挖掘金矿大全（极限工作之金矿开采）

人人都爱的金子

如果将人类已开采的黄金分割成一盎司的小方块，然后堆砌在一起，我们将得到一个边长约21米的纯金正方体。

据世界黄金协会对已有数据的分析（截至2017年底），这就是人类有史以来开采黄金的总量，约190,040吨，其中约三分之二是1950年后开采的。

由于黄金基本上无法销毁，这意味着开采出来的黄金几乎全部都以某种形式留存于世，占比如下：

金饰：90,718 吨, 47.7%；投资：40,035 吨, 21.1%；各国央行：32,575吨, 17.1%；其他出产和未计入部分：26,711 吨, 14.1%。

科学家研究表明，地球的黄金总储量大约有48亿吨，99%以上在地核，其余大部分在地幔，分布在地壳上的金极少。

这其实很好理解，不少人都知道，金来自于外天空的陨石。

地球在形成之初就是个大火球，啥都能熔掉，带有金元素的小天体撞击地球，就把金带来地球了。金的密度（19.3 克/立方厘米）比一般物质大得多，所以全部都往地心下沉。

直到大约26亿年前的太古代，火山和板块活动极其活跃，火山喷发把大量的金元素从地核带到地幔和地壳中来。经过海洋沉积和区域变质作用，便形成了最初的金矿源。

大约在一亿年前的中生代，在板块作用下，金物质活化迁移富集，形成了金矿田，即岩金矿（又称原生金矿）。

在岩金富集地带，经过数千万年的风化与剥蚀，岩石变为沙土，地表浅层的岩金被解离为单体，如果附近有水源，金物质在河水的搬运下，在适当的地点（稳水处）沉积下来，便形成了沙金矿。

另外，如果金物质和其他矿物混在一起（比如黄铁矿、贡矿），即为伴生金矿。

岩金矿床、沙金矿床和伴生矿床构成了地球上的自然金矿床，储量比例大约为70：15：15。

太古代效果图，金矿源从此出现

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金矿开采是个大工程，还是个烧钱的活，得看这矿值不值得去采，有没钱赚，首先了解一下金的品位。

元素在矿体中的含量就是品位。

金的品位通常用克/吨（g/t）表示，一般大于1g/t 的矿体就可以作为工业矿体，即开发成本与利润相当。

1g/t是什么概念？1克/100万克，即0.000001 %的质量百分比。

来瞧瞧其他金属矿的工业品位：铁矿40～70 %、原生铅锌矿20～30 %、铜矿0.5～1 %。

黄金贵是有道理的。

以前一般是大于3g/t的金矿才有开采价值，随着金价的一路走高，提炼技术的不断进步，现在金品位大于0.5g/t的也有人愿意去挖。

不同类型的金矿，何谓之“高品位”，那是相对而言。

我国黔西南的卡林型金矿，几十到上百克/吨的极少，10几克到几十克就是高品位；而胶东的很多石英脉型金矿，几百上千克/吨都比较常见。

不同的金矿石，品位相差很大

那是不是说，达到几十到上百克每吨的高品位，就值得去开采呢？答案是否定的，因为还要考虑三个重要因素：

（1）储量。品位高但量太少，很大可能收不回成本，通常至少要两吨以上。

（2）赋存状态。决定了开采和冶炼的方法，下文详表。

（3）其他因素。交通、水、电、环境污染都会直接影响开采价值。

咱们了解一下世界上最大的金矿和金品位最高的金矿。

南非的兰德金矿是世界上最大的金矿床，自1886年发现起，百余年来，兰德金矿已累计产出黄金3.5万吨。

金矿带总长480公里，含矿面积2.07万平方公里，最大的一条主矿带长190公里。含矿层厚达100多米，有200多层含矿层，目前开采深度已达3600米。由于采掘深度加大，设备老化，每盎司成本上升到350～400美元。

据探测，兰德金矿尚有储量1.8万吨，最近50年来，它提供了世界金产量的60%以上，开采至今仍保持有7～20g/t的金品位，平均10g/t。

世界上金品位最高的金矿来自于澳大利亚维多利亚州的福斯特维尔金矿斯旺矿段，2017年，在该矿段120米深处发现了高品位自然金，超过9000g/t。

赚翻了。

南非的兰德金矿

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说起金矿开采，咱们首先想到的可能是戴着安全头盔，在地底工作的矿工。

其实，矿石的开采只是一套很长很复杂的流程中的一个步骤。一座矿山平均需要 10～20 年的准备时间才能稳定产出可供提炼的金矿石。

简单地说，金矿开采分三个阶段：

（1）探测。开采前需进行大量的勘探和开发工作，包括进行试验性钻井和证实性钻井，来确认黄金矿藏的储量、位置和深度。

（2）确定开采方法，开发基础设施。

（3）采用安全高效的矿石处理工艺，提炼金矿石。

在矿场关闭并拆除后，黄金采矿企业还需要长期（通常为5～10年）负责场址的管理。在这段时间里，需要进行土地复垦——清洁和植被恢复，企业需努力确保复垦过程以及恢复长期环境稳定性的工作取得成功。

金矿开采可不是矿工挖金咁简单

先来说说开采。

不同的黄金矿藏所使用的开采方法不尽相同，比如原生金矿与沙金矿的采矿方法是不同的，不同类型的原生金矿开采方法也不相同，即便同一类型的金矿床，由于产状、地形、环境的差异，开采方法也要相应变化。

金矿开采分为露天开采和地下开采两种，不论是采用哪种方法，首要原则是尽可能减少损失。

要知道，自然金的颗粒大小不一，肉眼可见者称为明金（直径大于0.2毫米），可以看得见摸得着还好处理，但大多数自然金为“显微金”，要显微镜下才能看见，得好好想办法收集。

露天开采一般适用于砂金和微细粒金矿。

砂金的开采分人工挖掘和采金船两种，前者多用在大量粗大砾石存在的河床地区，以人工挖取含金较富的层位。一般人工挖掘砂金矿只存在于一些小的可盈利矿体，品位0.02g/m³以上即可盈利。

采金船则用于一些河床面积较大，含金层和品位较稳定、人工挖取难盈利的采金作业区，多为大型黄金开采公司所垄断，因为一艘大型采金船造价起码数百万元。

采金船

微细粒金矿的矿体在地表出露良好，且多因氧化而成为松散的土状或疏松岩石状。矿体的厚度越大，开采的机械化程度越高，常使用大型挖掘机作业。

以哈萨克斯坦的阿克莫拉金矿为例，这个已经被开挖近40年的微细粒金矿，从一个小小的矿坑，如今已变成了135米深，121万平方米的超级大坑。金矿24小时生产，矿石产量每年800万吨，金品位2g/t。

开采方式简单粗暴，全机械化操作，每天有条不紊地进行。

打孔机每周两次在指定位置钻约16米深的洞，填装炸药，全员清场，爆破取矿。尘埃落定，挖掘机和卡车登场。大型挖掘机每小时能挖2000吨的金矿石，一铲就是15吨。

司机开着自重70吨，装载量达100吨，据说比小车还容易开的大型装载卡车CAT777，将金矿石运输到巨型磨碎机前，经过粗加工变成边长35cm左右的石块，通过传送带送往分选机车间，在定制的大型球磨下，金矿石被磨成粉末，经过重力分选，准备提炼。

巨型挖掘机和重型卡车

跟砂金和微细粒金矿不同，原生金矿很少采用露天开采，多采用地下采矿法。

原生金矿床产状变化大，厚度不均匀，厚的矿体可达数十米，薄的仅有几厘米。现实中，厚大的矿体不多见，多数是薄细矿脉（采矿时通常把小于1米的矿脉称为薄矿脉），一句话，太粗暴不行，要慢慢凿。

地下开采有三个主要步骤：开拓、采准与切割、回采。

(1) 开拓。首先从地表挖掘一些接近矿体的巷道，这是运输、提升、行人、通风、排水、供电、供风、供水和充填等采掘工程的支撑体系。

(2) 采准与切割。在矿道内为行人、通风、运料、凿岩、放矿等进行的采矿准备工作，叫采准。切割则是在开采出来的矿块中，为回采矿石开出自由面的开凿空间。

(3) 回采。包括落矿(又称崩矿)、运矿和地压管理三项生产工艺，落矿多采用凿岩爆破的方法。运矿是将矿石从采矿点运到井外装载处。地压管理又称采(区)场支护，是为确保采空区的安全而采取各种技术防范措施。

地下采矿

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金矿石的回收和精炼是一套超复杂的工艺流程，以后有机会再详述，这里简单说说。

最古老而且回收黄金量最多的工艺是氰化，金会被氧化并溶解于碱性氰化物溶液（比如氰化钠）中，金溶解完成就是收获时。

对于金品位高的矿石，氰化通过池浸来实现，这需要将矿石和溶剂浆料放入装有搅拌器的大型贮罐中。对于低品位矿石则实施堆浸，用稀释的氰化钠溶液喷淋矿石堆，溶液渗透进矿石，形成含金溶液。

氰化工艺仅适用于氧化矿（金矿石氧化率高于30%）。

对于原生金矿（非氧化矿）一般是将矿石磨成细粉后，采用多种药剂进行浮选，富集得到含金量60%甚至更高的金精粉，再送往冶炼厂精炼为成品金。

黄金的精炼就是去除杂质，提取纯金，最常用的两种方法是密勒法和沃尔威尔粗金电解精炼法。

当金处于熔点（1064.18°C）时，密勒法使用气态氯来提取杂质；杂质分离成一层，盖在熔融纯化金表面。

密勒法快速简便，但纯度仅为99.5%左右。

沃尔威尔粗金电解精炼法通过电解将纯度提高到约99.99%。

不纯的金样品被放入盐酸和氯化金的电解液。在电流的作用下，金迁移到带负电荷的电极（阴极），在阴极恢复到高纯金属状态，剩下的杂质则成为分离液或残留物。

粗金提纯，需要复杂的工艺操作

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金矿开采业是一个世界性产业，覆盖除南极洲之外的六大洲，黄金来自类型与规模千差万别的众多金矿。

金矿在地理分布上越来越多样化，和40年前供应源集中的情况相比已有很大不同，当时世界上绝大部分黄金来自南非，如今，没有一个地区占主导地位。

根据世界黄金协会的数据统计（2016年），亚洲地区黄金产量占世界新开采总量的23%，中美和南美地区约占总量的17%，北美则约占16%，大约19%的产量来自非洲，14%来自独联体地区。非洲、北美洲、大洋洲黄金产量呈下降趋势，而拉丁美洲、亚洲的产量逐渐上升。

每年，全球黄金矿业新采出约2500～3000吨黄金，增加至地上黄金整体存量中。

在2019年中国国际矿业大会上，中国黄金协会会长透露：

“2018年中国黄金产量为401.119吨，连续12年位居全球第一。同年，中国黄金实际消费量1151.43吨，连续6年保持全球第一位。”

咱大中国的金矿开采，牛逼了。

中国最大金矿——紫金山金铜矿

（本文所有图片来自网络）

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