專利名稱：：耐砷菌氧化預處理高砷復雜難處理金礦——氰化提金方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于生物冶金
技術領域：
，特別涉及一種耐砷菌氧化預處理高砷復雜難處理金礦一氰化提金方法。技術背景難處理金礦石(又稱難浸、難選冶金礦石、頑固金礦石)是指該礦石經磨細后直接浸金，金的浸出率較低或很低，一般以浸出率80%為界限，低于此者統稱為難處理金礦石。有些礦石極其難處理，這類礦石直接浸出率僅為10%30%。世界上約2/3的金礦資源屬難處理礦，目前，國外發(fā)達國家黃金的總產量己有l(wèi)/3左右是產自于難處理金礦石，這一比例逐年增加。我國難處理金礦資源比較豐富，在已探明的地質儲量中，約有1000t左右屬于難處理金礦資源，約占探明儲量的30%。這類資源分布廣泛，在各個產金省中均有分布。我國難處理金礦資源儲量巨大，其中含砷復雜金礦是重要的類型。這類礦石中Au被毒砂、黃鐵礦等硫化物包裹，采用傳統工藝直接氰化提Au,其浸出率很低，所以在氰化前需進行氧化預處理，以提高Au的浸出率。目前工業(yè)上應用的氧化預處理工藝主要有焙燒氧化預處理法、加壓氧化預處理法和細菌氧化預處理法。焙燒氧化預處理法主要優(yōu)點是工藝成熟，適應性強，技術可靠，操作簡單，但焙燒溫度應控制在60080(TC之間，若爐內溫度過高，會出現再結晶和燒結現象，造成金的二次包裹，降低金的浸出率。另外重要的一面是焙燒工藝過程會產生大量的有毒氣體，例如S02、As203，盡管后續(xù)有制酸和收白霜AS203，但費用較高，而且往往造成S02、AS203對環(huán)境的嚴重污染，這是焙燒工藝的嚴重缺陷。加壓氧化預處理法是使原礦石或精礦連續(xù)通過一臺高壓釜進行處理，釜中的溫度保持在20(TC左右，剩余氧壓力為500Kpa，停留時間45200分鐘。加壓氧化法的特點是金的浸出率高，反應速度快，適應性強。但設備材料要求高，投資費用大，操作技術要求嚴格，工藝成本和設備維護費用高，對含有機碳較高的原料處理效果不良。細菌氧化預處理法是微生物學、冶金學、礦物學多學科交叉的新型工藝，它是利用特定的浸礦細菌在酸性條件下，將包裹金的黃鐵礦、砷黃鐵礦等有害成分氧化成硫酸鹽、堿式硫酸鹽或砷酸鹽，達到完全暴露金的目的。細菌氧化預處理法具有操作簡單、投資少、環(huán)境友好、金浸出率高、經濟效益好等優(yōu)點。在環(huán)境污染問題日益受到重視的今天，細菌氧化預處理法被稱為"綠色冶金工藝"而倍受青睞。但對于細菌氧化含砷難處理金礦的預處理方法存在兩個主要的瓶頸問題，其一是優(yōu)良菌種的選擇。根據溫度范圍，浸礦細菌主要可分為以下三類(l)嗜中溫細菌，最佳生長溫度為3045°C;(2)中等嗜熱細菌，最佳生長溫度為4555'C;(3)高溫嗜熱菌，最佳生長溫度為6085°C。按形態(tài)分三類桿菌、球菌、螺旋菌。目前研究的眾多浸礦細菌中多以常溫單一菌種為主。其二是砷對細菌的毒性問題。砷對細菌有毒害作用，砷含量是工藝中一個重要的指標，目前工業(yè)中應用的難處理金礦的砷含量控制在46%，據資料顯示我國金礦礦石類型繁多、金精礦砷含量高(遠遠高于6%)且變化大，成份極其復雜。這樣就阻礙了高砷復雜難處理金礦的應用。因此研發(fā)高效的優(yōu)良菌種，來處理高砷復雜難處理金礦是十分重要的。
發(fā)明內容針對上述細菌氧化預處理法存在的問題，本發(fā)明提供一種耐砷菌氧化預處理高砷復雜難處理金礦一氰化提金方法，本發(fā)明采用耐砷菌將高砷復雜難處理金礦中包裹金的黃鐵礦、砷黃鐵礦等載金礦物氧化，使金完全暴露，從而提高金的浸出率。本發(fā)明中所應用的耐砷浸礦細菌是由氧化亞鐵硫桿菌(CCTCCNO:M207216)、氧化硫硫桿菌(CCTCCNO:M207215)和氧化亞鐵微螺菌(CCTCCNO:M207217)三種混合而成，以上三種細菌均已在中國典型培養(yǎng)物保藏中心保藏，保藏日期2007年4月30日，地址中國.武漢.武漢大學。本發(fā)明采用的三種菌混合在一起具有協同作用、優(yōu)勢互補的特點。該浸礦細菌的耐砷能力可達到20g/L。本發(fā)明包括以下工藝步驟(1)細菌培養(yǎng)將含有氧化氬鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌的混合菌液，在帶有攪拌裝置的氧化槽中，接種至9K培養(yǎng)基(成分見表l)中，進行擴大培養(yǎng)，接種量為:菌種培養(yǎng)基=1:10~20，培養(yǎng)溫度為4460'C，培養(yǎng)液pH值為1.0-2.0，培養(yǎng)時間24小時；表19K培養(yǎng)基成分<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>將表i中的溶液i、ir混合即為9K培養(yǎng)基。(2)浮選精礦調漿將浮選精礦經水洗脫藥，加水調整成濃度為20~30%的礦漿；該高砷復雜難處理浮選金礦的成分:Au含量20g/t以上，S含量8%30%，Fe含量10%40%，As含量8。/。200/。。(3)細菌氧化浮選精礦將調整好的礦漿加入到細菌氧化槽中，充氣并攪拌，充氣量為0.3~0.5m3/h，攪拌轉數為6001400rpm，溫度保持在44~60°C，用濃度為30~40%的硫酸調整pH值為1.0-2.0，氧化時間為90200小時，氧化的時間與精礦的含量、粒度以及細菌氧化的礦漿濃度有關，氧化過程中定時檢測浸出液酸度、電位以及砷含量的變化。當固砷含量<0.3%結束氧化；(4)固液分離將氧化槽中的礦漿采用濃密機進行固液分離，分離后的固體氧化渣轉到下一流程，進行氰化提金；含砷細菌氧化液進入中和槽中，力卩Ca(OH)2(石灰)中和降砷；本步驟發(fā)生的中和反應如下式2H3As04+3Ca(OH)2=Ca3(As04)2+6H20H2S04+Ca(OH)2=CaS042H202FeAs04+3Ca(OH)2=Ca3(As04)2+2FeO(OH)+2H20(5)氰化提金將氧化渣加水調成20~30%的渣漿，再加Ca(OH)2石灰，將氧化渣的礦漿酸度調整到11~13之間，酸度穩(wěn)定后加入氰化鈉，氰化鈉用量為5~16Kg/t，反應過程pH值保持11-13之間，氰化時間24小時，得到含金的貴液。本步驟發(fā)生的氰化反應如下式4Au+8CN_+02+H20=4Au(CN)2-+40H-本發(fā)明具有下述顯著優(yōu)點1、溫度特點目前工業(yè)上的操作溫度是304(TC，由于該工藝是放熱反應必須采用循環(huán)冷水降溫，以保持溫度的平穩(wěn)。與現行的常溫浸礦細菌相比，本發(fā)明中應用的浸礦細菌具有較高的生長溫度，在446(TC溫度條件下，該菌具有良好的活性和氧化能力，可大大節(jié)約循環(huán)冷水降溫的動力消耗。2、耐砷特點本發(fā)明中的浸礦菌為三種混合細菌氧化亞鐵硫桿菌(CCTCCNO:M207216)、氧化硫硫桿菌(CCTCCNO:M207215)和氧化亞鐵微螺菌(CCTCCNO:M207217),該混合菌具有很強的耐砷性能，可達到20g/L。三種混合菌種在不同氧化階段有各自的優(yōu)勢菌種，各菌種間發(fā)揮協同作用，促進了礦石中礦物的快速有效的氧化。3、可處理高砷金礦目前工業(yè)中廣泛應用的細菌處理金礦的砷含量一般在23%，不能高于46%，否則浸礦細菌將活性大大降低甚至死亡。通過20個礦山樣品實驗表明，采用本發(fā)明的工藝可以處理含砷8~20%的高砷復雜金礦，脫砷率8598%，此指標大大高于目前工藝的操作指標。本發(fā)明擴大了細菌氧化預處理工藝所用原料的適用范圍，將原來無法處理的含砷8~20%的高砷復雜金礦，通過本發(fā)明加以利用。4、高的金浸出率細菌氧化處理后的細菌氧化渣，經過氰化浸出，金的浸出率大幅提高，金浸出率可達9095%，可以提高5080%，經濟效益十分顯著。5、環(huán)境友好本發(fā)明較之焙燒和加壓氧化預處理工藝，細菌氧化預處理工藝方法操作簡單、投資少、環(huán)境溫和友好、經濟效益明顯。圖1為本發(fā)明的工藝流程圖具體實施方式以下實施例的細菌培養(yǎng)均采用相同方法。細菌培養(yǎng)將含有氧化氬鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌的混合菌液，在帶有攪拌裝置的氧化槽中，接種至9K培養(yǎng)基中，進行擴大培養(yǎng)，接種量為菌種培養(yǎng)基=1:10~20，培養(yǎng)溫度為4460'C，培養(yǎng)液pH值為1.0~2.0，培養(yǎng)時間24小時；例1:本例所處理的浮選精礦成分如表2:表2實施例1精礦化學成分分析(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>此礦屬于高砷復雜難處理精礦，礦物中的金主要被毒砂和黃鐵礦等硫化物包裹，金的直接氰化浸出率僅為21.91%。1、浮選精礦調漿高砷復雜難處理浮選金精礦按2030%礦漿濃度進行調漿。2、細菌氧化浮選精礦將調整好的礦漿加入到細菌氧化槽中，氧化槽中礦漿濃度分別為15%,充氣及攪拌(充氣量0.30.5m3/h，攪拌轉數6001400rpm)，溫度保持在4460°C，pH值保持在1.0~2.0之間，氧化時間192小時。氧化的時間與精礦的砷含量、粒度以及細菌氧化的礦漿濃度有關。氧化過程中定時檢測浸出液酸度、電位以及砷含量的變化。當固砷含量小于0.3%結束氧化。3、固液分離將氧化槽中的礦槳采用濃密機進行固液分離，分離后的固體氧化渣轉到下一流程，進行氰化提金；含砷細菌氧化液進入中和槽中，加石灰中和降砷；4、氰化提金將氧化渣加水調成20~30%的渣漿，用石灰將渣漿酸度調整到11~13之間，酸度穩(wěn)定后加入氰化鈉，氰化鈉用量8.00kg/t，反應過程pH值保持在11~13之間，氰化時間24小時。經過上述步驟的細菌氧化預處理一氰化提金，得到表3結果。表3實施例1細菌氧化預處理一氰化提金結果細菌氧化——氰化浸出細菌氧化脫砷率(％)金的浸出率(％)原金精礦直接氰化浸出21.91礦漿濃度15%細菌氧化——氰化浸出96.0390.50經過本發(fā)明處理后，金的浸出率比直接氰化浸出提高68.59%。例2本例所處理的浮選精礦成分如表4:表4實施例2精礦化學成分分析(％)Au*Ag*CuPbFeSs2x%)As46.87.80.021.9733.3712.4316.758.01*單位(g/t)此礦屬于高砷復雜難處理精礦，礦物中的金主要被毒砂和黃鐵礦等硫化物包裹，金的直接氰化浸出率僅為27.2%。1、浮選精礦調漿高砷復雜難處理浮選金精礦按2030%礦漿濃度進行調漿。2、細菌氧化浮選精礦將調整好的礦漿加入到細菌氧化槽中，氧化槽中礦漿濃度分別為15%,充氣及攪拌(充氣量0.30.5m3/h，攪拌轉數6001400rpm)，溫度保持在4460°C，pH值保持在1.02.0之間，氧化時間96小時。氧化的時間與精礦的砷含量、粒度以及細菌氧化的礦漿濃度有關。氧化過程中定時檢測浸出液酸度、電位以及砷含量的變化。當固砷含量小于0.3%結束氧化。3、固液分離將氧化槽中的礦漿采用濃密機進行固液分離，分離后的固體氧化渣轉到下一流程，進行氰化提金；含砷細菌氧化液進入中和槽中，加石灰中和降砷；4、氰化提金將氧化渣加水調成20~30%的渣漿，用石灰將渣漿酸度調整到11~13之間，酸度穩(wěn)定后加入氰化鈉，氰化鈉用量8.23kg/t，反應過程pH值保持在ll13之間，氰化時間24小時。經過上述步驟的細菌氧化預處理一氰化提金，得到表5結果。表5實施例2細菌氧化預處理一氰化提金結果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>經過本發(fā)明處理后，金的浸出率比直接氰化浸出提高65.63%。例3:本例所處理的浮選精礦成分如表6:表6實施例3精礦化學成分分析(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>*單位(g/t)此礦屬于極高砷復雜難處理精礦，礦物中的金主要被毒砂和黃鐵礦等硫化物包裹，金的直接氰化浸出率僅為21.52%。1、浮選精礦調漿高砷復雜難處理浮選金精礦按2030%礦漿濃度進行調漿。2、細菌氧化浮選精礦將調整好的礦漿加入到細菌氧化槽中，氧化槽中礦漿濃度分別為15%，充氣及攪拌(充氣量0.30.5m3/h，攪拌轉數6001400rpm),溫度保持在4460°C，pH值保持在1.02.0之間，氧化時間168小時。氧化的時間與精礦的砷含量、粒度以及細菌氧化的礦漿濃度有關。氧化過程中定時檢測浸出液酸度、電位以及砷含量的變化。當固砷含量小于0.3%結束氧化。3、固液分離將氧化槽中的礦漿采用濃密機進行固液分離，分離后的固體氧化渣轉到下一流程，進行氰化提金；含砷細菌氧化液進入中和槽中，加石灰中和降砷；4、氰化提金將氧化渣加水調成20~30%的渣漿，用石灰將渣漿酸度調整到11~13之間，酸度穩(wěn)定后加入氰化鈉，氰化鈉用量15.62kg/t，反應過程pH值保持在1113之間，氰化時間24小時。經過上述步驟的細菌氧化預處理一-氰化提金，得到表7結果。表7實施例3細菌氧化預處理一氰化提金結果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>經過本發(fā)明處理后，金的浸出率比直接氰化浸出提高73.69%。例4本例所處理的浮選精礦成分如表8:表8實施例4精礦化學成分分析(。/。)Au承Ag*CuPbFeSAs52.802.600.020.4024.2521.7411.78*單位(g/t)此礦屬于極高砷復雜難處理精礦，礦物中的金主要被毒砂和黃鐵礦等硫化物包裹，金的直接氰化浸出率僅為18.94%。1、浮選精礦調漿高砷復雜難處理浮選金精礦按2030%礦漿濃度進行調漿。2、細菌氧化浮選精礦將調整好的礦漿加入到細菌氧化槽中，氧化槽中礦漿濃度分別為15%,充氣及攪拌(充氣量0.30.5m3/11，攪拌轉數6001400rpm)，溫度保持在4460°C，pH值保持在1.02.0之間，氧化時間144小時。氧化的時間與精礦的砷含量、粒度以及細菌氧化的礦漿濃度有關。氧化過程中定時檢測浸出液酸度、電位以及砷含量的變化。當固砷含量小于0.3%結束氧化。3、固液分離將氧化槽中的礦漿采用濃密機進行固液分離，分離后的固體氧化渣轉到下一流程，進行氰化提金；含砷細菌氧化液進入中和槽中，加石灰中和降砷；4、氰化提金將氧化渣加水調成2030%的渣漿，用石灰將渣漿酸度調整到11~13之間，酸度穩(wěn)定后加入氰化鈉，氰化鈉用量11.88kg/t，反應過程pH值保持在1113之間，氰化時間24小時。表9實施例4細菌氧化預處理一氰化提金結果細菌氧化——氰化浸出細菌氧化脫砷率(％)金的浸出率(％)原金精礦直接氰化浸出18.94礦漿濃度15%細菌氧化——氰化浸出95.4296.38經過本發(fā)明處理后，金的浸出率比直接氰化浸出提高77.44%。權利要求1、一種耐砷菌氧化預處理高砷復雜難處理金礦-氰化提金方法，其特征在于包括以下步驟(1)細菌培養(yǎng)將含有氧化氬鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌的混合菌液，在帶有攪拌裝置的氧化槽中，接種至9K培養(yǎng)基中，進行擴大培養(yǎng)，接種量為菌種培養(yǎng)基＝110～20，培養(yǎng)溫度為44～60℃，培養(yǎng)液PH值為1.0～2.0，培養(yǎng)時間24小時；(2)浮選精礦脫藥及調漿將浮選精礦經水洗脫藥加水調整成濃度為20～30％的礦漿；(3)細菌氧化浮選精礦將調整好的礦漿加入到細菌氧化槽中，充氣并攪拌，充氣量為0.3～0.5m3/h，攪拌轉數為600～1400rpm，溫度保持在44～60℃，用濃度為30～40％的硫酸調整pH值為1.0～2.0，氧化時間為90～200小時，當固砷含量＜0.3％結束氧化；(4)固液分離將氧化槽中的礦漿采用濃密機進行固液分離，分離后的固體氧化渣轉到下一流程，進行氰化提金；含砷細菌氧化液進入中和槽中，加石灰中和降砷；(5)氰化提金將氧化渣加水調成20～30％的渣漿，再加石灰，將氧化渣的礦漿酸度調整到11～13之間，酸度穩(wěn)定后加入氰化鈉，氰化鈉用量為5～16Kg/t，反應過程pH值保持11～13之間，氰化時間24小時，得到含金的貴液。全文摘要一種耐砷菌氧化預處理高砷復雜難處理金礦——氰化提金方法，包括耐砷細菌培養(yǎng)、浮選精礦調漿、細菌氧化浮選精礦、固液分離、氰化提金五個步驟，本發(fā)明采用了氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌混合而成的特效耐砷菌，針對高砷復雜難處理金礦進行氧化預處理，可處理含砷8～20％的高砷復雜金礦，脫砷率85～98％，經過氰化浸出，金浸出率可達90～95％，本發(fā)明工藝方法浸礦菌種獨特、大大節(jié)省降溫成本、對含砷8～20％的高砷復雜金礦直接氧化，適應廣泛、操作簡單，環(huán)境友好，效益顯著。文檔編號C22B3/00GK101333599SQ20081001123公開日2008年12月31日申請日期2008年4月30日優(yōu)先權日2008年4月30日發(fā)明者佟琳琳,鞏恩普,立楊,楊洪英申請人:東北大學