貴州汞礦的開發(fā)與利用

1、北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院貴州汞礦的開發(fā)與利用課程名稱： 冶金史 姓 名： 李玉 班 級(jí)： 冶金1303 學(xué) 號(hào)： 41321071 教 師： 李延祥 1.引言貴州是著名的汞省，不僅是華夏大地最早發(fā)現(xiàn)汞的地區(qū)之一，而且長(zhǎng)期以來更是我國資源最豐、產(chǎn)量最多的省區(qū)。經(jīng)20世紀(jì)50年代以來的大量地質(zhì)勘查研究表明，貴州汞礦資源十分豐富，分布廣泛，規(guī)模大，礦石質(zhì)佳。全省40余個(gè)縣市發(fā)現(xiàn)有汞的產(chǎn)出，遍及九個(gè)地、州、市及其相對(duì)集中于10多個(gè)縣市。貴州通過歷年普查勘測(cè)累計(jì)探明資源儲(chǔ)量9.13萬噸，主要產(chǎn)地65處。雖經(jīng)過長(zhǎng)期開采消耗，現(xiàn)保有資源儲(chǔ)量任居全國榜首，達(dá)3.07萬噸，占全國總量38%。長(zhǎng)期以來，以豐

2、富資源為依托，汞的采冶頗盛，成為全國最大的汞與朱砂生產(chǎn)基地和外貿(mào)出口基地。1950年2002年，貴州水銀產(chǎn)量超過全國總量的80%，朱砂產(chǎn)量達(dá)60%，水銀出口量占全國的55%。2.成礦地質(zhì)背景務(wù)川汞礦貴州務(wù)川汞礦地處環(huán)太平洋成礦帶與地中海成礦帶交接的有利部位，更接近于環(huán)太平洋成礦帶的外帶，大地構(gòu)造單元?jiǎng)潓贀P(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)內(nèi)。 眾所周知，以元古代為基底的揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)，以蓋 層厚度巨大，分布廣泛，褶皺斷裂發(fā)育，基底出露零星和剛化程度較弱為特征。自震旦紀(jì)開始，務(wù)川地區(qū)進(jìn)入穩(wěn)定的地臺(tái)階段，緩慢持續(xù)的拗陷形成了古生界 下中生界以碳酸鹽巖為主，碎屑巖、粘土巖為 次的淺海陸棚至地臺(tái)相的沉積蓋層，其厚度 5 km。 在

3、加里東旋回末期劇烈抬升為陸，其中缺失中上志留統(tǒng)、泥盆系及下石炭統(tǒng)地層。到燕山運(yùn)動(dòng)初期，巖層發(fā)生強(qiáng)烈褶皺，形成了一系列 NNE向新華夏式構(gòu)造體系； 至燕山運(yùn)動(dòng)中、晚期，在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力持續(xù)的擠壓下，致使 NNE 向的褶皺軸面往NE方向作塑性偏轉(zhuǎn)，從而形成了 NE 向左列多字型的金雞嶺復(fù)式背斜，即華夏式的構(gòu)造格局，并與長(zhǎng)期活動(dòng)的 NE 向區(qū)域性斷裂共存構(gòu)成了務(wù)川汞礦帶的構(gòu)造骨架，同時(shí)也是本區(qū)各汞礦田、礦床（點(diǎn)）得以形成的直接構(gòu)造因素。 研究表明，貴州務(wù)川汞礦的賦存與富集是受地層巖性、沉積巖相、背斜斷裂構(gòu)造、近礦圍巖蝕變和汞的 地球化學(xué)特征諸多因素的綜合控制。其中，主要受地層巖性和背斜構(gòu)造的雙重控制。

4、3.貴州汞礦開采利用簡(jiǎn)史由于汞和辰砂的特殊屬性，我國利用汞和辰砂有著悠久的歷史。史記記載：“江南”出丹砂。丹砂就是提煉水銀的主要原料，而所謂江南，既指貴州及周邊地區(qū)。漢代談指（貴州西南興義）產(chǎn)朱砂，后漢書·郡國志載“談指，出丹”。唐代新唐書·地理志記載“溱州土貢丹砂”。唐武德四年（621年），“從務(wù)川招慰使（土司）冉安昌請(qǐng)立務(wù)川”。此外，據(jù)新唐書·地理志記載：黔中采訪使所屬的黔州、錦州均上貢“光明砂”或“丹砂”。這三州均轄及今貴州境。到清朝早期，貴州汞業(yè)逐步開始大規(guī)模開采。從順治元年（1644年）至道光十八年（1838年），貴州先后報(bào)開16家水銀廠，其間停閉10家

5、，1838年時(shí)，在采者僅有6家。這個(gè)時(shí)期的采選冶技術(shù)，田雯在黔書中有比較詳細(xì)的記載：“采礦者必驗(yàn)其影，見若匏壺者，見若竹節(jié)者，尾之?！彼_洞道有豎井、平巷、天井、斜井之分，因所開的主要是土礦，為防止垮塌，“皆必支木冪板以為廂而后可障土”。采礦工具用錘、斧、鍤一類的簡(jiǎn)單工具，照明“焚膏而入”。遇到石頭則斧劈錘敲，太硬的則用煤去燒爆，“必達(dá)而后止”。最后將砂分為十份，一層一層的裝入灶中，層與層之間以稃秕相隔，上面在鋪入汞灰，在最上面蓋上天鍋，兩鍋接口用鹽泥封固，然后生火燒鍛。民國前期，貴州汞礦資源為民營(yíng)分散開發(fā)。在第一次世界大戰(zhàn)期間，因汞價(jià)高漲，汞業(yè)發(fā)展到鼎盛時(shí)期。各地開辦的民營(yíng)礦廠多大60多家，

6、其中：開陽白馬洞18家，八寨朱砂廠和水銀廠14家，三合7家，省溪萬山場(chǎng)10多家，大硐喇“公司甚眾”。在此期間，貴州汞的出口量占全國出口量的90%以上。新中國成立以來，隨著地址勘測(cè)的廣泛進(jìn)行，尤其是大量?jī)?chǔ)量的探明，以雄厚的資源為基礎(chǔ)，采冶規(guī)模不斷擴(kuò)大。1950年-2007年先后有萬山、銅仁、丹寨、務(wù)川、開陽、興仁、織金等10個(gè)縣市區(qū)開采汞礦，其中以山、銅仁、丹寨、務(wù)川的產(chǎn)汞量最大。1958年-1962年持續(xù)5年，全省產(chǎn)量超過1500噸，1960年達(dá)2223噸，創(chuàng)下歷史最高紀(jì)錄。60年代后期到70年代中前期，由于國際汞市蕭條，水銀產(chǎn)量急劇下降。4.貴州主要汞礦帶地質(zhì)特征在20世紀(jì)50年代后期，周德

7、忠教授將貴州汞礦劃類分帶，分為萬山類型（層狀）、丹寨類型（斷裂狀）和綜合類型（層狀和斷裂狀并存）三大類和銅鳳汞礦帶，三丹汞礦帶、務(wù)川汞礦帶、黔中汞礦帶等13個(gè)礦帶。（圖為務(wù)川汞礦帶略圖）務(wù)川汞礦帶位于貴州省東北部務(wù)川縣一帶，呈北東南西向展布，東西寬1.5km，南北20km。務(wù)川汞礦帶汞礦床的基本特征可以歸納為：礦體為似層狀主礦體，有時(shí)為透鏡狀和囊狀，沿層產(chǎn)出。礦體產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀一致或基本一致。汞礦床產(chǎn)于9個(gè)含礦層位中，多層含礦明顯。礦體連續(xù)穩(wěn)定，展布面積很廣。礦體嚴(yán)格受褶皺構(gòu)造的控制，局部亦有受斷裂構(gòu)造控制，富礦體常產(chǎn)在背斜軸部、近軸部的兩翼，以及翼部的次一級(jí)繞曲構(gòu)造中。礦體產(chǎn)出受一定“巖層組

8、合”的控制；礦體常產(chǎn)在滲透性較弱的，可塑性較強(qiáng)的泥質(zhì)白云巖，致密白云巖，炭質(zhì)片巖和斷層泥之下的滲透性較高的脆性巖石中。礦石礦物成分簡(jiǎn)單，幾乎全為辰砂單礦物礦石類型；礦石具有較典型的侵染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造，還有脈狀構(gòu)造，網(wǎng)脈狀構(gòu)造，致密塊狀和“土狀”構(gòu)造等。礦石品味一般較低，多為貧礦石。汞礦中未有夠綜合利用的稀有元素存在。根據(jù)礦石宏觀特征和巖礦鑒定結(jié)果，將務(wù)川汞礦·礦石劃分為自然類型和工業(yè)類型兩大類。 ( 1) 礦石自然類型 A. 稀疏浸染狀辰砂礦石辰砂呈星點(diǎn)狀，大小不等，稀疏不均嵌布于蝕變巖中或殘留角礫和條帶邊緣，這類礦石分布 最廣，占全礦田礦石的75%。 B. 稠密浸染狀礦石辰砂呈

9、細(xì)小星點(diǎn)狀，密集分布于蝕變強(qiáng)烈的蝕變巖石中。這類礦石占 7%。 C. 脈狀辰砂礦石由辰砂、方解石、重晶石、石英，或螢石、輝銻礦等組成細(xì)脈狀或網(wǎng)脈狀充填于弱蝕變白云巖的節(jié)理裂縫中。這類礦石的分布僅次于稀疏浸染狀礦石，占 17%左右。 此外，尚有被膜狀、粉末狀辰砂貧礦石和實(shí)屬罕見的塊狀辰砂富礦石，它們分布零星，約占 1%。( 2) 礦石工業(yè)類型 A. 碳酸鹽型辰砂單礦物礦石:在全礦田內(nèi)占多數(shù)。 B. 碳酸鹽型辰砂 輝銻礦硅質(zhì)礦石: 在全礦田內(nèi)少見。5.貴州汞礦冶煉技術(shù)發(fā)展新中國成立以后，為了減少汞蒸氣對(duì)于環(huán)境的污染和對(duì)人體的危害，提高金屬回收率，汞的冶煉工藝流程進(jìn)行了多次改進(jìn)。從土法煉汞發(fā)展到高爐

10、煉汞，再發(fā)展到沸騰爐、蒸餾爐煉汞。其間，還以小瓦片爐、馬沸爐做輔助冶煉；進(jìn)行過回轉(zhuǎn)窯煉汞、濕法煉汞的試驗(yàn)，濕法生產(chǎn)朱砂、浸泡-焙燒處理含汞廢料的生產(chǎn)等，其發(fā)展變化，大致分為三個(gè)階段：第一階段：1950年-1953年，為土法煉汞階段。當(dāng)時(shí)成立的萬山汞礦、銅仁汞礦、丹寨汞礦、務(wù)川汞礦各企業(yè)，均使用土法煉汞恢復(fù)生產(chǎn)，使汞產(chǎn)量從1950年的3噸發(fā)展到1953年的165噸。當(dāng)時(shí)還是用土灶（地鍋、天鍋、頂鍋、籠盤、銀缽等組成）煉汞，這類土灶煉汞，處理礦石量小，不能適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)；整個(gè)系統(tǒng)密封性差，對(duì)于環(huán)境污染和人體危害大；回收率低，金屬損失大；燃料消耗大。第二階段：1953年-60年代中期，高爐煉汞迅速發(fā)

11、展，取代了土法煉汞，并到達(dá)全盛時(shí)期。1953年10月，貴州自行設(shè)計(jì)的第一座日處理礦石10噸的豎式高爐在萬山投產(chǎn)，翻開了我國煉汞史嶄新的一頁。高爐煉汞主要由礦石焙燒和汞蒸氣冷凝兩個(gè)步驟。其大致過程是：將破碎、篩分后的塊礦與燃料按一定比例混合后，加入高爐焙燒，爐氣導(dǎo)入冷凝系統(tǒng)，爐渣則排放后送至渣場(chǎng)堆放。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少建設(shè)快，能耗低，生產(chǎn)費(fèi)用也相對(duì)較低，但是不能處理25mm以下粒度的粉礦；機(jī)械化水平較低，勞動(dòng)強(qiáng)度較大；爐渣含汞難以達(dá)到最低要求，廢氣量較大，影響冶煉回收率；勞動(dòng)衛(wèi)生條件也不太理想。其間。貴州還進(jìn)行了回轉(zhuǎn)窯和濕法煉汞兩項(xiàng)試驗(yàn)。第三階段：60年代中期-90年代，在這一階段，沸騰爐、蒸餾爐煉汞新工藝相繼試驗(yàn)成功并投入生產(chǎn)，與高爐煉汞工藝形成三種火法煉汞工藝并存的局面。如果從產(chǎn)量上看，60年代中期至1972年，高爐產(chǎn)汞量仍占主要地位；1973年-1980年，則是沸騰爐