第22节 难选冶金矿获突破 工业化紫金立大功

1995年底105地质大队引进加拿大丹斯通国际矿业有限公司共同对水银洞金矿进行风险勘查。合作勘查期间，23个钻孔的见矿率达90%，圈出12个金矿体，其中高品位矿体8个，矿体长200～930米，宽140～650米，厚1.00～6.98米，平均品位5克/吨～10克/吨，进一步查明了金矿赋存于二叠系上统龙潭组地层中，是以层控型为主、断裂型为辅的复合型隐伏矿床。金颗粒细，肉眼不可见，均为原生金矿。包裹金占全区总量95.2%，游离金占4.8%。硫化物为金的最主要载体，金赋存于微细——超微细粒黄铁矿外缘的含砷黄铁矿环带中。同时，按金品位“1、3、5克/吨”的工业指标，圈算了预测远景储量50吨。眼见得开发在即，丹斯通国际矿业有限公司却因亚洲金融危机，金价下跌及技术原因收兵卷旗，退出了联合体。这对于既缺资金又少技术的贵州来说，无疑是一个不大不小的冲击。

水银洞地区地处偏僻，峰峦叠嶂，老百姓祖祖辈辈坐在金山上，却世世代代生活贫穷。如何尽快开发这些金矿、使乡亲们看到脱贫致富的希望？贵州地勘局、105地质大队和贞丰县开始继续寻找对外合作伙伴。恰在此时，福建紫金矿业在东南紫金山崛起，粗具实力，展翅欲飞，看中了水银洞丰富的金矿资源，三方一拍即合，于2001年12月17日成立了贵州紫金矿业有限公司，注册资本2亿元，其中紫金矿业集团51%、贵州地矿27%、贞丰县12%。贞丰县有丰富的金矿资源和诚意，贵州省地矿局和105地质大队的金矿勘查硕果累累，福建紫金矿业公司则是国内黄金工业的生力军，具有先进的技术、设备及国内外原生金矿的选冶研究成果。三者珠联璧合，可谓选对了伙伴找对了矿。

水银洞金矿（贵州紫金矿业供图）

紫金矿业是中国成长最快的矿业公司，也是最具研发能力的企业之一。1992年，公司总资产只有352万元、利润不过3万元，20年后已经发展成中国矿产金产量最大的企业。2012年销售收入4847348.60万元，利润总额863260.19万元，净利润613380.97万元。世界知名矿业企业艾芬豪公司领导层对紫金矿业给予高度评价，认为“紫金矿业先进的技术、卓越的企业文化、富有远见的领导三者相结合，将会有一个黄金般的未来。”公司董事长陈景河是一位专家型的企业家，也是紫金大多数大型项目科技攻关及其工程化的组织者、实施者，技术方案的提出者、实施过程中重要问题的解决者，被誉为“有色金属的李四光”。公司创造性地提出并实施了科技免责制，任何一个科研人员，自己可以提出项目和研究方案，经专家评议认可后即可立项研究。如果研究失败了，提出项目的人员和研究人员不需要负任何责任。这对于风险大，前期投入大的科研工作来说，无疑是春风雨露。中国工程院院士丘定蕃对此感慨万千：“对科研工作实行免责制，我是第一次听说。科研人员都是有压力的，往往不敢承担一些难度很大的课题。实行免责制，他们就可以放手干了。”因此，这个公司的技术人员和职工充满活力，科研项目多，成果转化快，对公司发展有一股超强的推动力。有这样的合作伙伴，水银洞难选冶矿石就不再难选，贵州丰富的卡林型金矿优势就会迅速转变为经济优势。

果然，紫金矿业出手不凡，在新公司筹备阶段，就未雨绸缪，双管齐下，对难选冶原生矿石开始攻关。

筹备委员会委托105地质大队成立水银洞金矿项目组开展详查地质工作。2001年1月项目组提交了按“3、4、7.5”指标编制的《贵州省贞丰县水银洞金矿详查地质报告》，并对水银洞金矿的控矿因素特别是容矿岩石类型进行了重大认定，对矿床成因类型进行了初步探讨，开展了相应的水文地质工程地质工作，对矿区的水文地质工程地质条件有了一定了解，为水银洞金矿的开发提供了基本的设计依据和资源基础。2002年12月提交了《贵州省贞丰县水银洞金矿（中间）勘探地质报告》，获得资源储量54.62吨。对控矿因素，矿床成因类型进行了充分研究和探讨，对矿区的水文地质工程地质条件作出了较客观的评价，通过大量的井巷探矿工程，证实了水银洞金矿为以层控型为主、断裂型为辅的特大型“卡林型”金矿床。接着又详细查明了矿石物质组成、矿石工业类型、有益有害成分、金赋存状态。尤其令人赞叹的是，勘探与矿山设计紧密结合，探矿巷道最终成为矿山开拓巷道和采准切割巷道，探矿的附产矿石，立即投入工业化试验，使勘探与生产实现了零时间接触，争取了投资回报的最高实效，为矿山开发提供了坚实的资源保障。

筹备委员会组成了贵州难处理金矿选冶项目研究组，自2001年5月开始，分阶段实施了项目可行性研究、项目实施方案设计、实验室及扩大连续试验研究、工业试验并在规定的时间内完成或提前完成了阶段工作任务。在扩大连续试验工作的基础上在水银洞金矿的现场建立工业试验场，进行200t/d的全流程工业试验，考察利用自行研究的加温常压化学预氧化工艺开发贵州水银洞金矿含硫含砷“卡林型”金矿的技术可行性及设备的稳定性。

紫金矿业高度重视加温常压化学预氧化工艺研究开发工作。课题负责人陈景河、邹来昌、江城和石勇付出了超人的智慧和巨大的精力。陈景河既是公司领导人，又是项目的组织者，实践者；邹来昌是紫金矿业设计研究院院长，在湿法冶金方面有较强的能力和水平。江城则是矿冶设计研究院湿法冶金研究所副所长，他主持热压预氧化——氰化浸出试验，碰到不少技术难题。他说：“如果怕失败，你就研究不下去，前面的工夫就白费了”，“公司出台了免责制，我就不怕了。我更加大胆，继续深入，提出采用加温化学氧化处理工艺，这样使金的回收率达80%以上，为水银洞金矿节省投资近千万元。”

参观原生矿石

根据水银洞整个矿床适宜竖井方式开拓，井下开采的实际，课题组选择浅孔房柱法作为主要采矿方法，确定加温常压化学预氧化选冶工艺流程：二段一闭路碎矿；二段闭路磨矿；矿浆浓密、加热氧化；炭浸；载金炭解析、电积；金泥电解提纯得2号金。

加温常压化学预氧化是关键环节。经过反复试验，技术人员发现，在多金属硫化矿，在浸出介质中，当两种硫化矿相互接触时，就构成原电池；电对越活泼的矿物越易发生腐蚀，越惰性的矿物则被阴极保护，矿物电化学溶解的推动力是电对中不同矿物电位差值大小。主要的载金硫化矿物Fes₂和FeAsS是惰性较强的矿物，特别是Fes₂，总是阴极形式出现，而较难被阳极溶解。金以微细粒或显微状态包裹在硫化矿物中或浸染在硫化矿物的晶体中，用机械磨矿的方法不能使其暴露，以致不能与浸出剂直接接触，同时由于Fes₂和FeAsS的电化学惰性，使他们难以作为阳极与其他矿物成分形成原电池而溶解，因此难浸金矿石必须经过合适的预处理来使硫化物包裹金暴露及消除砷、有机碳等有害元素的影响，才能提高金的浸出率。

在碱性介质如Ca（OH）₂的氧化预处理过程中，硫化矿物中的硫、砷、锑、铁分别被氧化成硫酸盐、砷酸盐、锑酸盐及赤铁矿，最终导致硫化物晶体的破坏，使其被包裹的金暴露出来，得以用氰化法回收。

试验证明，在难浸出金矿的加压氧化过程中，氧是反应的关键因素。当温度一定时，氧在溶液中的溶解度随压力增加而增加，而压力固定时，氧在水中的溶解度有一最佳值。升高温度有利于反应物能量的提高，加快反应的进行。但温度过高又不利于氧气在液相中的溶解。其最佳值大约在220℃左右。而且搅拌速度增大也有利于氧化及氰化的顺利进行。

因此，加强氧化分解过程，如升温、加压、加强搅拌、催化等均能有效地缓和或解决SO生成问题，同时又在动力学上保证氧化反应能够快速充分地顺利进行，以满足工业化生产的需求。

解决了常压加温化学催化预氧化问题，其他环节便如行云流水顺利解决。在贵州紫金矿业，选冶工艺由碎矿车间；筛分车间；磨矿车间；浓密、预氧化车间；炭浸和提金车间组成，在原生矿石进入矿仓后，整个流程大概是这样的。

紫金矿业常压预氧化工艺（况忠辉供图）

破碎筛分：原矿仓中350毫米的原矿经XZG震动给矿机给入PE400×600颚式破碎机粗碎，粗碎后的矿石经1#胶带输送机送至筛分。筛上矿石经2#胶带输送机返回PYZ—1200圆锥破碎机细碎，细碎后的矿石（与粗碎后矿石一起）再由1#胶带输送机送至筛分，筛下产品（粉矿）由3#胶带输送机运送至磨矿车间的粉矿仓。

磨矿：粉矿仓的粉矿经摆式给矿机给至4#胶带输送机再送进MQY2100×3000溢流型球磨机，磨后的矿浆经φ300水力旋流器组分级，沉砂返回MQY2100×3000球磨机；溢流进入φ250水力旋流器组分级。φ250水力旋流器组分级后进入MQY2100×4500溢流型球磨机进入第二段磨矿；溢流进入φ150水力旋流器组分级。φ150水力旋流器组分级后的沉砂与第二段磨矿后的排矿一起返回250水力旋流器组分级；φ150水力旋流器组分级的溢流即是磨矿产品，由泵扬至浓密、预氧化车间。

浓密、预氧化：矿浆经φ9米高效浓密机浓密后浓度达20%，再进入高温常压化学催化预氧化搅拌桶。在1#搅拌桶处加片碱及化学催化剂，再由LW-100/150型空压机输入空气对矿浆进行搅拌，锅炉房向各搅拌槽供高温蒸汽加热。经六段搅拌槽的搅拌预氧化，调浆之后再进入炭浸。

炭浸：氧化后的矿浆经冷却后进入炭浸浸出吸附槽进行六段浸出吸附（在1#、2#搅拌槽加入氰化钠溶液）。载金炭进冶炼厂，尾矿经压滤车间进入尾液尾渣分离，尾渣库存尾矿坝，尾液进入尾矿库，经环保处理达标后外排。

解吸、电积、冶炼：载金炭经高温高压无氰解析电积设备进行解析、电积。电积贫液返回作业，电积获得的金泥用盐酸浸泡后送冶炼，经冶炼提纯得到2#金。解吸炭酸洗或由再生炉处理后返回炭浸系统循环使用。

在整个工艺流程中，紫金矿业对传统工业作了许多改进。例如，在浸出提金阶段，先氰化浸出，然后加入活性炭，在矿浆中吸附金；在浸出槽中加入活性炭，浸出与吸附同时进行，边浸出，边吸附炭浸。这种炭浸法减少了浸出槽数目，缩短了流程，降低了基建投资与生产成本，同时，边浸出边吸附也改善了金的溶解动力学条件，有利于金的浸出与吸附。在解吸、电积阶段，采用加温加压无氰解吸法，要求在加温加压下进行，操作相对复杂，但解吸时间短，消耗的药剂少，技术含量较高，体现了环保、节能、高效的特点。

2001年11月项目正式开工，首期投资5500万元进行矿山基础设施建设，经过18个月的艰苦努力，2003年6月竣工，并举行了水银洞金矿投产典礼，正式进行工业试验。

从2003年6月开始，到12月31日全部结束，整个工业试验过程中，每天处理矿石都超过了200吨。半年中共处理矿石（干矿）40323.49吨，平均品位18.064克/吨。其中7月5209.05吨；8月6393.86吨；9月6886.43吨；10月6144.51吨；11月8075.17吨；12月614.45吨。

功夫不负有心人，在大家共同努力下，7月25日贵州紫金成功生产出我国第一块难选冶黄金。这块黄金色泽优美、光洁度好，纯度99.99%，达到国标一号金标准。至12月31日工业试验结束，共生产黄金562.66077公斤（金属量719.915公斤）。

参观紫金矿业新鲜出炉的金锭

工业试验取得了令人惊喜的成功，可以说是干净利落，一箭三雕：工艺设备成熟稳定；经济效益十分显著；社会效益相当突出。如此好的结果，在贵州工业试验的历史上是很难见到的。

荣获一等奖证书（紫金矿业供图）

先说工艺设备成熟稳定。水银洞金矿矿石金绝大部分以超显微状态分散在微细硫化矿物中，这些载金矿物本身的粒度非常细微，且含金量不稳定，还伴生有少量的砷和有机碳等杂质，极难选冶。试验结果，实际回收率68.70%，尾渣品位3.37克/吨，预氧化库存126.30公斤，金属平衡率97.82%，载炭平均品位2.67克/公斤，金浸出率能稳定在90%以上，砷直接以无害的砷酸铁形式浸出渣，整个工艺流程无有害气体和废渣排放，流程中的溶液可封闭循环使用，无废水排放，投资少，操作成本低，技术具有显著创新性。在富矿、易处理矿日益减少或枯竭，复杂矿石、难处理矿石和贫矿已成为黄金生产的主要资源的今天，具有特别重要的意义。这项工艺获得了国家专利和中国黄金协会科学技术奖一等奖。

再说经济效益十分显著。盘点结算，一期项目总投资6000万元。其中，各股东单位出资股金3000万元（本）；建行长期贷款：2500万元；工行短期贷款200万元。黄金销售收入5317.80万元。黄金年度总成本16427933.72元，其中采矿成本1549973.01元；选矿成本2800580.42元；冶炼成本12077380.29元。选冶综合回收率取87%，资源税按每两黄金20元计，所得税率减按15%，销售税金及附加34.6万元，总成本费用2002.66万元，利润总额2680.54万元，所得税449.11万元，税后利润2231.43万元。短短半年，6000万元的投资，税后利润达到2000多万元，回报可谓丰厚。

三说社会效益相当突出。半年中，贞丰县获得数百万元税收，对于一个国家级贫困县来说，是一种多么大的推动。公司在坚持“三同时”即同时设计、同时施工、同时投产过程中，建立了公害处理系统，最大限度地降低三废对环境的影响。建立了炭浸、尾矿坝及其废水循环系统，尾矿库值班管理制度和安全防患措施，矿区附近水质监测点，较好地保护了环境。

可以毫不夸张地说，加温常压预氧化工艺进行卡林型金矿选冶取得成功，宣告了贵州迈出了工业开发微细粒难处理原生金矿的历史性步伐，促进了经济社会的发展，对全国黄金工业的发展做出了贡献。

此后，贵州紫金不断进行技改扩能，一路高歌，取得了令人瞩目的成绩。

到2011年年底，公司资产总额已经达到12.59亿元，累计产金19吨，实现销售收入36亿元，利润总额（税前）21亿元，净利润16亿元，上缴税金4.8亿元，上缴规费1亿多元，回报股东9亿多元。金矿附近的村民也成为黄金开发的直接受益者。他们摆脱了贫困、盖上了新楼、买上了汽车，走上了致富道路。