中-中国矿情

一、地质勘查

 
    我国汞矿地质勘查现已探明有储量的矿区有103处，其中大部分的汞矿床和矿点是50～60年代发现、评价和勘探的。当时地质勘探工作基本上在前人开采过的汞矿产区进行“就矿找矿”或“就矿勘探”。工作重点地区，在贵州开展了大规模汞矿地质勘查，勘探出一批特大型和大中型汞矿床。在湘西、滇西、滇东南、川东南等地区也相继开展了地质勘查工作，探明了一些汞矿床。这一时期的汞矿地质勘探是我国汞矿地质工作的蓬勃发展时期，探明的汞储量占全国迄今累计探明储量一半以上，为矿山建设提供了可靠的地质资料，为我国汞业的发展做出了重要贡献。
    70年代以来，汞矿地质勘查在一些新区通过1∶20万区测、普查发现和勘探不少新类型的汞或汞锑矿床，如青海同德-河南汞矿带，四川白玉汞矿床，吉林迎风沟汞矿床，陕西旬阳公馆-回龙汞锑矿田等。特别是在秦地区的汞矿地质勘查取得重大进展，已成为我国第二个规模很大的汞矿成矿带。
    80年代中期至今，汞矿地质工作的特点是，一方面重视和加强汞矿地质科研和汞矿成矿远景区划工作，进行了全国汞矿地质资料综合分析研究，探讨我国汞矿成矿环境和成矿规律，总结了中国汞矿成矿地质特点和普查勘探方法，出版了如《中国矿床(上册)》第七章中国汞矿床(1989，1994)、《汞矿地质与普查勘探(1996增订版)》、《贵州汞矿地质》(1989)、《贵州万山汞矿》(1995)等专著，以及发表了许多研究报告和论文等；另一方面为生产矿山勘查接续资源，在矿山深部、周边及其附近开展以探查隐伏矿为目标的第二轮找矿工作，不少矿山已取得显著的找矿效果，有的取得突破性的进展。如万山汞矿南区在近几年发现和扩大的小客寨、猫坡、龙田冲、梓木坪等矿床，探明汞远景储量在3000t以上，并对矿床进行了技术评价，可以开发利用。
    我国汞矿地质勘查工作阶段划分，有的地区是按普查找矿、详查评价和矿床勘探3个阶段进行的；有的地区是按普查、详查、初勘、详勘4个阶段进行的。这些阶段的划分，实际上从普查找矿、详查评价直到勘探和开采，是一个逐渐过渡的过程，其间没有确切的界限，应视矿区具体情况而定，甚至对一个开采过的矿山，又有勘查前景，或是地表露头好的矿区，没有经过普查、详查阶段，即转入“就矿勘探”，如50年代有些汞矿就是这样勘探的，在大比例尺地形地质测量基础上，按矿床勘探类型布置探矿工程，探明矿区储量。还有的矿区是边探边采。
    根据我国地质条件，汞矿勘查技术方法主要采用化探、地质填图、槽井探、钻探、坑探等，并按勘查阶段提交各级别的储量。对一个具体矿床的勘探工作，要按汞矿地质勘探规范的要求进行，以提供矿山开采设计所必须的各项地质和技术经济评价资料。
    汞矿勘探类型的划分，是根据我国汞矿地质条件，按影响勘探程度的主要地质因素划分，即含矿体的规模、形态、矿化连续性及内部结构，并适当考虑矿床规模。其中，含矿体规模是按长、短轴划分：巨大型，长轴≥1000m、短轴≥200m；大型，长轴≥600～＜1000m、短轴≥100～＜200m；中型，长轴≥200～＜600m、短轴≥40～＜100m；小型，长轴＜200m，短轴＜40m。内部结构，按含矿体与其矿体产状是否一致，矿化富集规律明显与否，划分复杂程度：简单、较复杂、复杂和极复杂。矿床规模，按汞金属储量划分大小：巨型＞5000t、大型≥2000～＜5000t、中型≥500～＜2000t、小型＜500t。据此，全国矿产储量委员会于1985年颁发的《汞矿地质勘探规范》将我国汞矿床的勘探类型分为四类：
    第Ⅰ类：含矿体规模巨大，形态简单，矿化连续，内部结构简单，矿床规模巨型。属于本类型有贵州务川木油厂矿床449号矿体及贵州万山杉木董矿床。
    第Ⅱ类：含矿体规模大，形态较复杂，矿化基本连续，内部结构较复杂，矿床规模属巨、大—中型。属于本类型的有贵州铜仁沙落湾-回龙溪矿床。
    第Ⅲ类：含矿体规模中等，形态复杂，矿化不连续，内部结构复杂，矿床规模属巨、大—中型。属于本类型的有贵州丹寨宏发厂矿床及贵州铜仁路腊矿床。
    第Ⅳ类：含矿体规模小，形态复杂，矿化不连续至极不连续，内部结构复杂，矿床规模属大、中—小型。属于本类型的有贵州万山冷风洞矿床。
    各勘探类型参考使用的勘探工程间距，见表3.15.2。

表3.15.2勘探工程间距

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二、矿山开采

 
    汞矿开采有露天和地下两种方式。我国主要是地下开采，目前主要开采埋藏较浅的矿床，并采用平窿、斜井和平窿盲斜井联合开拓的工程较多。使用正规竖井的矿山，只有贵州汞矿和铜仁汞矿。汞矿山的采矿方法，根据我国汞矿床赋存情况及矿体形态、产状等不同特点，采用留矿采矿法和有底部结构的中深孔崩落采矿法。采用风动凿岩、浅孔凿岩一般用气支式YT-30或7655等型凿岩机，中深孔采矿则用YGZ-90凿岩机。采场出矿一般是用电耙，也有用气动胶轮T₂G装运机。集矿能力，前者为60～150t/(台·班)，后者在运距不超过30m时，为100～180/(台·班)。全国矿山作业量(1996年基本代表90年代情况)：采掘剥总量8.4万t，其中采矿量6.3万t(坑采)、掘进量2.1万t、掘进0.3m；出矿量7.2万t。
    典型汞矿山的开拓和采矿方法及设计规模、能力：
    贵州汞矿，位于贵州省东部铜仁万山特区。汞矿为超大型矿田。现开采的矿床主要有杉木董、张家湾、黑峒子、冷风峒、岩山坝、岩屋坪等。各开采地段矿体不深，各坑口有平窿、斜井及竖井开拓，主要采用空场采矿法。采出矿量33万t/a，选矿能力18万t/a。
    务川汞矿，位于贵州省务川县大坪区境内，特大型汞矿床，已开采两个坑口。一、二坑口均为平窿溜井开拓。采矿方法为房柱法、全面法、中孔分段一次崩矿法。采出矿量6.4万t/a，选矿能力6.6万t/a。
    新晃汞矿，分为老、新两区。老区指新晃酒店塘矿区(1978年已闭坑)，位于湖南新晃县城以西6km处；新区指湖南凤凰茶田矿区，位于凤凰县城西39km处，与贵州接壤。老区为中型矿床，新区茶田矿区为大型矿床。老区为斜井开拓，茶田新区为平窿开拓，冷水湾区为斜井开拓。采矿方法采用空场法。采出矿量4万t/a，选矿能力4万t/a。
    玉兰汞矿，属广西大厂矿务局，位于广西南丹县西，距大厂矿务局约81km，中型矿床。采用单一平窿开拓和平窿-盲斜井联合开拓，采矿方法用普通留矿法和分层崩落法，少数矿块应用全面法。采出矿量50t/d，选矿能力1.5万t/a。

三、选矿与加工

 
    汞矿石较其他有色金属矿石易选、易冶，工艺流程简单，特别是单汞矿石。因而汞矿石通常是在矿山就地进行处理，常在坑口或其附近建成采-冶或采-选-冶联合企业，但一般规模不大，服务年限较短。高品位的汞矿石破碎后可直接冶炼，低品位矿石要经过选矿富集后，再冶炼。

 
    1.汞矿选矿方法
    
    有手选、重选和浮选，其中以浮选应用广泛也最有效。我国大多数汞矿山企业均建有汞矿选厂，且多以重-浮联合工艺为特点，用摇床回收部分药用朱砂。90年代，全国已形成汞选矿厂处理矿石能力42万t/ａ，规模大的为贵州汞矿选厂，日处理量为500t。我国汞矿选厂处理的矿石品位较低，如1996年全国平均入选原矿汞品位0.18%，精矿品位通常低于30%，选矿回收率在90%～97%

 
    2.金属汞的生产
    
    汞冶炼有火法和湿法两种。火法炼汞是在不太高的温度下(450～800℃)，将汞矿石或精矿进行焙烧，直接将汞还原呈气态分离出来，而后冷凝成液态汞。火法炼汞工序较简单，技术经济指标较高，为国内外传统的炼汞方法。常用的焙烧设备有回转窑、多膛炉、液态化焙烧和机械蒸馏炉等。湿法炼汞是用硫化钠或次氯酸盐溶液浸出汞精矿，浸出液净化后用电解或置换等方法获得金属汞。湿法能减少汞的污染，但流程复杂，技术经济指标不如火法，因而未被广泛应用。美国还研究出一种从辰砂矿石中提取汞的电氧化法，汞的回收率为90%～99%，但未见有生产报道。
    我国炼汞目前多采用浮选精矿-蒸馏炉工艺。贵州汞矿还建有双层单稀相流态化焙烧炉，用来处理含汞0.1%以下的低品位粉碎矿。有些地区的小矿仍使用老式高炉处理原矿，对环境污染严重。
    从开采矿石提炼出来的汞金属，称为原生汞，纯度通常大于99.9%，且具有纯净而明亮的外观，在工业上有许多用途。某些特殊用途，如电子技术方面要求汞的纯度在99.9999%以上，称为高纯汞。它是将精汞在真空或充满惰性气体的气氛下进行蒸馏或电解而制取的。我国汞矿山生产的精汞，一般含汞在99.99%以上。贵州汞矿、务川汞矿和铜仁汞矿还可生产出高纯汞。

 
    3.汞化合物的生产
    
    汞的化合物很多，但具有工业意义的只有汞的硫化物、氧化物和氯化物等3种：
    (1)硫化汞  在所有汞的化合物中，硫化汞是最重要的一种。从矿山开采出来送往冶炼的汞矿石，几乎都以这种形态存在，是炼汞的主要矿物原料。天然硫化汞又称朱砂或辰砂。HgS有多种同分异构体，最重要的是α-HgS和σ-HgS。σ-HgS为红色粉末，通常称之为朱砂。当硫化氢或各种碱金属硫化物加到含汞的酸性溶液中，沉淀出来的HgS常常是黑色粉末，即α-HgS。朱砂是一种贵重的中药，还可作工业原料及其他特殊用途。朱砂是我国汞业生产中传统产品之一，其生产方法有3种。一种是从汞矿床中开采出来的含HgS品位较高、有明显朱砂结晶体的矿石，经粉碎用重选方法将朱砂与脉石分离，再经强磁选除去铁屑后，经水飞(为一操作过程，即用水飞洒在朱砂上进行洗涤)、烘干而成。朱砂实收率一般为30%～35%。我国汞矿山大多采用此法生产朱砂。另外两种方法则采用人工合成法和湿法(即化学沉淀法)也可制取朱砂，但前者汞毒污染严重，后者也未在工业生产中得到广泛采用。
    (2)氧化汞  氧化汞常为鲜红色或橙黄色粉末，工业生产中亦有红色和黄色氧化汞之分。红色氧化汞广泛用于各种标准汞电池中作电池去极剂，黄(红)色氧化汞还用于分析试剂、防腐、防霉和制药工业。工业上生产氧化汞主要有3种方法。一是用硫化汞精矿悬浮电解法生产氧化汞，即将汞精矿在食盐水溶液中悬浮电解，得到Na₂HgCl₄溶液，净化后加入氢氧化钠溶液，即制得红色或黄色氧化汞。二是用盐酸溶解金属汞制成氯化汞，再与碱溶液作用，或直接将氯化汞溶于水中，与氢氧化钠作用，即得红色或黄色氧化汞。三是把金属汞溶解于硝酸生成Hg(NO₃)₂，再加热分解制取红色氧化汞或加氢氧化钠溶液生成黄色氧化汞。
    我国贵州汞矿和铜仁汞矿均建有生产车间采用上述方法生产氧化汞。
    (3)氯化汞及其延伸产品的生产  氯化汞(HgCl₂)又称升汞，白色斜方菱形针状结晶，或为白色结晶粉末，剧毒，致死量为0.2～0.4g。分析纯和化学纯的氯化汞含量分别不少于99.5%和99%，灼烧残渣分别为0.02%和0.04%。HgCl₂主要用作化工触媒，也用于锌锰电池、医药、分析试剂，防腐和制取其他汞盐等。工业生产中是采气相合成法，即将金属加热至沸点以上(360℃)与过量先经预热的氯气在石英反应器中进行气相合成而制得。贵州汞矿、铜仁汞矿和新晃汞矿已建有相应的生产车间。氯化汞大量用于塑料行业，是以氯化汞触媒的形式，在乙炔法生产聚氯乙烯时，作为氯乙烯合成工序的催化剂。

 
    4.汞齐合金的生产

    汞齐是汞与其他金属所组成的一种合金的总称，其中钛汞齐和锌汞齐是工业生产中价值较高的两种汞齐合金产品。钛汞齐主要作为汞释放器代替液态汞用于汞灯及荧光灯的生产。在工业生产中采用“分段温控合成法”来制取Ti₃Hg，贵州汞矿已建有年产1～2t钛汞齐的生产车间。锌汞齐主要用于碱性高能电池、锌银扣式电池和锌空气电池的生产中，作电池负极活性材料。锌汞齐化的方法很多，有湿法和干法两种。湿法是指在液相中进行的汞齐化过程，有电解法、盐酸氯化汞法、醋酸法和碱法等。干法是基于气态汞与固态锌粉表面形成汞齐，进而不断渗透完成汞齐化过程。该法因产品质量好、操作简便，易于工业化、污染少。葫芦岛锌厂建有相应的生产车间(该厂原副产汞)。