产业与环境
INDUSTRY AND ENVIRONMENT
1998年 第20卷 第4期 Vol.20 No.4 1998科技期刊
UNECA中心：减少手工业式金矿开采的汞排放
和提供急需培训的一条途径
Marcello M.Veiga,Department of Mining and Mineral Process Engineering,University of British Columbia,
517D-6350 Stores Road,Vancouver,BC,V6T 1Z4 Canada
Christian Beinhoff,UNIDO-ISED,United Nations Industrial Development Organization,P.O.Box 300,A-1400 Vienna,Austria
摘　要
　　“UNECA”(黄金提取和受控汞齐化单位)中心的概念是联合国工业发展组织和一家委内瑞拉私有公司共同提出的.它以委内瑞拉政府在1990年代初引进的“汞齐化中心”为基础.UNECA中心可以向手工业矿工提供安全的黄金提取服务和各种类型的培训.关于采矿健康与环境影响的信息(具体地说，需要避免汞蒸气吸入和食用有汞污染的鱼)可以通过这些中心传播给矿工及其家庭.
　　自从发展中国家的现代“淘金热”在1980年代开始以来，已经有数百万人成为手工业式矿工，以期逃避完全的社会边际化.在通过手工业采矿年产115—200吨黄金(并向环境排放200多吨汞)的拉丁美洲，有100多万人直接参与这些活动.当也考虑非洲和亚洲时，全世界可能有多达600万名手工业金矿工人.有手工业或采矿的国家大多数由于不良的采矿和加工实践而面临着巨大的社会问题和环境问题.
　　汞齐化是手工业矿工最常用来提取黄金的方法.即使在国际价格的5倍时，汞仍然是一种廉价的金矿石提取试剂.在巴西的手工业采矿点(金矿地)，每加工1吨矿石的成本相当0.012克黄金.手工业采矿中使用的采矿和汞齐化方法是可变的.连同受污染尾矿的归宿和金-汞分离程度一起，它们界定了汞流失的程度.
　　当整个矿石进行汞齐化时，汞流失量可能高达黄金产量的3倍.尽管一些矿工使整个矿石汞齐化，但汞只用来提取重力法精矿中的黄金的用法减少了汞流失量.当重力法精矿进行汞齐化时，矿物部分是用选淘法与汞齐分离的.汞齐法尾矿通常倾入水中而形成“热点”.来自汞齐的过量汞是用一张织物过滤除去，再用手挤出的.所得到的、通常有60%含金量的汞齐进行蒸馏或简单地在淘金盘里烧.从这种工艺衍生的黄金锭仍含有2—5%残留汞.
　　当黄金锭在黄金车间中熔炼时，汞蒸气就直接释放到城市环境中.如果不使用蒸馏器或过滤器时，引进汞齐化工艺中的汞的多达50%进入大气层.然而，当汞齐化进行得当而且使用蒸馏器时，只损失少量汞(低达0.05%).不幸的是，大多数矿工从未见过蒸馏器，黄金商人也不使用冷凝器或过滤器.
　　在矿工、黄金商人和居住在排放源附近的人们的尿中已经检测到高水平的汞.黄金矿工排放的汞有一种部分在水环境中被转化成生物积累性的甲基汞.森林沉积物和水体中高含量的有机酸与矿工倾入溪流中或从大气中沉降下来的金属汞反应，生成可溶的汞-有机配合物.这些化合物转化成甲基汞后迅速被水生生物区系摄取.以鱼为主食的河湖边社区居民已显示出高血汞水平.
　　妇女和儿童是对这种污染物缺乏了解的主要受害者.今后几代人将不得不妥善处理这种汞污染水平的遗产.教育是这个问题长远解决办法的先决条件.如果要避免流行病类型的局面，现在就要运用技术解决办法.
汞齐化中心：要学习的委内瑞拉榜样
　　在委内瑞拉玻利瓦尔州，奥里诺科河的一条640公里长支流——卡罗尼河从上世纪末以来一直是采矿作业的场所.直至1989年，还有大约200艘控泥船在下卡罗尼河从底泥中提取黄金和钻石.在1991年以前，汞齐化在挖泥船上用廉价铜板或简单地向格式流矿槽中加汞来进行.含有数以吨计的汞的受污染尾矿被倾入河中.
　　1991年，委内瑞拉政府利用两项法令，禁止挖泥驳船上或岸上的一切汞齐化活动.一个结果是成立3个汞齐化中心和两个黄金加工中心，在这些中心，从卡罗尼河驳船上生产的重力法精矿中提取黄金.设在布兰卡海滩的第一座汞齐化中心是由州有公司创办和管理的.4名技术人员和1名工程师运行该中心，对来自70多艘驳船的精矿进行汞齐化.每位矿工通常取15—20kg重力法精矿，用250g汞在滚桶中进行汞齐化.汞齐化之后，利用机械盘旋分离汞齐中的重矿物.过量的汞用一块织物过滤，以手挤法除去.汞齐在另一座建筑物中在矿工的监督下蒸馏.操作员每天才加工200—300kg精矿，生产约1kg黄金.该中心不向矿工们收费，所有汞齐化步骤都是看得见的.精矿的所有者是允许与操作员一起存在于该中心内的唯一人员.
　　这种创造性设想已被一些私有公司摹仿，甚至加以改进.例如，卡瓦奇汞齐化中心证实，以可忽略排放水平安全地操作汞是可能的.在卡瓦奇，所有加热步骤(蒸馏和熔炼)都在一间屋顶有大风扇的隔离房间中进行.为了避免职业暴露，所有蒸馏器上方都有一个小烟气罩来捕获偶而逸出的汞蒸气.烟气导经一系列有碘溶液的洗气塔，最后通过活性炭过滤塔.熔炼炉有一个水冷凝器以除去蒸气中的汞，和有碘化钾溶液的各种小洗气塔，以保证没有汞排入大气中.
　　卡瓦奇中心的物料衡算指出，所添加的汞的99%以上被回收.当以一种用离心分离代替手挤的革新性技术从汞齐中除去过量汞时，回收了该汞的大多数(70—82%).没有汞蒸气流失.蒸馏操作中的冷凝回收所添加汞的17—25%，熔炼步骤期间回收2—4%.1%左右的主要汞流失是在汞齐化尾矿抛弃时发生的.然而，这些仍含有300ppm汞和50ppm黄金的尾矿没有倾入水体中，而是卖给埃尔卡廖的一家氰化厂，该厂支付黄金含量价值的50%.

UNECA中心：一种新型加工与培训中心
　　联合国工业发展组织和一家委内瑞拉公司(PARECA)已经设计了一种新型加工中心，称为UNECA，即黄金提取和受控汞齐化单位.该中心使用与以上所述的委内瑞拉中心相同的概念，但黄金提取技术已经改进.多亏一种汞齐化新技术，即ICA(金属间化合物汞齐化)板，使汞用量和流失大大减少.这些板是一家巴西公司制造的，该公司开发了一种独特的电解技术，能在一种可牢固固定汞的金属板表面上得到一种金属间金-汞化合物.把8—12块板放置在一个流矿槽中，使得当加工重力法精矿浆时能产生一种梯流效果.当黄金斑点或细粒(细达0.037mm)接触该板时，黄金便被捕获.与常用的铜汞齐化板不同的是，当重力法精矿在ICA板上发生汞齐化时，没有观察到磨擦引起的氧化和汞流失.当这些板达到满负荷时，就用塑料刮板清洗汞齐.
　　在巴西，已经采用这种技术来净化受汞污染的底泥.在UNECA中心，使汞齐分解的所有加热步骤(蒸馏和熔炼)都在一个隔离区域中使用足够的蒸馏器和熔炼炉进行.为避免职业性暴露，所有蒸馏器和熔炼炉上方都有烟气罩.烟气被导入一个有碘化钾溶液的洗气塔中，然后导入浸渍了碘的活性炭过滤塔，从而截留了全部汞蒸气(图1).
　　UNECA中心甚至可以消除汞使用.利用里约热内卢的CETEM(矿物技术中心)开发的一种新浸出技术(图1)，可以从重力法精矿中提取黄金.这种工艺主要是为提取汞齐化尾矿中的残留汞而设计的.在巴西的两座中试装置上试验之后，显示此工艺还有一种效益——黄金提取.CETEM的电解工艺当一种30—40%固体的浆状物与5—10%氯化钠(NaCl)混合时产生次氯酸盐和氯酸盐.该黄金的95%以上在4小时内被通过电解产生的氯酸盐溶解，并沉积到阴极上.这种浸出工艺不产生废液(所有溶液都在通过活性炭塔过滤之后被再循环).它只需要少量电力，使用食盐，并完全消除汞的使用.需要一些有技能的操作员，但该工艺中没有复杂的步骤.
　　UNECA中心也适合于使用与NaCl浸出工艺有关的ICA汞齐化板从受污染的汞齐化尾矿中提取汞.那些坚持对其精矿进行汞齐化的个体矿工所产生的汞齐化尾矿中以及疏浚“热点”中的汞被完全脱除.这些提取程序使固体中的汞浓度降低到岩生水平(60—300ppb).在脱污染步骤之后，固体必须运走、掩埋、用红土层覆盖.简单再植被化是对付这些固体的一种足够和安全的途径.
　　采矿和矿物加工技术的培训提高了矿工的技术技能和商务技能.由于UNECA培训单位向那些实际上在矿区工作的矿工传授知识，因而必须指定专门要求的矿区土地作为实验采矿区.矿工受到的培训涉及诸如地质堪探、矿石蕴藏量估计、采矿与精选技术、环境影响、水质恢复、尾矿池建筑、再植被化和簿记.此外，这些中心可以通过提供关于如何得到合法矿物所有权凭证和财政支持、如何计划一个采矿作业、如何避免职业性暴露、如何启动替代经济活动、及其它与家庭有关的问题的咨询，来改善手工业矿工及其家庭的经济与社会福利.
　　这些中心在向广大公众提供关于汞蒸气和受污染鱼所引起的汞中毒的信息方面也有重要作用要发挥.可以散发小册子、招贴画、录像带及其它材料.那些坚持进行他们自己的汞齐化的人员接受关于如何用铅管连接制作他们自已的蒸馏器的指导.最后，一个中心可以成为一个矿工们开展社交活动、交流经验和自我组织的聚会场所.
UNECA中心的效益
　　UNECA中心给矿工们提供了下列效益：
　　◆提高重力法精矿的黄金回收率；
　　◆卖给银行或商贩的黄金有更好的价格(黄金在该中心已被熔炼)；
　　◆没有汞蒸气暴露；
　　◆不需要非法买汞；
　　◆关于采矿和矿物加工技术的培训；
　　◆利用关于取得合法矿物所有权凭证的信息；
　　◆利用关于获得财政支持的信息.
　　这些中心也向公众提供下列效益：
　　◆没有来自汞齐化和黄金熔炼的汞排放；
　　◆关于汞蒸气暴露危险的信息；
　　◆关于吃鱼引起的汞中毒的信息.
　　◆关于采矿与环境的教育材料；
　　◆汞中毒的初步诊断；
　　◆给那些想启动采矿作业或有关业务的人员以忠告.
　　UNECA中心为政府提供；
　　◆减少无组织采矿的环境影响；
　　◆更好的全球规模控制；
　　◆更好的手工业采矿活动组织；
　　◆更好的手工业矿工教育；
　　◆更少的冲突.
制约因素
　　UNECA中心的成功取决于这些需要最低限度组织水平的矿工的坚定承诺.在矿工分散的地区，把重力法精矿运到一个中心去是不实际的.在这些中心也起到培训单位的作用的地方，必须有采矿特许权可用于培训目的.
如何实施一个UNECA中心
　　一个UNECA中心适合于设置在一个采矿村中，或在一个中心位置，以便利重力法精矿的运输.它可以由政府实体、非政府组织或私有公司经营.建议一切与UNECA中心的设置有关的基准和安排都要事先与政府和矿工协会讨论.在该中心设置之前应当开展一场强大的教育宣传运动.这种宣传可以包括与矿工领导人的一系列会见，以使他们信服不良汞齐化实践的风险和UNECA中心的效益.政府应当找到使这些中心合法化的途径，也应当鼓励矿工停止执行他们自己的汞齐化.
　　总投资和运行费用因地点而异.它们取决于适合于该地区的中心类型和是否有培训单位.必须考虑建筑物、劳动力和材料的可得性，以及当地基础设施.对于一个汞齐化单位来说，投资是大约25万美元.当包括一个培训单位时，这个数字可能翻一番，如果需要车辆、办公材料、营地补给品、发电机、工程服务、地质堪探材料、通讯设备、采矿设备和矿物加工设备.在有培训的情况下，采矿特许权的费用必须单独评估.
　　一个UNECA中心的运行费用也决定于将要开展的活动类型.仅仅为了进行精矿的汞齐化，预计每月的总费是1万—1.5万美元.这个数字与操作员和保安人员的工资密切相关.如果提供培训，则运行费用将至少高10倍.
　　在委内瑞拉，一个中心可能每汞齐化1kg精矿收费1美元.假定精矿重量为30—60kg，品位范围是2000—5000g/吨，该中心收取的30—60美元占精矿中黄金含量的2—5%.如果每天加工500kg精矿(这些委内瑞拉中心的近似处理量)，则收入是每月约1万美元.这差不多与运行费用相抵.汞齐化尾矿研磨后的黄金含量可以用浸出法回收.旧汞齐化尾矿和疏浚“热点”的处理是额外的收入来源.如果矿工在指定的特许区域中在培训师监督下生产黄金，则这显然也会给该中心带来收入.
结　语
　　手工业采矿是一种临时性活动.它会持续到最容易提取的黄金枯竭为止.原生矿床的手工业或开采方法是低效率的和代价高昂的.在矿工使用原始方法提取和加工原生矿石的情况下，结果是令人沮丧的.在以采矿为主要经济活动的城镇，成批矿工的离去实际上会造成社会问题和经济问题.显然，进行非常小规模采矿来维持生计的小淘金者将继续存在数十年，只要他们能在偏远区发现冲积层黄金即可.然而，机械化的手工业式作业倾向于消失或变成有组织采矿部门的一部分.因此，手工业矿工需要技术支持和法律支持，才能遵守采矿法律和环境法规.给这些矿工颁发合法、可转让的所有权凭证的做法，是组织和转化这个非正式工业所必需的.手工业矿工的特征必须理解为改变其行为和使一批批社会最底层贫民转变成公民的一个先决条件.
　　汞污染只是关于与无组织手工业采矿活动有关的问题的冰山之一角.UNECA中心是一个真实解决办法.它们能阻止汞排放，或甚至消除汞使用.这些中心也能提供关于汞操作不当和吃汞污染鱼的危险的信息.培训单位可以教矿工如何以较低的环境影响和较高的效率进行砂积矿床开采.矿工也能学习到一些关于采矿法律原则的东西，并在获取合法矿物所有权凭证方面受到支持.
　　联合国工业发展组织准备帮助和实施安全技术向手工业式黄金采矿活动中的引进，同时尊重矿工和有关采矿与环境法律的原则.
*Marcello M. Veiga 也是联合国工业发展组织的一名顾问.
致　谢
　　本文作者感谢Christopher Healy先生(美洲国家组织OAS派驻苏里南的特别代表)在发展一些培训单位概念方面的贡献.
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