碳质金矿氯化－氧化焙烧预处理的研究（刘娟丽2007吉林大学硕士论文）.pdf

论文分类号论文分类号 TF041 单单 位位 代代 码码 10183 密密 级级 公公 开开 研研 究究 生生 学学 号号 2004332077 吉 林 大 学 硕 士 学 位 论 文 碳质金矿氯化-氧化焙烧预处理的研究 Study on The Pre-oxidizing Treatment of Carbonaceous Gold Ore by Chlori-oxidition Roast 作者姓名刘作者姓名刘 娟娟 丽丽 专专 业分析化学业分析化学 导师姓名李 滦 宁 及 职 称副 教 授 导师姓名李 滦 宁 及 职 称副 教 授 学学 位位 类类 别理学硕士别理学硕士 论文起止年月论文起止年月2004 年年 9 月至月至 2007 年年 6 月月 吉林大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明所呈交的硕士学位论文，是本人在指导教师的 指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的 内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作 品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以 明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名 日期 年 月 日 吉林大学硕士学位论文吉林大学硕士学位论文 3 中国优秀博硕士学位论文全文数据库投稿声明 研究生院 本人同意中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章 程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期 刊（光盘版）电子杂志社的中国优秀博硕士学位论文全文数 据库投稿，希望中国优秀博硕士学位论文全文数据库给 予出版， 并同意在 中国博硕士学位论文评价数据库 和 CNKI 系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。 论文级别 ■硕士 □博士 学科专业 分析化学 论文题目碳质金矿氯化氧化焙烧预处理的研究 作者签名 指导教师签名 年 月 日 作者联系地址（邮编） 作者联系电话 吉林大学硕士学位论文吉林大学硕士学位论文 4 作者姓名作者姓名 刘刘 娟娟 丽丽 论文分类号论文分类号 TF041 保密级别保密级别 公公 开开 研究生学号研究生学号 2004332077 学位类别学位类别 理学硕士理学硕士 授予学位单位吉授予学位单位吉 林林 大大 学学 专业名称专业名称 分析化学分析化学 培养单位培养单位 （院、 所、 中心）（院、 所、 中心） 化学学院化学学院 研究方向研究方向 现代分离技术现代分离技术 学习时间学习时间 2004年年 9月至月至 2007 年年 6月月 论文中文论文中文 题目题目 碳质金矿氯化氧化焙烧预处理的研究碳质金矿氯化氧化焙烧预处理的研究 论文英文论文英文 题目题目 Study on The Pre-oxidizing Treatment of Carbon- aceous Gold Ore by Chlori-oxidition Roast 关键词关键词 3-8个个 氯化氧化焙烧；碳质金矿；硫化矿；预处理工艺氯化氧化焙烧；碳质金矿；硫化矿；预处理工艺 姓姓 名名 李滦宁李滦宁 职称职称 副副 教教 授授 导师情况导师情况 学历学位学历学位 大大 学学 工作单位工作单位 吉林大学吉林大学 化学学院化学学院 论文提交日期论文提交日期2007年年 月月 日答辩日期日答辩日期 年年 月月 日日 是否基金是否基金 资助项目资助项目 否否 基金类别及 编号 基金类别及 编号 如已经出版，请填写以下内容如已经出版，请填写以下内容 出版地（城市 名、省名） 出版地（城市 名、省名） 出版者（机构） 名 出版者（机构） 名 称称 出版日期出版日期 出版者地址出版者地址 （包括邮编）（包括邮编） 吉林大学硕士学位论文吉林大学硕士学位论文 5 内 容 提 要 内 容 提 要 近年来国内外发现大量的碳质金矿石， 并对碳质金矿的矿物化学特征 和碳质的主要类型做了大量的研究。但是在预处理、浸金方面仍然没有一 种比较高效、安全、成本低的方法，很多种预处理工艺终因种种问题而未 工业化应用。因此对这类矿石的预处理工艺仍然是一个很棘手的问题。 本文针对碳质金矿的矿物学特征，提出一种新的预处理方法 氯 化－氧化焙烧法。采用该方法对碳质金矿进行预处理，可使金浸出率由原 来的28提高到95以上。 试验主要研究各种焙烧参数对除碳、除硫的影响，对碳质金矿氯化－ 氧化焙烧的影响因素有氯化剂用量、温度、供氧量、焙烧时间等。通过实 验发现，加入氯化剂后，尾渣中残碳、残硫量明显低于不加；而硫含量的 高低对碳质金矿氯化－氧化除碳效果起到决定性因素。 因此我们进一步对烟气成分进行分析及其影响因素进行了进一步考 查。分析发现，加入氯化剂后有Cl2产生，而且各因素对Cl2的产率有一定 的影响。研究认为氯化－氧化焙烧除碳、除硫主要是通过加入氯化剂 氯化剂反应释放出Cl2 Cl2、O2进一步对碳、硫进行氯化－氧化，而达 到除碳、除硫的目的。并通过反应热力学计算进行了解释。 关键词关键词碳质金矿；碳质物；硫化矿；预处理；氯化氧化焙烧 吉林大学硕士学位论文吉林大学硕士学位论文 6 目 录 1 绪 论..........................................................................................................1 前 言.........................................................................................................1 1.1 难处理金矿概述................................................................................1 1.1.1 难处理金矿性质......................................................................1 1.1.2 难处理金矿的分类..................................................................3 1.1.3 难处理金矿预处理方法综述..................................................4 1.1.4 难处理金矿的处理方法选择原则........................................10 1.2 碳质难处理金矿的矿物特征及预处理方法..................................11 1.2.1 碳质金矿的矿物学特征........................................................11 1.2.2 碳质金矿预处理工艺综述....................................................14 1.3 国内外对碳质金矿预处理方法的最新研究进展..........................18 1.3.1 硫代硫酸盐浸金....................................................................18 1.3.2 次氯酸钠预处理法................................................................18 1.3.3 有机化合物氧化预处理........................................................19 1.4 实验研究内容..................................................................................19 2 实验原理、设备及测试方法....................................................................21 2.1 实验原理..........................................................................................21 2.2 试剂、仪器及装置..........................................................................22 2.2.1 试剂........................................................................................22 2.2.2 仪器........................................................................................23 2.2.3 实验装置图............................................................................23 2.3 实验及测试方法..............................................................................23 2.3.1 氯化－氧化焙烧法................................................................23 2.3.2 焙渣中碳、硫含量测试方法................................................24 2.3.3 烟气成分测试方法................................................................24 3 结果与讨论................................................................................................27 吉林大学硕士学位论文吉林大学硕士学位论文 7 3.1 物料来源及成分..............................................................................27 3.1.1 A 样多元素及物相分析........................................................27 3.1.2 B 样多元素及物相分析........................................................29 3.2 氯化-氧化焙烧除碳、除硫的试验研究.........................................30 3.2.1 氯化-氧化焙烧实验初试.......................................................30 3.2.2 氯化剂用量对除碳、除硫的影响........................................32 3.2.3 温度对除碳、除硫的影响....................................................33 3.2.4 供氧量对除碳、除硫的影响................................................35 3.3 氯化-氧化焙烧烟气成分分析及其变化规律.................................36 3.3.1 氯化剂的加入与烟气成分分析的关系................................36 3.3.2 CO2与影响因素之间的关系................................................38 3.3.3 SO2与影响因素之间的关系.................................................40 3.3.4 Cl2与影响因素之间的关系..................................................42 3.4 小结..................................................................................................43 4 氯化-氧化除碳、除硫机理初探...............................................................44 4.1 差热差重分析..................................................................................44 4.2 矿样的氯化－氧化机理..................................................................45 4.2.1 氯化－氧化除碳机理............................................................45 4.2.2 氯化－氧化除硫反应机理....................................................48 4.3 结论..................................................................................................49 结 语..............................................................................................................51 参 考 文 献....................................................................................................52 中 文 摘 要.....................................................................................................II Abstract..............................................................................................................4 致 谢 吉林大学硕士学位论文吉林大学硕士学位论文 1 1 绪 论 1 绪 论 前 言 进入21世纪后,黄金在世界经济中仍发挥着重要的作用。黄金的生产 与储备仍然是衡量一个国家综合国力的重要标志。 随着黄金价格的不断攀 升,进一步激发了各产金国对黄金矿产资源开发的浓厚兴趣,在世界范围 内掀起了新一轮的采金热潮。在整个黄金生产技术中,选冶技术的研究与 开发对黄金工业的发展一直发挥着较大的影响。 随着黄金资源的逐年开采, 高品位易选矿石不断减少,低品位难处理矿石所占比例越来越大。如何最 大限度地开发利用黄金矿产资源,建立环境友好型的黄金生产企业,实现 黄金工业的可持续发展,是我们所面临的艰巨课题[1]。 我国难处理金矿资源较为丰富,且分布广,类型各异,有效合理利用这 部分资源可为“十五”期间我国黄金生产的发展增添后劲,并可解决制约 我国黄金生产发展的资源“瓶颈”问题[2]。我国在对难处理矿及低品位矿 的选冶技术与国外相比差距还很大， 近年来的研究和实践取得了一些进展, 但还未达到工业开发应用的阶段。尤其对于难处理含砷、碳质、微细浸染 型金矿提金的预处理技术开发与应用, 是解决我国现有的储量在千吨以 上的难处理金矿提金的关键技术[3]。 1.1 难处理金矿概述 1.1.1 难处理金矿性质难处理金矿性质 难处理金矿石又称难选冶金矿石、难浸金矿石、顽固金矿石等。这些 名称或概念主要是就矿石本身的特性而言的。 多数文献中， 将难浸金矿石、 难选冶金矿石均称为难处理金矿石。化学法浸出是金矿石提金的方法之 吉林大学硕士学位论文吉林大学硕士学位论文 2 一，而氰化浸金又仅属众多化学法中的一种盐浸法。但是，岩金矿石 提金最经济、最普遍运用的方法是氰化浸出法，人们大都以氰化浸出的难 易来衡量金矿石的特性和价值。一般把使用全泥氰化的浸出率低于 80 的金矿石称之为难处理金矿石Refractory gold ore[4 ，5]。 1. 金矿石自身的难浸性 金矿石自身的难浸性主要是指搅拌浸出时矿石的难浸性。 金在地壳中是比较稀少的元素之一， 金在各类矿床和矿石中的赋存状 态多种多样，有经自然力风化搬运重新堆积的砂金矿床，其中的金多呈各 种粒度的游离颗粒，易于提取；深埋地下的原生脉金、浸染金、与其他金 属矿共生的金矿床， 其中有的金呈单体游离金， 较易提取； 有的颗粒较细， 比较难选， 有的颗粒极细且与其他金属矿物或杂质紧密共生甚至被其他矿 物包裹，极难提取。搅拌浸出时矿石的难选冶性是指矿石经细磨后仍有相 当一部分金不能用常规氰出法有效浸出的难浸金矿石。 2. 经济上的难选冶性 如果不考虑成本，矿石中的金几乎可以百分之百地提取出来，也就谈 不上难选冶或难浸的问题。但是，失去了经济概念，也就丧失了生产的社 会意义。在现实生产中，人们在考虑需求的同时，更重要的是必须从经济 可行性上加以审视。以矿物原料生产产品，为达到必须的产品品级含量 标推，可能会导致回收率过低，或因回收率过低，而导致产品成本超过 产品的收益。前文所述矿石自身的难选冶性也正是从经济的角度论述的。 因为选冶成本超过销售收入的选冶方法显然不具有经济性。 经济地从金矿石中提金， 也同尾矿、 尾液的有效和适当处理密切相关。 “三废”的处理经费也必须计入成本。因此，依据具体金矿石的特点和矿 区所处经济环境条件，对提金方法、流程及设备等的选择和论证就至关重 要。 吉林大学硕士学位论文吉林大学硕士学位论文 3 3. 环保限制上的难选冶性 某些矿石的难选冶性是因为它们只能用某些药剂才能回收， 而这些药 剂的使用会对环境和人体健康造成影响和损害。 或者所使用的药剂在低浓 度下是允许的， 而选冶金所必需的高浓度超过了当地安全生产和环保规章 所允许的范围。在工业发展导致地球环境不断恶化的今天，难选冶金矿石 中金的提取方法选择将越来越困难。比如混汞法提金的汞危害、焙烧预 氧化的烟气污染、氰化提金的氰毒及其他物理的、化学的提金方法对环境 可能造成的恶化。早就引起人们的关注，并加以不同程度的限制以至明令 禁止。在难浸金矿石提金的问题上，环境限制因素必须加以考虑。 环境恶化对某些含金岩石的经济评价亮起了红灯。在金矿石提金中， 依赖于氰化、焙烧和其他技术，由于可能的化学物质和气体的逸出，政府 和公众很为关切。有时可导致矿床矿石无法开采利用。因此，在提金的 方法选择上，必须同时甚至优先考虑到“三废”的处理问题[6 、7]。 1.1.2 难处理金矿的分类难处理金矿的分类 难处理金矿的分类[8]包括物理难处理和化学难处理。 1. 物理难处理 金可能以亚显微形式或极细地分散于硫化物中， 或与硫化物生成固溶 体，这类赋存形式的金属于物理难处理，是由于氰化物离子不能进入致密 的硫化物颗粒内部与亚显微尺寸的金颗粒接触。劫金物质存在，如矿石中 的碳质物可吸附金的络合物，造成金的流失。 2. 化学难处理 耗氰物质的存在，例如脉石基质与硫化物矿物发生反应，后者分解出 离子与用来溶解金的氰化物相结合， 使氰化物浓度降低， 属于化学难处理. 如亚铁离子、硫化物离子、硫代硫酸盐和亚砷酸盐，能消耗氰化物溶解金 吉林大学硕士学位论文吉林大学硕士学位论文 4 所必须的氧气，而且这些物质使己被氧化的金有重新沉淀的倾向。导电矿 物的存在，金与硫、铋、锑等导电矿物形成某些化合物，使金的阴极溶解 被钝化。 以上这些情况下，为了使金适合于后续的氰化浸出，在氰化作用之前 必须进行破坏硫化物的氧化预处理和除去碳质物的劫金作用。 难处理金矿可分为 1. 非硫化物脉石包裹型。这类矿石中金粒太小，很难通过细磨解离。 在氰化浸出时，金粒很难接触氰化液。 2. 硫化物包裹型。金被包裹在黄铁矿和砷黄铁矿等硫化矿物中，细 磨也不能使包裹金粒接触浸出液。 3. 碳质物型。这类矿石在氰化浸出时，金氰配合物会被矿石中的碳 质物等从溶液中“劫取”。 4. 耗氰耗氧型。在氰化浸出时，矿石中存在的某些杂质如砷、硫、 铜、锑等会抢先与浸液中的氧及氰化物反应耗氰耗氧，或阻碍、影响金 的浸出。 5. 难溶型。碲化物中金在氰化物溶液中溶解很慢．甚至不溶[6 、9、10]。 1.1.3 难处理金矿预处理方法综述难处理金矿预处理方法综述 我国对难处理金矿的研究始于 80 年代中期,国家黄金管理局组织有 关单位进行了研究,“八五”期间组织了攻关,对各种氧化预处理方法进行 了研究,对于含金硫化矿在选矿上也取得了实验室成果[7]。 难处理金矿已成为本世纪重要的开发利用的矿产资源。 国外对该类金 矿石研究及开发比较早，工艺日臻成熟和完善。难处理金矿主要的提金预 处理工艺主要有 焙烧法、 加压氧化法、 生物氧化法和微波焙烧法等工艺。 1. 焙烧法 吉林大学硕士学位论文吉林大学硕士学位论文 5 焙烧法可以分为氧化焙烧和氯化焙烧。 氧化焙烧[10 ～13]是有色金属选冶中的传统工艺，也是处理含金硫化矿， 特别是含碳质硫化矿通用的可靠方法。 焙烧的目的是使硫化物分解以暴露 金粒， 使砷、 锑的硫化物呈氧化态挥发掉， 使碳质物燃烧除去或失去活性， 使呈微细粒状存在的金相对富集， 以便为下一步氰化浸金提供良好的动力 学条件。焙烧法的优点是简单、可靠，但传统的焙烧法在作业中会放出大 量 SO2，As2O5等有毒气体，严重污染环境；炉气的收尘净化装置复杂， 流程长，增加了生产费用，降低了企业的经济效益。而且在焙烧过程中焙 烧温度比较高，一般要求 550℃以上，对于含碳质硫化矿要求温度会更高 800℃以上。从能源，设备各方面的要求都限制了氧化焙烧的应用[14]。 氧化焙烧法是在高温借助空气或氧气使包裹金的砷硫矿物氧化分解， 使包裹的金暴露出来，主要的化学反应如下。 12FeAsS 29O24Fe3O43As4O612SO2； 1-1 2FeAsS 6O2Fe2O3 As2O52SO2； 1-2 为了消除砷及硫的氧化物，加人石灰或白云石，使之与砷和硫的氧化 物反应，生成固体硫酸盐和砷酸盐，这种焙烧叫做固化焙烧[15,16]。其反应 如下 2CaO 2SO2 O2 2CaSO4； 1-3 3CaO As2O5 Ca3AsO42； 1-4 氧化焙烧法是最为传统而且有效的一种氧化预处理技术， 其优势在于 ①处理速度快、适应性强；②副产品可以回收利用；③对含有“劫金” 碳 质物的矿石可以处理。不足之处在于 ①焙烧过程产生大量的 SO2和 As2O3 等有害气体；②工艺要求严格；③受到硫酸市场的影响和制约；④ 工艺流程长而且复杂。由于环境保护要求越来越严格，限制了它的发展； ⑤在焙烧过程中，能造成硫化矿的“过烧”，影响金的回收；⑥在含砷高 吉林大学硕士学位论文吉林大学硕士学位论文 6 的金精矿中，焙烧温度超过 700℃后，砷与金生成低熔点的砷金合金而挥 发，造成金损失[10,11]。 氯化焙烧[17]可以说是在直接氯化和氧化焙烧预处理的基础上发展起 来的。氯化焙烧是指在一定条件下，借助氯化剂的作用，使物料中的某些 组分转变为气相或凝聚相的氯化物， 以使有价金属和其它组分分离富集的 过程。 根据焙烧作业温度条件的不同， 氯化焙烧可以区分为中温氯化焙烧和 高温氯化焙烧两种类型。前者因为焙烧温度不高600℃左右，生成的金 属氯化物基本上呈固态存留在焙砂中， 随后需要用浸出作业使氯化物溶出 而与焙砂分离，因而常常称为氯化焙烧浸出法；后者则因为焙烧温度比 较高， 生成的金属氯化物呈蒸汽状态挥发或者呈熔融状态而可以直接与固 体焙烧矿或脉石分离。使氯化物呈蒸汽状态挥发的焙烧方法，又常常称为 氯化挥发焙烧法。 这两种焙烧方式， 都会造成金损失和分散。 焙砂失重大、 可溶性组分含量低，焙砂中硫、砷固定率低。而且，能量消耗大，设备要 求高等因素的影响，都限制了其工业化应用。 2. 加压氧化法[11,18] 加压氧化法是在高温、有氧条件下加压浸出，将硫化物氧化为硫酸而 使金解离，以便下一步氰化浸出。依使用介质不同，可细分下述4种方法 1酸性加压浸出法。通常在温度180℃～210℃和总压力为1000～ 3200Kpa、 氧化分压为350～700 Kpa的条件下操作， 通常在1～3h可使硫化 物达到完全氧化，矿石中的砷黄铁矿与氧发生化学反应，使被包裹的金暴 露出来。主要的化学反应如下 4FeAsS13O26H2O4FeSO4 4H3AsO4； 1-5 4FeAsS7O22H2O 4FeSO4 4S 4H3AsO4； 1-6 2S 3O2 2H2O2H2SO4； 1-7 吉林大学硕士学位论文吉林大学硕士学位论文 7 在加压氧化过程中，化学反应速度快，在较短的时间内，砷硫化物就 会被氧化分解完全。 该法的优势在于 ①氧化产物可溶，反应分解彻底；②无有害气体产 生，对环境友好；③原矿与精矿均可处理；缺陷是 ①由于高温高压，对 设备和材料要求高，有一定的安全隐患；②维护成本高；③控制条件要求 严格，否则反应产生的硫会再次包裹金，影响金的回收；④生产成本高； ⑤不适合含有“劫金”碳质的矿石；⑥对于砷、硫矿物不能回收利用。 2硝酸氧化加压浸出。在硝酸介质中通氧气或用硝酸盐作催化剂， 空气氧化，条件不太苛刻。此法优点是砷处于非常稳定的状态，可从尾矿 中排出，投资和成本也比酸性加压法低。该方法可细分为自动催化低压氧 化法和“Redox”法包括高温180～210℃与低温85～89℃两种。我国吉 林省冶金研究所对甘肃舟曲高砷金矿石， 中科院化工冶金所对黑龙江团结 构微细浸染型金精矿进行小型室内试验，但因多种原因而未能工业生产。 3碱性加压氧化法。一般在温度100～200℃，pH＝7～8和较高压力 总压力大于3000Kpa条件下操作，产物是主要由Fe2O3组成的残渣，硫和 砷则以盐类型式完全溶解。其特点是氧化温度低和对高压釜的腐蚀轻，缺 点为试剂费用高及残渣难处理。该法前苏联曾进行过研究，我国对吉林浑 江金矿的含碳金精矿进过研究，均未获突破。 4加压氯化浸出法。美国矿物局开发出氯化物氧气在90120℃、 200～300Kpa条件下浸出难处理金矿的新方法，在高压釜同时实现硫化物 氧化和金的溶解。 由于同时实现金和银的浸出， 既省成本又保证环境安全， 其缺点是设备腐蚀严重和高压釜衬里的钛材料在纯氧环境中会自燃。 3. 细菌氧化法[18 ～25] 目前黄金工业上应用的细菌氧化法，主要是为了氧化硫化矿物黄铁 矿和毒砂，在矿石的氧化过程中对碳质物有少部分氧化或钝化作用，但 吉林大学硕士学位论文吉林大学硕士学位论文 8 不能消除碳质物对氰化的影响。因此，细菌对碳质物的作用程度，目前还 在深入研究中。在处理含碳金矿方面的应用受到限制。 利用细菌浸出黄铁矿始于 20 世纪前 20 年代，1947 年分离并表征氧 化铁硫杆菌[18]。20 世纪 70 年代以后开始难浸硫化物金矿生物预处理[19]。 细菌对硫化矿的作用通常被分为 3 种直接作用、 间接作用和联合作用[25]。 其中直接作用就是指浸矿细菌附着在矿石表面与矿石中的硫化矿物发生 作用，使硫化矿物氧化溶解，在此过程中细菌获得生长所需的能量。有如 下反应 2FeS27O22H2O2FeSO42H2SO4； 1-7 4FeSO4 O2 2H2SO4 2Fe2SO43 2H2O； 1-8 间接作用则是指矿石在细菌代谢过程中所产生的硫酸高铁是一种强氧化剂，和硫酸作用下发生化学溶解 作用。反应如下 8FeS2 7Fe2SO 43 8H2O15 FeSO48H2SO4； 1-9 4FeAsS 4Fe2SO435O26H2O12FeSO44H3AsO44S 1-10 而反应所产生的硫酸亚铁又被细菌氧化成为硫酸铁， 形成新的强氧化 剂，使这种间接作用不断进行下去。 4FeSO4O22H2SO42Fe2SO432H2O； 1-11 2S3O22H2O2H2SO4; 1-12 所谓联合作用并不是一种新的作用， 其实是指细菌直接作用和化学氧 化间接作用共同存在的情况。 在实际情况下直接作用和间接作用往往是同 时存在的，不过有时以直接作用为主，有时又以间接作用为主。无论是直 接作用还是间接作用， 都会发生细菌作用导致的二价铁的氧化， 目前对这 种氧化的机理还没有完全搞清楚。 细菌氧化工艺采用的细菌种类主要是氧 化 亚 铁 硫 杆 Thiobacillusferrooxidaps 、 氧 化 硫 硫 杆 菌 Thiobacillu- sthiooxidans、氧化亚铁钩端螺Leptospirillumferrooxidans、叶硫球 Sulfolobus以及嗜热硫氧化菌Sulfobacilusthmosulfidooxidans [26]。 它们属 吉林大学硕士学位论文吉林大学硕士学位论文 9 于能自养菌，好氧。这些细菌的繁殖速度较慢，要通过常规的技术缩短细 菌氧化的时间是很难的。 通过基因改良技术能否达到提高其氧化速度的目 的，到目前还没有答案。 细菌氧化技术实验室研究的内容是细菌本身的活性、 耐砷性、 耐温性、 耐酸性、培养基类型、细菌对矿石的选择性及细菌与硫化物矿物反应的机 理等；细菌氧化技术工业应用研究的主要内容是反应器的充气方式、热交 换方式、搅拌方式、反应器连接方式。细菌氧化技术的优点是1.可以处 理含砷含硫矿物；2.产生的有毒物较少；3.工艺成熟。不足在于1.矿浆 浓度偏低，预处理时间较长；2.不适合处理含砷高的矿石；3.对于生物反 应器的充气器要求较严；4.产生的尾液需要进行中和处理；⑤投资较高， 生产成本偏高；⑥需要适合矿石的菌种；⑦不适合含有“劫金”碳质的矿 石。 4. 微波氧化法[2729] 微波是频率大约在 300MHz－300GHz 即波长在 100cm1mm 范围内 的电磁波。它是一个十分特殊的电磁波段，虽然介于无线电波和红外辐射 之间，但其产生、传输和应用的原理与它们不同。其中只有 915MHz 和 2450MHz 用于民用。 微波加热与一般的常规加热方式不同， 常规加热是由外部热源通过热 辐射由表及里的传导方式加热， 而微波则是材料在电磁场中由介质损耗而 引起的加热。微波加热是将微波电磁能转变成为热能，这个过程与物质内 部分子的极化有着密切的关系。根据参加极化的微观粒子种类，电介质分 子极化大约可分成电子极化、原子极化、偶极子转向极化取向极化和界 面极化。微波场中的加热主要是偶极子转向极化和界面极化方式实现的。 作为一种高频电磁波，微波对处于微波场下的物质发生作用，物质中的分 子在电场作用下被电离而极化，形成极化分子，极化分子具有正负二极， 吉林大学硕士学位论文吉林大学硕士学位论文 10 它们在电场中产生定向排列。 物料内的极化分子随着微波电磁场的交替变 化，发生高频振荡。分子运动产生热量，这就是微波炉加热的原理。微波 加热具有即时性、整体性、选择性、能量利用的高效性等特性，与普通方 式的加热相比具有加热速度快；反应迅速；加热均匀的特点。因此，利用 微波加热处理难氰化的金矿石，对矿物进行选择性加热，解决了冷中心的 问题。加热时间短，能耗降低，能够使被包裹的金很容易暴露出来，使以 后处理工艺变得容易。国内外对于微波处理难氰化的金矿石研究比较多， 但大都处于实验室研究。比较典型的是加拿大 N.B 省 Frederction 市 EMR 微波技术公司， 该公司研制开发出了应用微波技术处理难浸金精矿和原矿 石的工艺，并且已经建成投产了处理量约 10t/d 的一个中试厂。难浸金精 矿或金矿石用微波焙烧预处理后， 金回收率可达 90以上， 而未经处理的 物料只能在 30左右。南非 Bateman 公司正在与 EMR 公司合作采用微波 从难选矿石中回收金、铜和其它金属。国内河北沙坡峪金矿进行了 20 t/d 的一个中试厂，但由于种种原因没能进行下去。 还有其他一些如电化学法、硫代硫酸盐法、真空脱砷法、离析焙烧法 等，这些处理方法都有其特点，但也各有利弊。不再作一一介绍[11]。 1.1.4 难处理金矿的处理方法选择原则难处理金矿的处理方法选择原则[30] 近年来，各主要产金国对难处理金矿处理方法的研究非常重视，处理 方法不断进步。方法的关键是氧化预处理。氧化工艺的选择取决于诸多相 互关连的因素，如矿床规模、矿石矿物学金的赋存状态、金回收率与硫 化物氧化程度的关系、可操作性与技术风险、副产品的价值与市场、环境 因素、投资费、生产成本以及利润等等。这些因素需要综合考虑，结合上 述对难处理金矿的介绍，在表1中给出了难浸金处理方法选择的一般原则 [30]。 吉林大学硕士学位论文吉林大学硕士学位论文 11 表表1 难浸金处理方法选择的一般原则难浸金处理方法选择的一般原则 含金矿物 冶金过程难点 处理方法 黄铁矿 白铁矿、黄铁矿 砷黄铁矿 含碳矿物 碲化物 包裹物 回收率低、试剂消耗多 金颗粒细、不能用研磨 使金暴露 金被碳吸附、与碳结合 金以碲化物形式存在 细金粒被石英或黄铁矿之 类基岩包裹 焙烧、压氧、细菌 高压氧化、焙烧 细菌氧化浸出 炭浆法、氯化、焙烧 焙烧 细磨 1.2 碳质难处理金矿的矿物特征及预处理方法 1.2.1 碳质金矿的矿物学特征碳质金矿的矿物学特征 产于黑色或含碳岩系和沉积岩系中的金矿，是世界重要金矿类型之 一。 上世纪初黄金工业界就已认识到金矿中的碳质物对氰化浸出的有害影 响。从金的提取冶金角度出发，“碳质金矿”最初定义为“ 一种含有机 碳的难浸矿石，矿石中的有机碳能和金氰络合物发生作用，因