黄金选冶技术现状及发展趋势.pdf

2 0 0 6年第 7期／ 第 2 7卷 黄金 GOLD 黄金选冶技术现状及发展趋势 胡春融 ， 杨凤 ， 杨迥春 1 ．长春黄金研究院； 2 ．辽宁新都黄金股份有限责任公司 摘要 近年来， 黄金选冶技术发展十分迅速， 在常规矿石和难处理矿石选冶技术领域均实现了 重大突破 文中详细论述了破碎磨矿、 重选、 浮选、 氰化、 金银精炼等工艺技术的改进与发展； 同时 论述了焙烧氧化、 热压氧化、 生物氧化和化学氧化等难选冶矿石预处理技术的现状及发展趋势。 关键词 黄金选冶技术 ； 进展 ； 发展趋 势 中图分类号 T D 9 5 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 1 2 7 7 2 0 0 6 0 7 0 0 2 9 0 7 进人 2 1 世纪后 ， 黄金在世界经济 中仍在发挥着 重要的作用。黄金的生产与储备仍是衡量一个国家 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 。 自2 0世纪 9 0年代 以来 ， 黄金选冶技术得到了快 速发展 ， 取得了令人瞩 目的成就。主要表现在 以下几 个方面 一是对常规 的提金工艺技术进行更加科学 、 深人 、 细致 的研究 ； 二是不断研究和开发新的工艺 、 技 术、 设备、 材料和药剂； 三是选冶技术与相关的学科 ， 如物理、 化学、 生物学等进行有机的结合， 并在技术上 实现新的突破。 1 破碎与磨矿技术的进展 破碎 、 磨矿作业是岩金矿山选矿厂物料加工过程 中必不可少的主要 工艺环节。其费用约 占选厂总成 本的4 0 ％ ～ 6 0 ％。因此， 如何提高效率， 减少能耗， 降低成本， 成为了促进破碎磨矿技术不断向前发展的 关键 。此外 ， 由于难处理矿石 比例逐渐增大 ， 矿石性 质的 日趋复杂 ， 有用矿物 间赋存状态 、 嵌布关 系更加 密切等 因素 ． 也推动了破碎磨矿技术的革新与发展。 为 了更加经济有效地把金从矿石 中提取 出来 ， 必 须选择合理的工艺流程和先进的机械设备， 以降低选 矿成本。国内外黄金矿山破碎设备都朝着大破碎比 和超细碎等方向发展。大多数选 冶厂均降低 了人磨 粒度， 不同程度地提高了球磨机的处理能力和效 率[ 。 法国诺德伯格公司生产的 H P系列破碎机， 与传 统的弹簧或液压圆锥破碎机相比， 具有破碎比高、 处 理量大、 运转安全可靠、 操作灵活方便等优点。西澳 大利亚已开发 研制 出威斯 考恩 We s c o n e 破碎机。 该破碎机与其他类型破碎机相比破碎比更大， 能取替 典型的两段磨矿回路中的第一段磨矿。由德国卡普 一 帕里休斯 K r u p p P o l y s i u s 和凯德 一哈姆伯特 K H D H u m b o l d t 公司研制的高压辊磨机， 不仅破碎 比高． 所需功率比旋转磨机低， 且能使矿物达到更好 的解离效果。一种改进后 的振动磨矿机最近已得到 验证 ， 该磨 矿机 中有效 冲击 能 达到 磨矿 机 容积 的 5 0 ％～ 6 0 ％。开发者设想这种设备能通过它的旋转、 振动、 搅拌作用与介质碰撞， 提高磨矿效率。美国北 部卡林矿区牛氓特 N e w m o n t 金矿安装 了一台大型 的卡普 一帕里休斯 K r u p p ． P o l y s iu s 双向旋转球磨 机， 其工作效率可达到 9 0 ％以上， 而且性能稳定， 占 地少， 便于维修。 我国黄金矿山的破碎磨矿设备也在向着高效、 节 能 、 大型化方向发展。上海路桥机械设备公司生产的 A F圆锥破碎机 ， 长沙深湘通用机械公 司生产的深湘 柱磨机 ， 沈阳重型机械厂生产的千式立磨机等在大型 矿 山得到应用 。另外 ， J c系列深腔破碎机、 双动鄂式 破碎机和新型高效节能旋盘破碎机 、 湿式半 自磨机 、 高效节能圆锥球磨机、 塔式磨机等逐渐在黄金矿山得 到推广。 辽宁省排山楼金矿最早从诺德伯格公 司引进 1 台 H P 3 0 0型液压 圆锥破碎机 ， 使破碎产品粒度达到 一 8 m m。一段磨矿采用 M Q G 3 2 0 0 4 5 0 0格子型球磨 机 ． 二段磨矿采用 国内最大的 MQ Y 3 2 0 06 0 0 0溢流 型球 磨 机， 使 选 矿 厂处 理能 力从 1 2 0 0 t ／ d提高 到 收稿 日期 2 0 0 60 3 0 4 作者简介 胡春融 1 9 5 9 一 ， 男， 辽宁盘锦人， 高级工程师， 主要从事黄金选冶技术研究及管理工作； 长春市南湖大路 6 7 6 0 号， 1 3 0 0 1 2 维普资讯 黄金 2 O 0 0 t ／ d 。贵州 金 星公 司选 矿 厂 设 计 生 产 能 力 为 l O 0 0 t／ d ， 采用干式立磨、 风力分级工艺， 使磨矿产品 粒度达到一 2 0 O目占8 0 ％以上， 大大地简化了磨矿流 程， 为焙烧氧化的进行提供了先决条件。 先进、 高效、 大型化机械设备的研制与应用． 极大 地推动了破碎磨矿工艺的改进与发展， 该项技术已进 入了一个新领域 。 2 重选提金工艺的进展 重选是最传统的提金方法， 特别是用于砂矿的提 金， 该工艺仍占主导地位。但在岩金矿山， 以前多采 用混汞法捕收矿石中的单体金。近年来， 一方面由于 经济和环境压力所致， 另一方面则是技术进步的促 使， 特别是新型高效重选设备的出现， 推动了重选提 金工艺在岩金矿山的迅猛发展。 重选工艺在岩金矿 山的应用虽不是主要提金手 段， 但作为辅助工艺却是一种既经济又简便的有效方 法。其一， 在粗磨矿条件下， 重选回收单体金可直接 产出成品， 资金周转快， 无污染； 其二， 重选对单体金 的优先提取可避免尾矿中的金属流失 其三， 预先提 取单体金后， 可大大缩短氰化浸出时间并降低氰化物 消耗。鉴于上述优点， 国内外许多岩金矿山均采用重 选法在工艺流程中提取单体金， 收到 了很好 的效 果 。 近年来， 重选设备的发展十分迅速。如国外研制 生产的在线压力跳汰机 、 尼科尔瑟跳汰机 、 自动摇床、 法尔肯选矿机和尼尔森选矿机等_ 3 ] 。其中最具代表 性的是尼尔森 K n e l s o n 选矿机。该设备由加拿大利 马 L e e M a r 工业公司研 制开 发， 已被 国际上许多黄 金矿山所采用 。尼尔森选矿机主要利用 了离心力场 中的干涉沉降原理， 由一个高速旋转的的肋状圆锥和 传动装置构成。应用结果表明。 尼尔森选矿机是一种 有效的设备． 尤其适用于回收矿物中的细粒金。 坎贝尔金矿选矿厂矿石处 理量为 l 3 6 0 t ／ d 。人 选原矿品位相对较高。最初采用由普通跳汰机和摇 床组成的回路进行重选， 跳汰精矿通过摇床精选生产 出金精矿直接冶炼。重选回收率平均在3 0 ％ 一3 5 ％ 之间。此后， 购置了 2台 b 7 6 c m的 中心排矿式尼尔 森选矿机代替原有跳汰机， 结果使金重选回收率提高 _ 了 1 6 ％。由于安装 了尼尔森选矿机 ， 不仅重选 回收 率增加到5 0 ％左右， 还节省了劳动力， 降低了生产成 本。澳大利亚斯特尔夫 S t l v e s 金矿采用尼尔森选 矿机后 ， 也取得了较好的指标。 我国的重选设备也有 了长足的进步。研制的 S T L型水套式离心选矿机是 以尼尔森 K n e l s o n 选矿 机为基础， 在利用离心选矿机工作原理的同时， 在选 矿部件 内表面加入一水套结构及施加反冲压力水． 使 矿层更疏松， 有效地改善了选别效果。锯齿波跳汰 机是在传统跳汰机的基础上改进的新型跳汰设备， 应 用于磨矿分级回路 中可 回收粗粒金。离心螺旋溜槽 与一般螺旋溜槽的不同之处主要是槽体涂层材料。 物料在分选时不仅受重力和离心力的作用． 还受到磁 力、 电力、 分子间表面吸附力等多种力的作用， 它是多 种综合力场作用的选矿设备。 山东黑岚沟金矿在磨矿分级回路 中采用锯齿波 跳汰机重选 ， 有效地 回收了矿石 中的粗粒金。在原矿 品位较高的情况下， 金的总回收率一直保持在最佳水 平 。广西龙头山金矿把全泥氰化流程改造成重选一 尾矿氰化流程。 由于增加了重选作业， 不仅使金的总 回收率提高了4 ． 2 ％， 而且还缩短了浸出时间， 降低 了氰化钠消耗。河南金渠 金矿引进尼尔森选矿机替 代混汞， 用以回收单体金， 彻底消除了混汞给环境及 人身造成的危害， 取得了良好的经济效益和环境效 益 3 浮选技术的进展 浮选作为获得精矿的主要选别方法， 其重要性也 E t 渐明显 ． 现已成为矿物工程技术领域 中应用最广的 一 种方法。由于金矿资源 向着贫、 细、 杂的方 向不断 变化， 给黄金选矿带来了相当大的难度。因此， 试图 采用简单的选别方法获得理想 的技术指标已变得几 乎不可能。为了解决这一技术难题 ， 选矿科技人员研 制和开发了许多新的药剂、 工艺和设备， 使金矿石的 浮选技术跃上 了一个新 台阶。 3 ． 1 浮选工艺的沿革 浮选工艺是浮选生产的骨架， 是决定浮选生产是 否可行 和指标高低 的决定 因素 。国内外针对各种矿 石的特性 ， 研究开发出了许多浮选新工艺 J 。 国外资料报道， 用电位控制硫化矿和贵金属的浮 选． 并用氮气代替空气可以准确控制电位。对于复杂 的含金硫化矿， 浮选电位在 0 m V左右时选择性最佳。 此时， 在金矿物浮选中黄铁矿和毒砂都能得到较好的 抑制。奥托昆普公司成功地研制 了一套 电位控制浮 选的 O KP C F系统。系统 中用克瑞尔 x C o u r i e r X 射线分析仪对矿浆连续在线分析 ， 除电化学电位测量 外 。 还可连续测量捕收剂浓度 。在金属硫化矿分离浮 选时， 用石灰作为调整剂， 向矿浆中充气 5 3 0 m i n 可有效抑制黄铁矿。用碳酸钠为调整剂， 在空气的强 烈作用下 ， 可有效增加砷黄铁矿的可浮性， 从而提高 金的回收率。 国内浮选工艺的研究也不断深入 ， 分批加药、 饥 饿浮选、 阶段磨浮 、 泥砂分选 、 加温浮选 、 分支浮选 以 维普资讯 2 0 1 6年第 7期／ 第 2 7卷 及双回路循环浮选流程在工业上都得到了应用 。如 采用充气苏打法浮选金砷矿石已在贵州烂泥沟金矿 、 辽宁沙窝沟金矿进行 了工业试验研究 ， 获得了浮选 回 收率均大于 9 0 ％的理想指标 。 浮选工艺的应用已形成同其它工艺联合的发展 趋势。如南非吉米公 司采用浮选法作为细菌浸出前 的预选作业 ， 用于选别含砷、 硫难处理矿石； 美国霍姆 斯特公 司的麦克劳林金矿用浮选 回收金和含金硫化 矿 ， 浮选精矿则用于加压氧化预处理过程中调节硫含 量 ， 使矿石得以经济地利用。 我国辽宁金凤公司对难处理金矿石进行预先浮 选． 通过加细磨矿、 强化浮选等项技术措施， 使金的浮 选 回收率达到 8 5 ％以上 ， 浮选精矿进入天利生物氧 化厂提金。广东河 台金矿处理的是金铜型矿石 ， 采用 的是原矿浮选一精矿氰化一浸渣浮铜工艺流程 ， 在提 金的同时铜矿物得到了综合回收。河北石湖金矿属 含金、 铅、 锌多金属矿床， 采用的流程为浮选一精矿氰 化一浸渣铅锌分选流程。 鉴于矿石性质的不断变化和 日趋复杂， 采用联合 选矿工艺流程不仅能最大限度地提高技术指标， 而且 能够综合回收各种有价金属矿物， 给企业带来明显的 经济效益。 3 ． 2 浮选药剂的研究与应用 浮选新药剂 的研 究主要围绕着高效 、 低耗 、 无毒 等方面展开。组合用药 ， 发挥 多种药剂 的协同效应 ； 在原有药剂中引入新的官能团， 以强化药剂功能， 改 善和增强药剂使用效果。在采用改性药剂、 螯合物药 剂、 大分子聚合物药剂、 以及调整矿浆体系等方面是 浮选药剂应用研究 的发展方 向_ 6 ] 。 近年来， 国内外对黄药类捕收剂的结构、 烃基碳 链长度 、 饱和度 、 引入活性基制备衍生物 ， 与捕 收剂 、 调整剂配伍以及对长碳链高级黄药的合成与应用都 取得了很大进展。美国氰胺公司用黑药和 N 一烯丙 基一O 一异丁基硫代 氨基 甲酸酯 的混合物浮选金银 和铂族金属。俄罗斯用新药剂 N ． N 一二乙基氰乙基 二硫代氨基甲酸盐代替黄药浮选辉铜矿和金， 大幅度 地减少了黄铁矿抑制剂的用量。我国生产的高级黄 药捕收剂 Y 一8 9 ， 学名为甲基异 丁基 甲黄药 ， 具有碳 链长、 带支链的结构特点， 比普通黄药更稳定， 易渗 透， 捕收力强。江西德兴铜矿采用 了该药剂 ， 有效地 改善了铜、 银 、 硫的选别指标 ， 不仅提高了金铜的回收 率。 而且降低了药剂消耗。新研制的M 1 6 、 M1 7药剂， 其主要成分有硫氮腈脂、 酯类化合物、 离子型化合物 和一些具有起泡性能 的表面活性剂。该药剂在凤凰 山铜矿应用， 代替 O s N _ _ 4 3 、 丁基铵黑药， 使伴生金、 银、 铜回收率分别提高了 0 ． 3 6 ％ ， 6 ． 5 ％ ， 4 ． 3 9 ％ 。该 类药剂是新型高效复合型捕收剂， 对硫化铜矿物及伴 生金银矿物有较强的捕收能力 。 螯合物类捕收剂在浮选上的应用近年来倍受重 视． 该类药剂也将成为今后研究应用的重点。二硫代 碳酸盐 已用 于黄铜 矿 的浮选 。N 一乙基一O 一异丙 基一硫代氨基 甲酸脂在 p H 5～1 1时， 可选择性浮选 硫化铜矿和黄铁矿。N 一乙氧基羧基一O 一异丁基硫 代氨基甲酸脂对硫化铜矿具有极好的选择 陛。5 一羟 基乙基2 一癸烯基咪唑也是铜等硫化矿的螯合物捕 收剂。 在调整剂方面。 抑制剂的交叉使用会明显改善抑 制效果。 有利于矿物的分选。如在中性介质中， 使用 组合抑制剂氯化钙和腐植酸钠成功抑制了被 C u 活 化了的铁闪锌矿和磁黄铁矿。硫酸锌和氰化钠混合 使用， 形成 N a z n C N 氰化络合物， 能有效抑制铜 或锌 ， 并减少因抑铜造成的金溶解 。用不同的含硫试 剂 ， 如硫化钠 、 亚硫酸钠和连二硫酸钠等作 为含金砷 黄铁矿的抑制剂。采用组合用药， 在国内生产上不乏 成功范例。如湖北某铜矿用 P _ _ 6 0与异丁基黄药混 合使用浮选硫化矿， 使金回收率提高了5 ． 7 7 ％。 随着科技手段的创新和浮选理论研究的不断深 入 ， 以及矿石性质的 日趋复杂 ， 将大大促进浮选药剂 的研究与开发 3 ． 3 浮选设备的研制与应用 近年来浮选设备的研制一直沿着高效、 节能、 大 型化发展 。国外浮选设备的重要进展是浮选柱的 应用。发达 国家浮选柱的应用 己经达到了较高的水 平【 8 j ， 从最初只用于粗选作业 到 目前的粗选 、 扫选及 尾矿回收等作业。如美国的肯辛特 K e n s i n g to n 金 矿将细磨的矿浆在调浆槽内加入浮选药剂 ， 然后将矿 浆输送到 3台 1 ． 8 m1 2 ． 2 m的浮选柱中浮选 ， 粗选 尾矿收集在一矿浆池中， 补加药剂后输送至 7台扫选 柱扫选 。智利某铜金矿选厂粗选再磨后用 4台并联 的 3 ． 6 m1 4 m浮选柱浮选。澳大利亚的皮克选矿 厂设计了全部用 浮选柱 的浮选流程 ， 处理含金 、 铜 、 铅 、 锌多金属矿石 。 我国在浮选机改型方面进行了许多研究 ， 对老式 的 A型浮选机做了改进。最新研制的有 s F型、 B s K 4型、 J J F型 、 Q F型 、 C H FY型高效浮选机 ， 并相继 在黄金矿山推广应用。B s K 4型浮选机在招远、 焦 家、 蚕庄及遂昌等 l 0 余座金矿使用后， 生产实践证明 其选别指标均优于老式浮选机， 且节能近 5 0 ％。岭 南金矿选厂采用 1 6 m X C F G一1 6与 K Y F G一1 6充气 式浮选机组 ， 应用结果表明该机组优点突出， 经济技 术指标 良好 。 维普资讯 黄金 4 氰化浸金工艺的进展 2 0世纪初 ， 氰化法提金就在工业 上得到推 广应 用 。目前世界上新建 的金矿中约有 8 0 ％都采用氰化 法提金。如何缩短浸出时间， 进一步提高浸出率。 降 低氰化物消耗是人们不断研究探索的课题。 4 ． 1 助浸技术的应用与发展 具有代表性的助浸工艺是在浸出过程中使用氧 化剂， 由此延伸出了加氧炭浸工艺和加氧树脂浸出工 艺l9 ] 。氧化剂能有效地提高金银浸出率。 特别是对 矿石中含耗氧和耗氰化物高 的硫化矿物效果更加显 著； 氧化剂可大大加快浸出速度， 缩短浸出时间。 并提 高浸出的选择性， 降低氰化物消耗； 使用氧化剂在浸 出后能使部分氰化物分解 ， 有利于后续的环境治理。 近几年来。 把在矿浆中充入空气改为充富氧． 以 提高矿浆中氧的溶解率。作为强化浸出。 改善浸出效 果的方法。 即富氧浸出提金工艺 C I L O 。该工艺在 国内外被广泛采用。实践证明。 富氧浸出工艺只要 8 ～ 1 6 h就能得到与炭浸工 艺 C I L 2 4 h相 当的浸 出指 标． 金浸出率一般可提高 1 ％ ～ 3 ％。 可降低氰化钠用 量 1 0 ％～ 3 0 ％． 从而提高浸出设备处理能力一倍以 上． 节省了建设投资． 降低 了生产成本。常用的助浸 剂有 H 2 0 2 ， C a O 2 ， B a O 2 ， K Mn O 4 ， C a C I O 3 等。 澳大利亚一家 4 0 0 0 t ／ d规模的氰化厂采用 H 0 助浸后． 使金 的浸出率提高 9 ％， 氰化钠耗量降低 4 0 ％。南非东特兰士瓦 的两个金矿选厂 ， 采用 H 0 助浸后 ． 1 6 h就能达到原浸出工艺 2 4 h所能达到的浸 出指标。 且浸渣中含金从 1 ． 1 g ／ t 下降到0 ． 3 g ／ t ， 金浸 出率提高了 1 2 ％。 我国东坪金矿、 马鞍桥金矿在改扩建工程中采用 富氧浸出工艺。 既节省了设备投资， 又降低了工程费 用， 同时还提高了金的浸出率。黑龙江省老柞山金矿 采用 H ， 0 ， 助浸取得较好效果， 不仅节省氰化钠， 而 且明显地提高了金浸出率。添加 H 0 后 ， 氰化钠单 耗降低 0 ． 5 k g ／ t ， 金浸出率提高 1 ． 7 ％， 每年创造了可 观的经济效益。 由肯特 Hu n t 首次提 出用 氨一氰体系浸出铜金 矿石 以来 。 该工艺得到了普遍关注 。氨一氰浸金工艺 是指在氰化时加入氨， 使其在形成 A u C N 的同 时 ， 生成铜氨配离子 C u N H ， 以此有利于金 的 浸出和铜沉淀形成 ， 从而减少氰化钠 的无益消耗。美 国和澳大利亚相继报道过用该体系成功地从各种铜 金矿石中选择性浸 出金 的例子。我 国胡家 口金矿应 用该技术取得了较好效果 4 ． 2 从溶液 中回收金工艺 从氰化浸出液 或矿浆 中提取金 。 工业生产上 较为成熟 的有三大工艺， 即锌粉置换工艺、 活性炭吸 附工艺和离子交换树脂吸附工艺。活性炭吸附工艺 以其更经济和有效、 离子交换树脂吸附以其优越的物 理和化学性 能得到快速发展 。尽管如此。 锌粉置换工 艺在含银铜等复杂金矿石以及浮选精矿的氰化提金 方面仍为首选工艺 在发达 国家的炭浆系统中， 活性炭吸附发展趋势 是炭浸工艺。炭种普遍采用了强度高、 耐磨损的椰壳 炭 。炭解吸广泛采用加 温加压扎德拉 Z a d r a 工艺。 近年来 ， 美 国研究 的艾尔 A A R L 工艺 已推广应用 。 该工艺是 以 3 ％的盐酸洗涤炭后 ． 用 5 ％N a O H和 3 ％ N a C N溶液将炭预热到 1 9 0 C， 然后用新水在2 3 0 C 下 进行解吸， 采用艾 尔 A A R L 工艺可使金锭更纯 ， 炭 更洁净， 解吸回路中结垢少， 易于操作和减少劳动强 度。无氰解吸工艺发展较快。加拿大拜尔尼 B a r - n e y 公司的凯恩 C a n y o n 金矿采用无氰解吸工艺， 载金炭用 1 5 L N a O H溶液解吸 ， 与使用氰化钠效果 相同。我国无氰解吸工艺推广应用较快， 许多炭浆厂 均采用无氰解吸工艺提金 。 离子交换树脂工艺在东欧国家应用的十分普遍。 其优点 树脂 比活性炭有更高的载金容量和吸附速 度； 机械强度高、 耐磨损和抗挤压； 不易被有机物、 黏 土所污染 解吸可在不高于 6 0 c Ic 的常压下进行 ； 不需 要热再生。这意味着在同等规模的树脂浆厂和炭浆 厂中 ． 树脂投料量和吸咐槽均会减少 ， 解吸设备小 ， 有 利于降低投资和生产费用。 我国新疆阿希金矿是 国内第一座引进树脂提金 技术的大型黄金矿山。采用的树脂提金工艺从浸前 浓密、 除屑、 浸出、 吸附和提取树脂等设备， 全部使用 国内炭浆厂的标准设备。 树脂是采用南开大学化工厂 生产的 D 3 0 1 G大孔径弱碱性苯乙烯阴离子交换树 脂。树脂的解吸是采用两段酸洗、 硫脲解吸电解工 艺。生产实践证明， 树脂提金工艺有其技术上的优越 性 。 新型树脂的开发与应用成为树脂矿浆工艺 向前 发展的核心。目 前。 世界各国如俄罗斯、 南非、 澳大利 亚已开发出几种新型对金选择性吸附的树脂。随着 树脂提金技术的改进与完善 。 该工艺也会和炭浆法一 样在世界各地普遍推广。 5 非氰提金技术研究 众所周知。 氰化物是金的有效溶剂。但由于其剧 毒性迫使人们展开研究， 试图用无毒或毒性较小的浸 出剂来取代它。这方面的研究近年来已有了很大进 展 ， 开发的浸出剂包括硫脲、 氯气、 溴、 碘、 氨、 硫代硫 酸盐、 硫代氰酸盐等。而较具工业意义的还属硫脲和 维普资讯 2 0 0 6年第 7期／ 第 2 7卷 溴。硫脲浸金的研究 已有数十年的历史 ， 阻碍其工业 应用推广的问题是药剂耗量高； 浸 出矿浆为酸性 ， 浸 出设备需防腐 ； 缺乏 从硫脲溶液 中有效 回收金 、 银的 优良方法， 与氰化提金相比， 不具经济优势。因此， 目 前仅限于小规模工业应用 处理高品位精矿 。最 近， 爱尔兰闵迈特 Mi n m e t 公 司研 究出了用硫脲浸 金的新工艺。该工艺在吸附、 回收和溶液循环使用等 方面都进行了重大改进 。通过控制液体 内的关 键参 数和消除不可逆分解产品来减少硫脲 的损耗 ； 通过选 择性地改进液体的特殊性质来提高浸出和沉淀效率 在很高的酸度下， 用稀硫脲浸出是快而经济的 。 所用的吸附材料 为钢 屑 ， 先用冷 硝酸洗涤方法 解吸 金 ， 然后用热硝酸清洗表 面， 返 回再用 。该工艺适用 于各种品位的矿石。 与氰化法相比电力消耗低， 试剂 用量少 。 节省了环境 治理 费用 ， 适合于小规模矿 I 应 用。 溴化提金 ， 很有可能成为一种替代氰化提金 的最 有前途的浸出工艺。格瑞特雷克 G r e a t L a k e 化学公 司， 为了评价溴与氰化物浸金 的效果 ， 对溴化提金 工 艺进行了系统的研究。结果表明。 作为金的浸出剂， 溴优于氰化物， 主要体现在以下几个方面 ①价格便 宜， 药剂可循环使用。② 浸 出率高， 浸 出速度快。 ③在低浓度时无毒、 无腐蚀性。④从溶液中提金简 便。为了填补溴化提金技术的空 白， 该公司一直在进 行研究工作。虽然溴的应用 目前 尚处在较初级 阶段 ， 但随着时间的推移， 溴化提金工艺会逐渐被人们认识 和接受 ， 工艺的优点也将通过工业生产得到验证。 我国自2 0 世纪 8 0年代至今， 从未间断过对非氰 提金技术的研究 ， 从小型试验到工业试验积累了许多 有益的经验。相信在不远的将来非氰提金技术必定 会有新 的突破 6 难处理金矿石提金工艺研究与应用 难处理金矿石是指含砷 、 锑 、 碳等微细粒浸染型 金矿石 ， 金以显微和次显微的粒度赋存于硫化物和脉 石 中， 常规氰化金的浸 出率很低。此类矿石需进行预 处理才能合理利用。目 前， 主要的预处理方法有焙烧 氧化 法 、 热 压 氧 化 法、 生物 氧 化 法 及 化 学 氧 化 法 等㈨ 。 6 ． 1 焙烧氧化 焙烧氧化法是最传统的预处理方法。 随着技术的 进步和市场的需求 ， 此方法近年来得到新的发展。由 于德国鲁奇 L u r g i 式循环沸腾焙烧炉和瑞典波立登 公司密闭收尘系统在金矿石焙烧上的成功应用， 使焙 烧氧化法得到迅速推广。以这种设备为依托 ， 还产生 了闪速焙烧和富氧焙烧等无污染焙烧新工艺。同时， 还出现了固化焙烧工艺， 使硫、 砷在焙烧过程中生成 不挥发的砷酸盐和硫 酸盐 ， 从 而大大减少 了环境污 染。 波立登缺氧磁化焙烧工艺是在空气不足 的条件 下焙烧金精矿， 使原料中的铁生成四氧化三铁， 并使 砷挥发出来 ， 达到收砷的 目的。研究表明采用此法可 除去原料中9 0 ％ ～ 9 8 ％的砷。帕特马 P T N MR 公司 采用原矿循环沸腾炉焙烧处理高砷微细粒含金黄铁 矿石 ， 其焙烧系统 主要 由矿石干燥磨矿、 循 环沸腾焙 烧、 烟尘和尾渣处理 3 部分组成。采用该法可使金回 收率达到 8 5 ％ ～ 9 0 ％。 我国湖南某高砷金精矿二段焙烧工艺扩大试验 获得成功。该工艺在缺氧气氛下脱砷， 在氧化气氛下 脱硫， 产出疏松多孑 L 焙砂， 使金的氰化浸出率达9 0 ％ 以上， 且可以综合回收砷、 硫。甘肃某矿采用的是原 矿固化焙烧提金工艺， 以煤粉作为助燃剂， 以矿石中 的碳酸盐为固化剂 ， 工业试验取得很大进展 ， 与常规 浸出相比金的浸出率有了较大幅度的提高。 微波焙烧技术近年来取得 了很大进展 。微波能 选择性加热有用金属矿物 。 而且 由于不同矿物对微波 的吸收及热膨胀系数不同， 使矿物产生裂纹， 有助于 降低处理能耗。在氧气不过量， 且温度较低的情况 下 ， 砷黄铁矿或黄铁矿焙烧后砷和硫可以以砷硫化物 和元素硫的形态产出， 从而不造成环境污染。 加拿大艾玛 E MR 微波技术公 司已研制开发出 一 种应用微波技术处 理难浸 金精矿或矿石 的工艺。 此工艺通过微波加热金属矿物， 促使氧化反应的进 行 ， 从而释放 出金 ， 有利 于氰化浸出。该公 司已完成 了中间试验和半工业试验。 我国微波焙烧技术研究开 展的较早 ， 对乌拉嘎金 矿浮选金精矿进行了微波焙烧试验研究 ， 取得了金的 浸出率 9 0 ％以上 的理想指标。河北某金矿进行 了规 模为 3 0 t ／ d的微波焙烧工业试验 ， 在微波焙烧工业化 方面进行 了有益的尝试 。 6 ． 2热压氧化 热压氧化可分为酸性热压氧化 和碱性热压氧化 两种工艺。与焙烧工 艺相 比， 具有氧化速度快、 不排 放有害气体、 减少了排液中重金属含量等优点。 巴布新几 内亚的 P J V P o r g e r a J o i n t V e n t u r e 金矿 采用的是酸性 热压氧化提金工艺 ， 经过多次扩建改 造 ， 目前生产能力 已经达到 2 1 5 0 t ／ d 含硫 1 4 ％的精 矿 。精矿再磨至 8 0 ％ 一 3 8 m后与在反应釜中已经 氧化了的酸性矿浆作用， 降低进釜矿浆的硫含量、 热 值含量， 相对高的固体含量以及较低的硫含量最大程 度的防止了元素硫 的产生和团聚。循环矿浆 中的酸 性液体可中和矿物中的大部分碳酸盐， 降低了反应釜 维普资讯 黄金 排放气体中的二氧化碳含量。在反应釜中三价铁离 子具有催化 黄铁矿分解 的作用 ， 加压氧化一般 要求 F e 质量浓度达 0 ． 5 g ／ L以上， 为保证此浓度， H ， s O 要达到2 0 g ／ L以上。加压氧化条件为 温度 1 9 0 C～ 2 0 0 oC， 压力 1 7 2 5 k P a ， 氧化时间2 h 澳大利亚的德米尼奥 D o mi n i o n 矿物公司最近 开发了超细磨一低温、 低压氧化难处理金矿石技术。 通过超细磨 5 ～1 5 m ， 使矿物表面活性提高， 氧化 温度、 压力降低 ， 反应釜材质、 防腐问题变小， 是比较 有发展前途的一项提金技术 。我国在 “ 九五’ 科技攻 关期间， 对吉林省某金矿开展了原矿碱性热压氧化一 氰化提金 工艺 研究 。在 常规 氰化 金 的浸 出率仅 为 4 5 ％的情况下 ， 采用碱性热压氧化预处理 ， 金的浸 出 率达9 2 ％以上。随着反应釜材质的优化以及热压氧 化工艺的改进与完善 ， 该项技术必将在我 国得到推广 应用 。 6 ． 3 生物氧化 生物氧化技术是近年来在处理黄金难选冶矿石 领域迅速兴起的一项高新技术。该技术是利用自然 界中的微生物， 优选出嗜硫、 铁的浸矿菌种。经过适 应性培养、 驯化， 在适宜的环境下 ， 利用微生物的直接 作用和代谢产物的间接作用， 直接和间接地氧化 、 分 解硫化矿晶体， 把金的包裹体黄铁矿、 砷黄铁矿 破坏， 使金充分暴露解离， 为氰化提金创造了有利条 件。同时， 在生物氧化过程中产生的有害元素经石灰 铁盐法沉淀后堆存 ， 不会对环境和大气造成污染。 目前 ， 在 南 非 的费 尔 维 F a i r v i e w和 威 奥 瑞 V a MR e e 、 巴西 的索本 图 S a o B e n t o 、 澳大利亚 的 哈巴莱特 H a r b o u r L i g h t s 和威罗纳 Wi l u n a 、 美 国的 拜瑞克 B a r r i c k 以及加纳的阿珊提 L o n r b o ． A s h a n t i 等已建成并投产了多座生物氧化提金厂 。 我国的生物氧化提 金技术发展较快 。经过 “ 九 五” 、 “ 十五” 科技攻关 ， 取得了多项 具有完全独立 知 识产权的科技成果。2 0 0 0年 1 2月， 我国首家 5 0 t ／ d 生物氧化一氰化提金厂在山东烟 台建成投产 ， 开创了 生物氧化工业生 产的先河。2 0 0 3年 7月 ， 由我 国 自 行研究设计、 自 行开发制造、 自行施工建设的国家高 技术产业化示范工程辽宁天利金业公 司 l O O t ／ d 生物氧化厂建成投产。这标志着我国的生物氧化提 金技术进入 了国际先 进行列。此后 ， 又于 2 0 0 5年 7 月和 2 0 0 5年 l 1月， 分别在新疆阿西 、 江西德兴建成 了两座生物氧化厂。到 目前为止 ， 我国已成为世界上 拥有生物氧化提金厂较多的国家之一。 6 ． 4 化学氧化提金工艺 化学氧化法是在矿浆体系中添加强碱性或强酸 性氧化剂， 通过控制一定的温度和压力， 使得氧化反 应得以进行， 从而使金暴露解离， 以达到氰化提金的 目的。 1 硝酸氧化法。硝酸氧化法有丽种工艺 ， 即瑞 道克斯 R e d o x 和尼巢克斯 N i t r o x 法。闵奥克 Mi n p r o c 工程公司对加拿大某矿 的含砷尾矿进行 了 瑞道克斯 R e d o x 工艺可行性研究 ， 确定了联合工艺 流程。有人 对采用瑞道克斯 N i t r o x 工艺 中产 生的 元素硫的处理问题进行了探讨， 氧化渣经熟石灰处理 后氰化， 金浸出率达 9 7 ％。我国对硝酸氧化法进行 了长 期 试 验 研 究 ， 提 出 了催 化 氧 化 硝 酸 浸 出法 C O A L 。该工艺已在金翅岭金矿投入使用 2 电化学 氧化法。电化 学氧化法是利用 电极 反应氧化黄铁矿或砷黄铁矿， 使矿物生成砷酸铁和硫 酸铁从而解离金 。该法不会产生环境污染 ， 且氧化速 度快。电化学法的电解质体系有硫酸、 硝酸、 盐酸等。 文献报道含金黄铁矿和砷黄铁矿在电场的作用下 ， 矿 物的微观结构会发生变化 ， 使矿物的孔隙率提高 2～ 6 倍， 从而使金易于浸出。澳大利亚进行了砷黄铁矿 电化学氧化试验研究。结果证明 在 0 ． 2 2 m o l ／ L硝酸 浓度， 2 O ℃ ～ 8 O ℃温度范围内， 通过控制阳极电位使 氢标准电位为 1 ． 5 V． 可以避免元素硫的产生。文献 研究认为， 电化学能够强化难浸矿石和精矿的分解过 程， 可保证金的回收率大幅提高。 3 氯化氧化法。水氯化或次氯酸盐氧化是碳 质难处理金矿石 的有效处理方法 。对卡林 型碳质金 矿石进行半工业试验表明， 用次氯酸钠预处理后金的 氰化浸出率由不经预处理直接氰化时的6 ％ ～ 3 2 ％ 提高到9 0 ％以上。G o a y 等人提出一种双氧化法处理 含碳质黄铁矿金矿石 ， 先在 8 O ℃ 一 8 6 ℃用空气氧化 ， 然后再用氯气氧化， 使黄铁矿和碳质物分别氧化。经 双氧化后 ， 矿石金的氰化浸出率提高到 8 5 ％ 以上。 6 ． 5 生物堆浸提金工艺 对于低 品位难处理金矿石而言 ， 采用生物氧化堆 浸提金工艺是比较经济、 简便、 易行的办法。随着生 物堆浸技术研究的深入 以及工艺的改进与完善 ， 该技 术也将和常规堆浸技术一样得到普遍应用。 国外对难处理金矿石 的细菌氧化堆浸开展了研 究工作。美国在微生物氧化堆浸难 浸金矿石的细菌 团聚和培养工艺方面取得了专利。采用此技术 ， 金浸 出率从未生物氧化前的零提高到 6 0 ％以上。有人采 用高铁溶液氧化和细菌氧化黄铁矿， 当堆浸高度为 2 m时， 它们的氧化效果一致； 当堆浸高度为 l O m时， 前者的效果没有后者的好。南非詹闵 G e n m i n 工艺 研究所对东德兰瓦士的某矿样进行细菌堆浸小型试 验。试验结果表明 ， 经细菌氧化处理后 ， 金的浸 出率 从直接氰化时的2 4 ％提高到7 4 ％。罗拉蒙塔纳 R o ． 维普资讯 2 0 0 6年第 7期／ 第 2 7卷 s i M 。 n t a n 金矿对其矿石进行了细菌堆浸试验， 用 细菌氧化， 堆浸 6 0 d使金的浸 出率达 6 8 ． 4 ％， 银为 2 6 ． 3 ％ 。 ， 我国对低品位难处理金矿石生物氧化堆浸提金 工艺进行了试验研究 ， 取得 了很大进展。试验采用的 是辽宁凤城难处理金矿石 ， 常规氰化金的浸出率只有 7 ． 5 7 ％ ． 经过 7 0 d的生物堆浸 ， 金 的浸 出率可达 6 0 ％ 以上。目前， 该课题的研