時應結合礦山實際和物料性質，首選附加值高的利用方式，在兼顧減量化的同時，最大限度地節省成本或者創造經濟效益，從根本上解決黃金尾礦侵占土地、破壞和影響生態環境的問題，是實現黃金礦山可持續發展的必然選擇。

4 結論與展望

當前黃金尾礦綜合利用仍存在諸多難題，例如庫存尾礦利用程序環節多、缺乏統一的標準規范、成本優勢不明顯、市場需求不足、地理環境偏遠銷售半徑受限、黃金氰化尾礦無害化處置與充填協同應用推廣難度大等。但近年來，黃金尾礦綜合利用日益受到關注和重視，推動黃金尾礦等大宗工業固廢的高效利用成為了社會各界關注的焦點。兩會多項提案中指出，“礦山尾礦資源高效綜合利用亟待解決”“關于深化京津冀區域工業固廢綜合利用產業協同發展”“加大工業固廢在交通領域資源化利用”“重視循環經濟減碳價值，加大工業固廢利用”“固廢利用‘變廢為寶’循環經濟綠色高效”等等，諸多倡議直指大宗工業固廢的綜合利用；同時得益于“無廢城市”“綠色礦山”等政策的牽引，大宗工業固廢的綜合應用領域也逐漸擴大到方方面面。黃金尾礦作為存量較大，當前利用率較低的一種固體廢物，如何加強其高效綜合利用已迫在眉睫且勢在必行；實現黃金尾礦資源化利用，必然成為推進工業綠色低碳循環發展、促進減污降碳協同增效的重要途徑。未來黃金尾礦的綜合利用會在以下幾個方面逐步完善。

（1）因地制宜開展黃金尾礦梯級利用，實現不同梯度產品的附加值最大化，不僅僅只是減量化的單一式處理，精細化程度更高的層次化綜合利用將成為未來的主要發展趨勢。

（2）多種固廢協同處置綜合利用，增強大宗工業固廢流動性，完成集群化和集約化，完善跨區域綜合利用協同推進機制。在合理有序的引導下，實現變廢為寶，助力礦山無尾排放。

（3）“十四五”期間，黃金行業的尾礦綜合利用和尾礦庫風險管控領域存在亟待攻克的“卡脖子”專項技術，通過一系列的技術創新和設備升級，拓寬黃金尾礦綜合利用途徑，提高附加值，降低成本，推進黃金尾礦真正實現“吃干榨凈”，實現綠色低碳發展。

（4）完善黃金行業尾礦綜合利用相關標準規范，指導尾礦資源化利用工作，為黃金尾礦綜合利用提供系統、規范、有效的指導，推進黃金尾礦減量化、資源化、高值化發展。

（5）加大政策扶持力度，建立黃金固廢資源綜合利用示范基地，通過多層次全方位的綠色礦山正向激勵金融政策，減免稅收，提供信貸，充分激發企業的積極性。