1、贵金属冶金学贵金属冶金学第十二章第十二章 难浸金矿石的处理难浸金矿石的处理内容提要内容提要 难浸金矿石的处理难浸金矿石的处理指常规氰化法能够提取大部分金的矿石；指常规氰化法能够提取大部分金的矿石；指常规氰化法不能回收大部分金的矿石。指常规氰化法不能回收大部分金的矿石。伴生金矿伴生金矿41%难处理金矿难处理金矿52%易处理金矿易处理金矿7%伴生金矿伴生金矿难处理金矿难处理金矿易处理金矿易处理金矿金矿金矿按照处理的难易程度，按照处理的难易程度，一、难浸金矿石的基本特性一、难浸金矿石的基本特性难浸金矿基本特性：难浸金矿基本特性：物理包裹，如金封闭在硅酸盐、硫化物矿物中；物理包裹，如金封闭在硅酸盐、硫
2、化物矿物中；耗氧耗氰矿物的作用，如存在砷、铅等大量贱金属耗氧耗氰矿物的作用，如存在砷、铅等大量贱金属硫化矿物；硫化矿物；碳质的劫持效应，如矿石中存在碳质化合物，会吸碳质的劫持效应，如矿石中存在碳质化合物，会吸附已氰化溶解的金配合物；附已氰化溶解的金配合物；金粒表面钝化，如金的表面形成各种化合物金粒表面钝化，如金的表面形成各种化合物(铁氧化铁氧化物、砷、锑或铅的化合物物、砷、锑或铅的化合物)保护层保护层 金以不溶性合金或化合物形式存在，碲化金；金以不溶性合金或化合物形式存在，碲化金；金与其它导电矿物接触时发生金的阳极钝化。金与其它导电矿物接触时发生金的阳极钝化。难浸金矿石大体上可分为三类：难浸金
3、矿石大体上可分为三类：第一类，非硫化脉石包裹金；第一类，非硫化脉石包裹金；第二类，硫化物包裹金第二类，硫化物包裹金(最大的一类最大的一类)，主要是黄铁矿和砷黄铁矿；，主要是黄铁矿和砷黄铁矿；第三类，碳质金矿石，有机碳是活性炭型的。第三类，碳质金矿石，有机碳是活性炭型的。难浸金矿石的基本特性难浸金矿石的基本特性难处理金矿的预处理：难处理金矿的预处理：(1)焙烧氧化：流化床沸腾焙烧、闪速焙烧、循环氧化焙烧等；焙烧氧化：流化床沸腾焙烧、闪速焙烧、循环氧化焙烧等；(2)加压氧化法：加压氧化法：120180，0.23.2MPa氧压；氧压；(3)微生物氧化法：氧化亚铁硫杆菌，微生物氧化法：氧化亚铁硫杆菌，
4、2835，pH1.72.4，46d，液固比，液固比4:1；(4)化学氧化法：臭氧、过氧化物、漂白粉等；化学氧化法：臭氧、过氧化物、漂白粉等；(5)微波氧化法：微波场下，有微波氧化法：微波场下，有Ca(OH)2时，时，易于消除不利于氰化的影响。易于消除不利于氰化的影响。难浸金矿石的基本特性难浸金矿石的基本特性二、难浸金矿石的氧化焙烧二、难浸金矿石的氧化焙烧 焙烧的作用焙烧的作用：经氧化焙烧，含金硫化矿物被氧化成多孔的焙砂，：经氧化焙烧，含金硫化矿物被氧化成多孔的焙砂，金被充分暴露，氰化液易于渗入，为氰化浸出提供有利条件。金被充分暴露，氰化液易于渗入，为氰化浸出提供有利条件。1.焙烧过程：焙烧过程
5、：(1)450500时，黄铁矿开始氧化；时，黄铁矿开始氧化；超过超过950后焙砂部分边缘熔化，空隙减少，不利于氰化。后焙砂部分边缘熔化，空隙减少，不利于氰化。32432OOO 222OFeOFeFeSSFe赤铁矿赤铁矿磁铁矿磁铁矿磁黄铁矿磁黄铁矿黄铁矿黄铁矿(2)焙烧温度下，砷黄铁矿同样氧化；焙烧温度下，砷黄铁矿同样氧化；第一段：控制弱氧化气氛尽量生成挥发性的第一段：控制弱氧化气氛尽量生成挥发性的As2O3；第二段：大量过剩空气氧化其他硫化物。第二段：大量过剩空气氧化其他硫化物。8加料管加料管一段焙烧炉一段焙烧炉二段二段焙烧炉焙烧炉中间旋风中间旋风收尘器收尘器烟囱烟囱旋风收尘器旋风收尘器冷却器
6、冷却器焙砂排放管焙砂排放管空气空气空气空气2.焙烧设备焙烧设备 难浸金矿石的氧化焙烧难浸金矿石的氧化焙烧 加拿大的吉安特黄刀和坎贝尔红湖两座金矿采用焙烧工艺处理难加拿大的吉安特黄刀和坎贝尔红湖两座金矿采用焙烧工艺处理难浸金矿浸金矿氰化处理。氰化处理。金的总回收率为金的总回收率为 87%92%。其中其中 95%的金系用氰化法从的金系用氰化法从多孔焙砂中回收，多孔焙砂中回收，其余其余 5%的金用炭浆法从烟尘的金用炭浆法从烟尘中回收。中回收。难浸金矿石的氧化焙烧难浸金矿石的氧化焙烧三、难浸金矿石的加压氧化法三、难浸金矿石的加压氧化法 加压氧化的作用加压氧化的作用：使共存和包裹金粒的硫化矿物经加压氧化
7、溶出，使共存和包裹金粒的硫化矿物经加压氧化溶出，使金被充分暴露，氰化液易于渗入，为氰化浸出提供有利条件。使金被充分暴露，氰化液易于渗入，为氰化浸出提供有利条件。不同氧压下不同氧压下,O2在水中溶解度与温度的关系在水中溶解度与温度的关系1-3300kPa2-6700kPa3-10100kPa4-13000kPa1.加压氧化过程：加压氧化过程：(1)酸性介质中加压氧化：铁、砷转入溶液，经中和后转入渣中；酸性介质中加压氧化：铁、砷转入溶液，经中和后转入渣中；445.AsO2H2FeSOO3HO62FeAsSSO2H2FeSOO2H7O2FeS342242222 424322424222SOHFeSO
8、AsOHOHSOFe2FeAsSSOHFeSOOHSOFeFeS 43434）（）（OHSOFeOSOH4FeSO22242422234 ）（4232SOHFeAsOAsOHSOFe 4434）（难浸金矿石的加压氧化法难浸金矿石的加压氧化法(2)碱性介质中加压氧化：砷和硫转入溶液中，全部铁留在渣中；碱性介质中加压氧化：砷和硫转入溶液中，全部铁留在渣中；OHSOaNAsO2NaOFeONaOH2FeAsSOHSOaNOFeONaOH2FeS24322242225271045.7824323 缺点：碱缺点：碱消耗大，操作控制复杂，技术经济指标不及酸浸。消耗大，操作控制复杂，技术经济指标不及酸浸。难
9、浸金矿石的加压氧化法难浸金矿石的加压氧化法精精 矿矿 磨磨 矿矿 矿物预处理矿物预处理酸性加压氧化酸性加压氧化逆流洗涤逆流洗涤底底 流流炭浆氰化炭浆氰化载金炭载金炭尾尾 浆浆载金炭解析载金炭解析-再生再生贵液电积贵液电积金泥熔铸金泥熔铸合质金合质金洗洗 液液中和处理中和处理石灰石石灰石石石 灰灰空空 气气渣渣尾矿场尾矿场制氧车间制氧车间木质素磺酸钠木质素磺酸钠絮凝剂絮凝剂氰化钠氰化钠-石灰石灰-O2活性炭活性炭O2冷却水冷却水高压蒸汽高压蒸汽含金砷黄铁矿精矿加压氧化处理工艺流程含金砷黄铁矿精矿加压氧化处理工艺流程 难浸金矿石的加压氧化法难浸金矿石的加压氧化法矿浆进料矿浆进料矿浆矿浆排料排料空气
10、空气冷却蛇管冷却蛇管挡板挡板隔板隔板调节阀调节阀2.加压氧化设备：加压氧化设备：难浸金矿石的加压氧化法难浸金矿石的加压氧化法 研究表明，与氧化焙烧相比，加压氧化能保证金更彻底的暴露，这是因为在加压氧化时，暴露的金仍保持，而在氧化焙烧时，金则部分地被易熔化物的薄膜所覆盖。因此，难浸金矿石的加压氧化法难浸金矿石的加压氧化法四、难浸金矿石的细菌氧化法四、难浸金矿石的细菌氧化法理想的细菌：氧化亚铁硫杆菌已投入工业应用。理想的细菌：氧化亚铁硫杆菌已投入工业应用。细菌氧化的作用细菌氧化的作用：使含硫、砷、铁等的矿物氧化，金被充使含硫、砷、铁等的矿物氧化，金被充分暴露，氰化液易于渗入，为氰化浸出提供有利条件
11、。分暴露，氰化液易于渗入，为氰化浸出提供有利条件。氧化亚铁硫杆菌的生长条件：嗜酸需氧。氧化亚铁硫杆菌的生长条件：嗜酸需氧。最佳最佳pH 1.72.4，最佳温度，最佳温度2835，补加铵盐、磷盐等。，补加铵盐、磷盐等。能以硫化矿物、元素硫或硫酸亚铁的氧化过程中释放出的能作能以硫化矿物、元素硫或硫酸亚铁的氧化过程中释放出的能作为能源，并以空气中的二氧化碳为碳源来合成菌体进行繁殖。为能源，并以空气中的二氧化碳为碳源来合成菌体进行繁殖。氧化亚铁硫杆菌细胞形态氧化亚铁硫杆菌细胞形态 (长长1.01.5m，宽，宽0.50.8m)细菌氧化一般分为：细菌氧化一般分为：槽式氧化槽式氧化 和和 堆式氧化。堆式氧化
12、。图图 3-细菌浸出气流搅拌装置细菌浸出气流搅拌装置 难浸金矿石的细菌氧化法难浸金矿石的细菌氧化法 细菌氧化细菌氧化(或微生物氧化或微生物氧化)预处理含金黄铁矿及砷黄铁矿是预处理含金黄铁矿及砷黄铁矿是细菌浸出新领域。细菌浸出新领域。氧化亚铁硫杆菌已投人工业应用，这种细氧化亚铁硫杆菌已投人工业应用，这种细菌的菌的，生长的主要条件是酸性环境，能在，生长的主要条件是酸性环境，能在pH 1.54.0范围内生长，最佳范围内生长，最佳pH 1.72.4，生长最佳温度为，生长最佳温度为2835度，需氧是这种微生物的又一重要特性，培养及使用过度，需氧是这种微生物的又一重要特性，培养及使用过程中，必须在液相中充
13、分充气，它又是化能自养菌，即它能以程中，必须在液相中充分充气，它又是化能自养菌，即它能以硫化矿物、元素硫或硫酸亚铁的氧化过程中释放出的能作为能硫化矿物、元素硫或硫酸亚铁的氧化过程中释放出的能作为能源，并以空气中的二氧化碳为碳源来合成菌体进行繁殖。源，并以空气中的二氧化碳为碳源来合成菌体进行繁殖。这些这些特性使氧化亚铁硫杆菌成为预处理黄铁矿及砷黄铁矿，暴露其特性使氧化亚铁硫杆菌成为预处理黄铁矿及砷黄铁矿，暴露其中包裹金的理想微生物。中包裹金的理想微生物。难浸金矿石的细菌氧化法难浸金矿石的细菌氧化法 近年来，在大量试验的基础上，细菌氧化一氰化浸出工艺已转入工业应用。1987年南非建成世界上第一座细
14、菌提金厂金科(Gencor)集团法艾维(Fairview)金矿，这座微生物提金厂日处理10t左右金精矿，1t金精矿可生产黄金100-150g，细菌提金的成本为焙烧一氰化成本的60左右，金回收率可达90或更高。美国第一家细菌氧化厂高登陶金斯(GoldTonkmSprings)于1990年4月投产，每天处理2000t矿石，生产系统有4台2270m3(60万加仑)不锈钢细菌浸出槽，在30固体、37、pHl.8的条件下作业，矿石磨至小于325目，总停留时间60h。矿石含硫化物型硫不到1.5，加入黄铁矿将硫含量提至2。该厂设计氧化75给料硫化物，其后金的氰化提取率达到90以上。氧化亚铁硫杆菌在单独槽中培
15、养，并在需要时加入氧化反应器，磷铵和硫酸铵作为营养基加入，预浸过的矿浆用石灰中和至氰化要求的pH值。难浸金矿石的细菌氧化法难浸金矿石的细菌氧化法 目前，国内外已建20余家生物冶金工厂。其中包括中国已经投入商业运营的两座铜生物冶金厂(江西德兴，19811992年；福建紫金山，20002002年)以及(山东烟台，19992000年；山东莱州，2001年)，近期福建紫金矿业股份有限公司正在建设年生产能力10000t阴极铜的铜生物冶金工厂。国外：槽式氧化厂目前最大生产能力已经达到1000td，堆式氧化以美国NeWmont公司为代表，生产能力已经达到每年230万t。国内：山东烟台，19992000年；山东莱州，2001年。微生物预氧化浸出工艺正在成为一种清洁节能技术受到各国的重视，学者认为微生物预氧化工艺有可能代替氧化焙烧工艺和加压氧化工艺。难浸金矿石的细菌氧化法难浸金矿石的细菌氧化法思思 考考 题题221简述难处理含金矿物的基本特点。简述难处理含金矿物的基本特点。2简述难处理含金矿物的预处理方法和工艺过程。简述难处理含金矿物的预处理方法和工艺过程。
