尹善繼,姜傳進
(1.江銅國興(煙臺)銅業(yè)有限公司,山東 煙臺 264000;2.山東金創(chuàng)金銀冶煉有限公司,山東 蓬萊 265600)
隨著人們對于各類能源的需求量越來越大,對于礦產(chǎn)資源的需求也逐年上升,但是由于開采、冶煉、廢物處理方面仍然存在著許多問題,給環(huán)境造成了極大的影響。在冶煉途中或者過后會產(chǎn)生大量的冶煉廢渣,而這些廢渣不僅會污染環(huán)境,而且一般是以堆放的形式進行處理,不僅占用土地面積,也會對周圍的環(huán)境造成嚴重的污染,并且這些渣滓具有很大的重量,也容易造成塌方現(xiàn)象。實際上這些煉渣中也有許多金屬物,比如金、銀、銅、鋅等。如果企業(yè)進行回收利用實現(xiàn)其價值,不僅能夠改善環(huán)境問題,也能創(chuàng)造一定的富余價值,因此如何開展黃金冶煉廢渣的綜合利用,不僅具有重要的研究價值,對于環(huán)境保護具有現(xiàn)實意義,并為企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益。
在2016年中國國際礦業(yè)大會上,我國國土資源部發(fā)布的中國礦業(yè)資源報告中顯示,我國黃金資源查明儲量9816噸,黃金產(chǎn)量仍然連續(xù)九年穩(wěn)居世界第一,是全球最大的黃金生產(chǎn)國。在1990年國外就對金屬冶煉渣的回收利用提出了戰(zhàn)略布局。歐美發(fā)達國家為了保障資源的清潔高效,不僅出臺了相應的法律法規(guī),也制定了許多技術(shù)規(guī)范要求。其中由于南非是黃金生產(chǎn)大國,所以他在此方面的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗特別多,在廢渣處理中能回收大量的黃金,俄羅斯也是類似,甚至將冶煉廢渣中金的回收率達到了一半以上,取得了良好的經(jīng)濟效果,創(chuàng)造了良好的資源二次利用的價值。而美國更是將廢渣回收作為建筑材料混入混凝土當中,不僅能增加混凝土的化學性質(zhì),也能對環(huán)境有一定的改善。在2000年之后我國才在廢渣回收取得了一定的成就。通過化學工藝能回收冶煉渣中的晶瑩體。而黃金冶煉廢渣中有價金屬回收一般采取的是溴化法、氰化法、低溫氯化法等[1]。
(1)硫脈法。他主要是利用金在酸性條件下可以和硫脈形成可溶性絡離子的性質(zhì)將金提取出來。但是此方法提取價格較高,且性質(zhì)不穩(wěn)定,因此已經(jīng)不是主流方法。
(2)重選法。這是一直以來最主流的金提取工藝,特別是在礦山的提取之中具有非常廣泛的應用價值。它主要是通過輔助的方法來挑選出粗顆粒的黃金顆粒,再通過浮選法、氰化法進行進一步的純化處理。使提取效率、提取品質(zhì)大大提高。
(3)浮選法。浮選法運用到的化學試劑少、工藝要求低,且可以大批量的處理,因此是最經(jīng)濟節(jié)約型的方法。但是如果金礦石結(jié)構(gòu)復雜,包裹難以解構(gòu),單純通過浮選法并不能很好的將金提取出來,因此他一般是作為協(xié)同工藝,聯(lián)合工藝流程進行金的提取的。
(1)焙燒-氰化浸出法。在黃金冶煉中剩下的廢渣其中的有價金屬基本都被各類硫化物、氰化物或者礦物包裹。因此通過焙燒主要是為了將其中的有價金屬從礦物的包裹中解構(gòu)出來,轉(zhuǎn)化為更容易與氰化物直接接觸的狀態(tài)。經(jīng)過一定的技術(shù)改良調(diào)整,相應的焙燒溫度、時間的改良,最終可以使金、銀的浸出率達到9成和6成左右,具有很好的經(jīng)濟價值[2]。
(2)酸浸一氰化浸出法。有一些方法即使采取焙燒,也很難將其中的有價金屬解構(gòu)出來,因此有些也采用酸的方法,溶解其中的有價金屬。當有價金屬溶解到酸當中,然后再通過氰化法進行浸出處理,這種方法甚至能達到80%以上,比焙燒具有更好的提取效率。
(3)浮塵法。由于有價金屬中的金主要是以硫化包裹的形式存在,因此也可以采用浮塵法。一般情況下,硫酸銅等作為活化劑最終能使廢渣中的有價金屬在金礦中富集出來,再通過各類的常規(guī)化學提取方法提取出來。
(4)高溫氯化揮發(fā)法。而高溫氯化揮發(fā)法也是常用的方法之一。它一般是通過有價金屬如果作為氯化物可以揮發(fā)出來的特性設計的。在1000℃就可以完全揮發(fā)了,因此通過高溫氯化揮發(fā)法以氯化物的形式揮發(fā)出來,然后收集這些氣體進行處理后即可獲得有價金屬。
圖1 氯化烘焙試驗法
試驗操作步驟:氯化焙燒試驗過程中先選擇合適的氯化劑,按照一定比例將氯化劑和冶煉渣混勻(氯化劑加入量按照冶煉渣礦樣質(zhì)量百分比計算),加入適量水,造球,后放入95℃電熱鼓風干燥箱(101-3AB型)中烘干至恒重,取100g烘干后的礦樣放入容積為200 ml的剛玉柑渦中。設置KSY 12-16型馬弗爐溫度,達到預設溫度后把盛有礦樣的剛玉柑竭放入其中,進行焙燒;達到焙燒時間后取出柑竭,自然冷卻至室溫,再用XZM-100型振動磨樣機將焙燒樣磨成粉末,送樣檢測焙燒渣中金、銀、銅、鉛、鋅含量,計算各金屬揮發(fā)率,氯化焙燒試驗步驟如圖1。
現(xiàn)在對于黃金礦的開采已經(jīng)遇到了較大的問題,一個是雖然黃金礦物探明的總體量非常大,但是實際上開采的難度較高,且許多企業(yè)認為小礦、低質(zhì)量礦不值得開采,開采成本遠遠大于收益。在礦產(chǎn)的開發(fā)進入瓶頸期的階段,許多企業(yè)對于新的礦產(chǎn)并沒有開采的欲望,普遍認為回收的成本較低。但是隨著工業(yè)化的發(fā)展,國家金屬的需求量也是越來越大。而如果礦產(chǎn)資源一直這樣發(fā)展下去,必然有其枯竭的一天,因此如何進行礦產(chǎn)開采水平的進一步提高,發(fā)展冶煉渣的二次資源利用就顯得非常重要了。從長遠、健康、可持續(xù)發(fā)展的角度來看,金礦產(chǎn)開采的企業(yè),也應當有社會責任感。廢渣如果不進行一定的處理,避免造成環(huán)境的二次污染,占用大量的耕地土地資源。而且對于廢渣等如果不盡心維護,僅僅單純的堆積也會造成很嚴重的安全隱患。因此與其盲目無度地進行新的礦產(chǎn)的開采,不如貫徹落實環(huán)境保護的原則,一方面提高金礦的冶煉工藝,提高貴金屬的產(chǎn)出效率,另一方面積極探尋聯(lián)合工藝,增加附加效益,提高礦產(chǎn)廢渣的資源綜合利用效率。