含砷含碳难处理金矿原矿的生物预处理-氰化提金试验

doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2015.07.013含砷含碳难处理金矿原矿的生物预处理一氰化提金试验董博文（厦门紫金矿冶技术有限公司，低品位难处理黄金资源综合利用国家重点实验室，福建厦门361101）摘要：某含砷含碳难处理卡琳型难选金矿中金主要以显微、亚显微形式被毒砂所包裹，浮选金矿的回收率不足40%,直接氰化回收率更是不足5%。采用细菌氧化一氰化提金工艺，在矿石细度-74gm占81%、温度30℃、pH1.6左右、矿浆浓度20%、细菌氧化4d的条件下，硫氧化率达到95%以上，金浸出率提高到93.81%。关键词：细菌氧化；含砷含碳难处理金矿；浸出率；氰化中图分类号：TF831 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2015）07-0000-00Bio-oxidation-cyanidationofArsenic/Carbon-bearingRefractoryGoldOresDONGBo-wen（StateKeyLaboratoryofComprehensiveUtilizationofLow-GradeRefractoryGoldOres,XiamenZijinMining&

TechnologyCo.,Ltd.,Xiamen361101,Fujian,China）Abstract：GoldparticlesinCarlin-typearsenic/carbon-bearingrefractorygoldoreswereencompassedbyarsenopyriteundermicro/submicroscopicstructure.Flotationrecoveryofgoldwas40%below,andgoldcyanidationrecoverywas5%below.Oxidationrateofsulfuris95%aboveandcyanideleachingrateofgoldisimprovedto93.81%bybiooxidation-cyanidationundertheoptimumconditionsincludingparticlesizeof81%-0.074mm,temperatureof30℃,slurrypHvalueof~1.6,slurryconcentrationof20%,andbiooxidationdurationof4days.Keywords：bacterialoxidation;arsenic/carbon-bearingrefractorygoldores;leachingrate;cyaniding细菌冶金（生物冶金）技术对环境友好,资源利用率高,目前已广泛用于从低品位复杂矿和硫化矿中提取有价金属［1-5］。生物预氧化过程中有一些放热反应（如硫氧化等）,氧化速率越快产生的热也越多［6-7］。而温度对硫化矿中的硫氧化率、浸出反应效率有重要影响［8］,因此温度也是影响过程经济性的重要因素之一。生物预氧化后产生的浸出液中含有大量Fe3+、SO/-以及浸矿细菌，若矿浆过滤后的一部分浸出液返回调浆槽，可以减少部分硫酸和硫酸亚铁的用量、减少体系浸矿细菌损失,也可降低部分废液中和成本［9］。目前,南非、澳大利亚、美国等国家均已建成细菌预氧化提金工厂并且运行正常［10-11］。我国从20世纪70年代就开始进行生物冶金方面的研究,取得了一定的成绩,并且有了产业化的应用［12］。含砷含碳难处理金矿在我国云南、贵州、四川等地有大量分布,现在存在开发困难。本文采用原矿生物氧化—氰化提金工艺从上述矿石中提金。矿石性质本研究所用矿石中金属矿物以黄铁矿为主,次为毒砂,少见雄黄、辉锑矿等,显微镜下未观察到自然金颗粒。其中黄铁矿又以莓状黄铁矿为主。脉石矿物主要由碳酸盐、石英、水云母组成。黄铁矿主要以稀疏浸染状分布在矿石中,局部见黄铁矿以微脉状沿岩石裂隙分布或沿层理方向不均匀分布,形成微脉状或微条带状构造。硅化石英及雄黄也呈微脉状分布。独立存在的毒砂颗粒极少,绝大部分与立方体黄铁矿连晶或被其不同程度包裹。毒砂是金的主要载体矿物,绝大部分与黄铁矿立方体自形、半自形晶连晶或被其包裹。毒砂在矿样中总量较少。黄铁矿也是金的主要载体矿物,但不同形态、不同环境生成的黄铁矿,其含金量不同。样品中见一定量木炭碎屑,因此该矿物氰化过程中会出现“劫金”现象,不适合进行堆浸浸出。矿石含金7.05g/t，多元素分析结果（%）：S2-2.55、S3.14、As0.26、Fe7.36、CaO14.06、MgO6.63、有机碳0.84。金的物相分析结果（%）：自然金17.45、硫化物包裹金66.38、硅酸盐包裹金9.36、碳酸盐包裹金6.95。硫的物相分析结果（%）：S6+11.04、S02.15、S2-86.81。从金的物相可以看出，硫（砷）化物包裹金占比最大。矿石直接浮选回收率低，低于40%，因此需要探索原矿预处理后再提金的技术路线。试验方法直接氰化试验收稿日期：2015-01-21作者简介：董博文（1985-），男，山东枣庄人，工程师.直接氰化试验条件：矿石粒度-0.074mm>95%、液固比3：1、氰化时间24h、活性炭加入量15g/L,过程中补加氰化钠，维持氰化钠浓度。生物氧化试验矿石粒度-0.074mm>95%。由于生物氧化试验要在酸性条件下进行，在试验前需要用硫酸酸化矿物，去除耗酸脉石矿物。常温下搅拌，用硫酸调整至pH=1.5,维持1h不变。生物氧化所用菌群为厦门紫金矿冶技术有限公司（低品位难处理金矿国家重点实验室）保藏菌种,主要包含Acidithiocacilluscaldu、Leptospirillumferriphilum、Sulfobacillusthermosulfidooxidans三种细菌，使用目标矿物进行驯化,对此矿石已经有了较好的适应性。氧化试验在气浴恒温振荡器中进行，转速为150r/min，控制温度30℃，在500mL三角瓶中细菌以20%的接种比加入到9K培养基中培养菌液，总体积为200mL。菌液电位到570mV以上加入酸化后的矿粉，矿浆浓度为10%，过程中用稀硫酸、碳酸钠调整pH。氧化一定时间后过滤，滤液送检Fe、As，滤渣洗涤后送检TS、S6+。氧化渣进行氰化试验，氰化条件：氰化钠浓度2%。，液固比3：1,氰化时间24h,活性炭加入量15g/L,过程中补加氰化钠，维持氰化钠浓度，氰化渣送检金。结果与讨论直接氰化试验金直接氰化浸出率为3.26%，可见此金矿是难处理金矿。生物氧化pH试验pH条件试验的试验结果见表1。表1pH条件试验结果Table1BioleachingresultswithdifferentpHpH氰化渣渣金品氰化钠用铁沉淀砷溶出硫氧化金浸出率/%位/(gt1)量/施自）率/%率/%率/%率/%1.590.711.0647.1575.2322.1689.5285.151.690.160.6247.9075.3321.1996.2391.301.888.630.7245.6578.4315.5895.2889.962.093.102.5046.8286.2514.9392.1664.519K培养基中含有9g/L的铁离子，在所有的生物氧化过程中都出现了铁的沉淀现象。可能是由铁离子与硫酸根、砷化物形成不可溶沉淀，使氧化液中铁离子浓度降低。细菌生长需要适宜的pH，过高过低都会抑制细菌的生长，较高的pH也会增加铁的沉淀，因此酸度是生物氧化过程中一个非常重要的条件。由表1数据可以看出pH=1.5时由于酸度较高限制了细菌的生长，最终使金的浸出率有所降低；当pH升到2.0左右后，增大了Fe3+沉淀，铁沉淀物附着在矿石表面，既阻碍了矿物的继续氧化又阻碍了金的浸出，使浸出率降低。因此最终选定pH=1.6较合适。3.3矿浆浓度试验较低的矿浆浓度有利于减少对细菌的机械损伤，增加溶氧，根据已经工业化的经验，含硫量较高的金精矿矿浆浓度大多在15%~20%。当矿石中的硫含量较低时，也可以适当提高矿浆浓度。从表2可以看出，矿浆浓度不高于20%时，金的浸出率都是比较高的。但是当矿浆浓度提高到25%时，加入矿石后，发现电位很难上升到500mV以上，使用显微镜观察细菌，发现细菌数量低于106/mL。因此最终选定矿浆浓度为20%。表2矿浆浓度条件试验结果Table2Bioleachingresultswithdifferentslurryconcnetration矿浆浓度/%氧化时间/d氰化渣率/%渣金品位/（gt1）氰化钠用量/施自）砷溶出率/%硫氧化率/%金浸出率/%5677.610.4163.7511.2397.4895.0810690.970.6947.2110.0098.3490.5315687.640.3434.5510.7896.2595.5620689.830.3535.5313.0898.0195.38

3.4矿石粒度试验降低矿石粒度有利于增大比表面积，加速矿石的氧化，但是磨矿成本较高，尤其是对金含量较低的原矿。粒度条件试验结果见表3。在矿石粒度-0.074mm占比81%时，金的浸出率已经能够达到90%以上。因此选定矿石粒度为-0.074gm占比大于81%。表3矿石粒度试验结果Table3Bioleachingresultswithdifferentoreparticlesize-0.074mm占比/%氧化时间/d氰化渣率/%渣金品位/(gt1)氰化钠用量/他自)砷溶出率/%硫氧化率/%金浸出率/%62693.951.6638.529.8976.8977.8781691.950.6638.5228.4696.5691.3989691.460.8638.6732.6997.6789.0495687.750.9838.9525.3895.3488.313.5生物氧化时间试验延长氧化时间有利于提高S、As的氧化，但是过长的氧化时间也会增加成本。从表4结果来看，氧化4天已经有较好的S、As氧化率，氰化结果也较好。最终选定氧化时间为4天。表4氧化时间条件结果Table4Bioleachingresultswithdifferentoxidationtime反应时氰化渣渣金品氰化钠用砷溶出硫氧化金浸出间/d率/%位/(gt1)量/施自)率/%率/%率/%289.372.5657.7623.3286.7666.78387.271.0854.3431.1686.4786.88488.800.5557.6133.2292.1192.88586.530.4760.1234.2797.9693.94685.040.4660.2332.1698.4594.23770.260.3459.5533.6397.9996.34886.180.3559.8027.6598.4695.26987.060.4759.6829.7799.3693.541086.420.4058.5824.2296.7694.573.6有机碳“劫金”情况探讨由于矿石中含有较多的有机碳，会吸附金氰络合物，限制了这类矿物使用堆浸工艺提金。取两组氧化较彻底的氧化渣(硫氧化率100%)进行试验。氰化条件同生物氧化条件试验。试验结果见表5。从表5可以看出，添加活性炭后金的浸出比不加活性炭高出近20个百分点，“劫金”问题严重。表5氧化渣添加活性炭氰化试验结果Table5Cyanideleachingresultsofoxidizingslagwithandwithoutactivatedcarbon序号活性碳用量/(gL1)氰化渣率/%氰化钠用量/(kgt1)尾渣金品位/(gt1)金浸出率/%1081.885.002.3472.821587.298