專利名稱：：低污染高回收率的難處理金精礦提金工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種難處理金礦石的工藝，特別涉及一種低污染高回收率的難處理金精礦提金工藝。
背景技術(shù)：
：眾所周知，隨著黃金工業(yè)的快速發(fā)展，易于直接氰化提取的金礦資源日漸枯竭，難處理金礦資源已成為今后黃金工業(yè)的主要原料。此類礦石在已探明的黃金地質(zhì)儲(chǔ)量中所占的比重越來越大，廣泛分布在遼、湘、桂、黔、甘、川、皖、吉等地區(qū)。其顯著特點(diǎn)就是金以微細(xì)粒及包裹的形式存在于黃鐵礦或砷黃鐵礦晶格中，并含有較多的干擾浸出元素，如砷、硫、銻、有機(jī)碳或其他吸附金氰絡(luò)合物的粘土類礦物，用傳統(tǒng)的氰化浸出不能有效地回收其中的金，已成為世界性的難題。因此，尋求新的難處理金礦石提金技術(shù)做到資源與環(huán)境相統(tǒng)一，是黃金工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。我國(guó)難處理金礦的開發(fā)利用近年來取得了很大的進(jìn)展，其中氧化焙燒和生物氧化預(yù)處理難浸金礦已在工業(yè)上得到了應(yīng)用，但隨著各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的日益嚴(yán)格，采用傳統(tǒng)的火法冶金工藝技術(shù)處理這部分金礦資源，由于礦石和工藝本身的原因，不可避免產(chǎn)生二氧化硫、氧化砷及汞蒸汽等有害氣體，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，很難適應(yīng)環(huán)境保護(hù)的要求，而單純地采用生物氧化工藝也不能有效地解決礦石中有機(jī)碳的"劫金性"，因此尋求新的難浸礦石提金工藝，從根本上消除環(huán)境污染，是黃金工業(yè)急需解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種低污染高回收率的難處理金精礦提金工藝，不但解決了硫化物、炭物質(zhì)的氧化問題；同時(shí)也使金充分暴露解離，使硫、砷大部分被氧化后進(jìn)入液相，徹底解決了后續(xù)氰化作業(yè)中吸附金的問題；該工藝提高了金的回收率，減少了環(huán)境污染，易于自動(dòng)化控制，從而使這部分難處理金礦資源能夠充分利用。本發(fā)明的技術(shù)方案是把黃金冶金中的生物氧化技術(shù)和微波輻射技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，先利用生物氧化工藝，氧化分解硫化礦物，使金充分暴露解離，硫、砷大部分被氧化后進(jìn)入液相，為下一步工序產(chǎn)出潔凈的物料，氧化液經(jīng)中和處理返回使用，氧化渣采用微波低溫焙燒，除去礦石中的有機(jī)碳，徹底解決了后續(xù)氧化作業(yè)中吸附金的問題，因此該工藝提高了金的回收率，又減少了對(duì)環(huán)境的污染并易自動(dòng)化控制，從而使這部分難處理的金礦資源得到了充分利用，變廢為寶。本發(fā)明的技術(shù)原理是1、生物氧化基本原理難浸金礦石中包裹金礦物主要為黃鐵礦和砷黃鐵礦等金屬硫化物；生物氧化提金技術(shù)就是利用浸礦微生物將金屬硫化物氧化分解，并以可溶性硫酸鹽的形式進(jìn)入液相；礦石中的主要污染元素砷以離子的形式進(jìn)入液相后，再利用石灰鐵鹽法中和處理，形成穩(wěn)定的砷酸鐵的沉淀，達(dá)標(biāo)排放，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染；生物氧化所用的細(xì)菌種類很多，它們的共同特點(diǎn)是以氧化黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦、毒砂以及其他金屬硫化物作為能源、以二氧化碳為碳源而生長(zhǎng)、繁殖；它能在適宜的條件下把礦物中的鐵最終氧化成三價(jià)鐵、把硫最終氧化成硫酸和硫酸鹽、把砷最終氧化成五價(jià)砷；它也能把在化學(xué)反應(yīng)中出現(xiàn)的元素硫、硫代硫酸鹽(還原態(tài)硫)氧化為硫酸或硫酸鹽，把二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵；這些氧化反應(yīng)稱為直接氧化；細(xì)菌氧化的產(chǎn)物Fe"^"和H2S04還可以與金屬硫化物反應(yīng)并使其分解；這種化學(xué)反應(yīng)稱為間接氧化；間接氧化的產(chǎn)品中，沒有達(dá)到最高化學(xué)價(jià)的，又可以被細(xì)菌氧化達(dá)到最高化學(xué)價(jià)；細(xì)菌氧化不需要把載金礦物完全氧化而進(jìn)入溶液，使金暴露出來而又不完全破壞載金礦物的骨架結(jié)構(gòu)，更有利于下一步的固液分離和氰化作業(yè)；由于細(xì)菌氧化的化學(xué)反應(yīng)速度較慢，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，與加壓預(yù)氧化和焙燒預(yù)氧化工藝相比，氧化深度更容易控制；(1)直接氧化直接氧化是指細(xì)菌在礦物表面上直接氧化分解礦物并繼續(xù)氧化中間產(chǎn)物，使As、Fe、S都氧化到化學(xué)最高價(jià)；細(xì)菌能否在礦物表面上直接氧化分解礦物，這些化學(xué)反應(yīng)方程式可以看作是細(xì)菌氧化反應(yīng)的最終結(jié)果；2FeS2+H20+7.502細(xì)菌^Fe2(S04)3+H2S042FeAsS+H2S04+702+2恥細(xì)苗>Fe2(S04)3+2H3As044FeS+2H2S04+902細(xì)菌2Fe2(S04)3+2H20(2)間接氧化間接氧化是指硫化礦物不是被細(xì)菌直接氧化分解，而是被細(xì)菌氧化的產(chǎn)物Fe^和H2S04氧化分解；在細(xì)菌氧化工藝中，硫化礦物的氧化分解主要是(或全部是)由間接氧化完成的；這些化學(xué)反應(yīng)方程式有FeS2+3Fe2(S04)3+3H20=6FeS04+FeS203+3H2S044FeAsS+4Fe2(S04)3+6H20+302=12FeS04+4H3As03+4SFeS+Fe2(S04)3=3FeS04+S(3)細(xì)菌氧化Fe^和不飽和態(tài)硫、砷細(xì)菌氧化最主要的作用是氧化F^+和不飽和態(tài)硫、砷；這種氧化速度要比在沒有細(xì)菌的情況下快很多；在細(xì)菌氧化工藝中，細(xì)菌的作用主要體現(xiàn)在下述化學(xué)反應(yīng)方程式中2FeS04+0.502+H2S04細(xì)菌，F(xiàn)e2(S04)3+H20S2032-+202+H20細(xì)菌一2S042-+2H+2S+302+2H20細(xì)菌2H2S042H3As03+02細(xì)菌2H3As04目前，生物氧化提金工藝產(chǎn)生的含砷酸性廢水普遍采用石灰(或石灰石)進(jìn)行兩級(jí)中和處理，在基于廢水中的鐵砷比Fe/As>3的前提下，使廢水中的砷形成穩(wěn)定的砷酸鐵沉淀而達(dá)到治理的目的；通常情況下，需要采用充氧或加入強(qiáng)氧化劑等措施使廢水中存在的三價(jià)砷和二價(jià)鐵轉(zhuǎn)化為五價(jià)砷和三價(jià)鐵，以保證最終目的產(chǎn)物的穩(wěn)定性。2、微波輻射技術(shù)原理微波是一種頻率在300MHz300GHz、波長(zhǎng)在l~1000mm之間的電磁波；把微波能作為一種能量加以利用，通過在物料內(nèi)部的能量耗散選擇性加熱物料，具有加熱均勻、熱效率高、清潔無污染、啟動(dòng)和停止加熱非常迅速以及甚至可以改善材料性能等傳統(tǒng)方式無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在提高生產(chǎn)效率和改善生產(chǎn)條件等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)；碳是一種非常好的微波吸收物質(zhì)，可以在很短的時(shí)間內(nèi)被微波氧化，因此，將微波輻射技術(shù)與生物氧化工藝進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，即利用微波輻射生物氧化渣達(dá)到選擇性消除有機(jī)碳的目的，這樣一方面由于氧化渣中的硫化物含量很少，在微波輻射過程中不會(huì)產(chǎn)生大量二氧化硫及氧化砷等污染氣體，另一方面氧化渣中所含有機(jī)碳被迅速加熱揮發(fā)，徹底解決了后續(xù)氰化作業(yè)中吸附金的問題；這樣，通過生物氧化一l:波輻射聯(lián)合工藝可以處理幾乎所有的難選冶金精礦資源；另外，用微波輻射對(duì)金礦石進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，由于微波對(duì)礦物的選擇性加熱，會(huì)使礦石中的某些礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或物相轉(zhuǎn)變，使對(duì)金形成包裹的硫化物分解，金得以暴露解離，易于氰化浸出；而且，通過焙燒氣氛的控制和固化劑的應(yīng)用，可使礦物中的硫、砷分別以固化的形式產(chǎn)生，綜合回收效果好，對(duì)環(huán)境更加友好。微波輻射發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下4FeS2+1102=2Fe203+8S022FeAsS+502=Fe203+As203+2S02C+o2=C02CaCOj/MgCOg=CaO/MgO+C022CaO+2S02+02=2CaS043CaC03+As203+02=Ca3(As04)2+3C02綜上所述，本發(fā)明的工藝路線是磨礦——生物氧化——^^波輻射——氰化提金；先利用生物氧化工藝，進(jìn)行氧化分解硫化礦物，使金充分暴露解離，硫、砷大部分被氧化進(jìn)入液相，為下一步工序產(chǎn)出潔凈的物料，氧化液經(jīng)中和處理返回使用；氧化渣采用微波低溫焙燒，除去礦石中的有機(jī)碳，徹底解決了后續(xù)氟化提金作業(yè)中吸附金的問題；該工藝既提高了金的回收率，又減少了對(duì)環(huán)境的污染，工藝過程易自動(dòng)化控制；該工藝的步驟如下(1)金精礦磨礦并濃密脫藥不同的金礦石，由于金的粒度組成及賦存狀態(tài)不同，磨礦粒度組成也不相同，一般在-0.045mm含量90%~0.037mm含量95%之間，然后進(jìn)行濃密脫藥并調(diào)整礦漿的濃度，一般在15%~25%;(2)生物氧化將步驟(1)調(diào)整一定濃度的礦漿給入生物氧化系統(tǒng)，在保證溫度35。C^45。C、溶氧量3mg/l5mg/1、培養(yǎng)基用量3kg/t5kg/t、氧化時(shí)間510天的工藝條件下，微生物氧化、分解硫化礦物，使金充分暴露解離，生物氧化后氧化洗滌液經(jīng)過一級(jí)中和及二級(jí)中和除砷后，使固液分離，中和渣排放，中和液返回洗滌再經(jīng)壓濾、干燥粉化成氧化渣，進(jìn)入下一步驟微波輻射；(3)微波輻射步驟(2)生物氧化的氧化洗滌液經(jīng)過中和后固液分離，返回的中和液再經(jīng)洗滌、壓濾、干燥粉化的氧化渣，進(jìn)入微波輻射，保持溫度在45(TC^600'C、恒溫時(shí)間15min25min，使礦石中的碳氧化除去，產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過凈化后達(dá)標(biāo)排放；焙砂經(jīng)水淬、調(diào)槳進(jìn)入氰化提金步驟；(4)氰化提金將步驟(3)的焙砂經(jīng)水淬后調(diào)槳為25°/"5°/。，pH值10~11、堿處理時(shí)間2H5h、NaCN濃度5X10"425XIO"4、平均底炭密度15~25kg/m3、浸吸段數(shù)5~10段、浸吸時(shí)間60120h，經(jīng)上述工藝條件產(chǎn)生金泥經(jīng)精煉為金錠，濾渣送至尾礦庫(kù)堆存，濾液返回浸前調(diào)漿。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用生物氧化工藝，氧化、分解硫化礦物，使金充分暴露解離，硫、砷大部分被氧化后進(jìn)入液相，為下一步驟產(chǎn)出潔凈的物料，氧化液經(jīng)中和處理返回使用，減少對(duì)環(huán)境的污染；氧化渣采用微波輻射，進(jìn)行低溫焙燒，除去礦石中的有機(jī)碳，消除了有機(jī)碳的"劫金"問題，由于低溫焙燒，避免了低熔點(diǎn)氧化物對(duì)金的二次包裹，因此金回收率高、同時(shí)也減少對(duì)環(huán)境的污染，工藝過程易于自動(dòng)化控制。圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。具體實(shí)施方式-如附圖1所示，為本發(fā)明的工藝流程圖。某難處理金精礦，礦石多元素分析結(jié)果見表l表1金精礦多元素分析<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>根據(jù)礦石工藝礦物學(xué)研究，對(duì)礦石中主要有害元素進(jìn)行了物相分析、硫物相分析結(jié)果見表2;砷物相分析結(jié)果見表3;碳物相分析結(jié)果見表4;金精礦常規(guī)炭浸試驗(yàn)結(jié)果見表5。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表4精礦碳物相分析<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表5金精礦常規(guī)炭浸試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由精礦多元素分析及常規(guī)炭浸試驗(yàn)結(jié)果可看出，該礦石屬于典型的細(xì)微浸染型碳質(zhì)難處理金礦石。實(shí)施例l:(1)金精礦磨礦并濃密脫藥將上述難處理金精礦磨礦至磨礦粒度為-0.045mm含量95%，然后進(jìn)行濃密脫藥并調(diào)整礦漿濃度為16%;(2)生物氧化將步驟(1)調(diào)整一定濃度的礦漿給入生物氧化系統(tǒng)，在保證溫度4(TC、溶氧量4mg/1、培養(yǎng)基用量4kg/t、氧化時(shí)間8天的工藝條件下，微生物氧化、分解硫化礦物，使金充分暴露解離，生物氧化后氧化洗滌液經(jīng)過一級(jí)中和及二級(jí)中和除砷后，使固液分離，中和渣排放，中和液返回洗滌再經(jīng)壓濾、干燥粉化成氧化渣，進(jìn)入下一步驟微波輻射；(3)微波輻射步驟(2)生物氧化的氧化洗滌液經(jīng)過中和后固液分離，返回的中和液再經(jīng)洗滌、壓濾、干燥粉化的氧化渣，進(jìn)入微波輻射，保持溫度在480。C、恒溫時(shí)間20min，使礦石中的碳氧化除去，產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過凈化后達(dá)標(biāo)排放；焙砂經(jīng)水淬、調(diào)漿進(jìn)入氰化提金步驟(4)氰化提金將步驟(3)的焙砂經(jīng)水淬后調(diào)漿為33%，pH值10、堿處理時(shí)間3h、NaCN濃度6X10'4、平均底炭密度20kg/m3、浸吸段數(shù)7段、浸吸時(shí)間84h，經(jīng)上述工藝條件產(chǎn)生金泥經(jīng)精煉為金錠，濾渣送至尾礦庫(kù)堆存，濾液返回浸前調(diào)漿。試驗(yàn)結(jié)果碳去除率96.39%硫揮發(fā)率9.18%砷固化率95.39%金浸出率95.84%實(shí)施例2:(1)金精礦磨礦并濃密脫藥將上述難處理金礦石礦至磨礦粒度為^0.045mm含量95%，然后進(jìn)行濃密脫藥并調(diào)整礦漿濃度為16%;(2)生物氧化將步驟(1)調(diào)整一定濃度的礦漿給入生物氧化系統(tǒng)，在保證溫度4(TC、溶氧量5mg/1、培養(yǎng)基用量4kg/t、氧化時(shí)間7天的工藝條件下，微生物氧化、分解硫化礦物，使金充分暴露解離，生物氧化后氧化洗滌液經(jīng)過一級(jí)中和及二級(jí)中和除砷后，使固液分離，中和渣排放，中和液返回洗滌再經(jīng)壓濾、干燥粉化成氧化渣，進(jìn)入下一步驟微波輻射；(3)微波輻射步驟(2)生物氧化的氧化洗滌液經(jīng)過中和后固液分離，返回的中和液再經(jīng)洗滌、壓濾、干燥粉化的氧化渣，進(jìn)入微波輻射，保持溫度在45(TC、恒溫時(shí)間18min，使礦石中的碳氧化除去，產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過凈化后達(dá)標(biāo)排放；焙砂經(jīng)水淬、調(diào)漿進(jìn)入氰化提金步驟；(4)氰化提金將步驟(3)的焙砂經(jīng)水淬后調(diào)漿為33%，pH值10.5、堿處理時(shí)間5h、NaCN濃度15X1CT4、平均底炭密度20kg/m3、浸吸段數(shù)7段、浸吸時(shí)間84h，經(jīng)上述工藝條件產(chǎn)生金泥經(jīng)精煉為金錠，濾渣送至尾礦庫(kù)堆存，濾液返回浸前調(diào)漿。試驗(yàn)結(jié)果碳去除率90.17%硫揮發(fā)率11.09%砷固化率95.03%金浸出率89.02%實(shí)施例3:(1)金精礦磨礦并濃密脫藥-.將上述難處理金礦石礦至磨礦粒度為-0.045mm含量95%，然后進(jìn)行濃密脫藥并調(diào)整礦漿濃度為16%;(2)生物氧化將步驟(1)調(diào)整一定濃度的礦漿給入生物氧化系統(tǒng)，在保證溫度38t:、溶氧量5mg/1、培養(yǎng)基用量4kg/t、氧化時(shí)間8天的工藝條件下，微生物氧化、分解硫化礦物，使金充分暴露解離，生物氧化后氧化洗滌液經(jīng)過一級(jí)中和及二級(jí)中和除砷后，使固液分離，中和渣排放，中和液返回洗滌再經(jīng)壓濾、干燥粉化成氧化渣，進(jìn)入下一步驟微波輻射'.(3)微波輻射步驟(2)生物氧化的氧化洗滌液經(jīng)過中和后固液分離，返回的中和液再經(jīng)洗滌、壓濾、干燥粉化的氧化渣，進(jìn)入微波輻射，保持溫度在50(TC、恒溫時(shí)間22min，使礦石中的碳氧化除去，產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過凈化后達(dá)標(biāo)排放；焙砂經(jīng)水淬、調(diào)漿進(jìn)入氰化提金步驟；(4)氰化提金將步驟(3)的焙砂經(jīng)水淬后調(diào)漿為33%，pH值11、堿處理時(shí)間6h、NaCN濃度25X10'4、平均底炭密度20kg/m3、浸吸段數(shù)7段、浸吸時(shí)間84h，經(jīng)上述工藝條件產(chǎn)生金泥經(jīng)精煉為金錠，濾渣送至尾礦庫(kù)堆存，濾液返回浸前調(diào)漿。試驗(yàn)結(jié)果碳去除率96.77%硫揮發(fā)率10.23%砷固化率95.13%金浸出率94.34%權(quán)利要求1.一種低污染高回收率的難處理金精礦提金工藝，其特征在于步驟如下一、金精礦磨礦并濃密脫藥不同的金礦石，由于金的粒度組成及賦存狀態(tài)不同，磨礦粒度組成也不相同，一般在-0.045mm含量90％～0.037mm含量95％之間，然后進(jìn)行濃密脫藥并調(diào)整礦漿的濃度，一般在15％～25％；二、生物氧化將步驟一調(diào)整一定濃度的礦漿給入生物氧化系統(tǒng)，在保證溫度35℃～45℃、溶氧量3mg/l～5mg/l、培養(yǎng)基用量3kg/t～5kg/t、氧化時(shí)間5～10天的工藝條件下，微生物氧化、分解硫化礦物，使金充分暴露解離，生物氧化后氧化洗滌液經(jīng)過一級(jí)中和及二級(jí)中和除砷后，使固液分離，中和渣排放，中和液返回洗滌再經(jīng)壓濾、干燥粉化成氧化渣，進(jìn)入下一步驟微波輻射；三、微波輻射步驟二生物氧化的氧化洗滌液經(jīng)過中和后固液分離，返回的中和液再經(jīng)洗滌、壓濾、干燥粉化的氧化渣，進(jìn)入微波輻射，保持溫度在450℃～600℃、恒溫時(shí)間15min～25min，使礦石中的碳氧化除去，產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過凈化后達(dá)標(biāo)排放；焙砂經(jīng)水淬、調(diào)漿進(jìn)入氰化提金步驟；四、氰化提金將步驟三的焙砂經(jīng)水淬后調(diào)漿為25％～45％，pH值10～11、堿處理時(shí)間2～6h、NaCN濃度5×10-4～25×10-4、平均底炭密度15～25kg/m3、浸吸段數(shù)5～10段、浸吸時(shí)間60～120h，經(jīng)上述工藝條件產(chǎn)生金泥經(jīng)精煉為金錠，濾渣送至尾礦庫(kù)堆存，濾液返回浸前調(diào)漿。全文摘要本發(fā)明涉及一種低污染高回收率的難處理金精礦提金工藝，屬于冶金工藝類。它是把生物氧化技術(shù)和微波輻射技術(shù)有機(jī)結(jié)合的工藝方案，先利用生物氧化工藝，氧化分解硫化礦物，使金充分暴露解離，硫砷大部分被氧化進(jìn)入液相，氧化液經(jīng)中和處理返回使用；氧化渣采用微波低溫焙燒，去除礦石中的有機(jī)碳，徹底解決了后續(xù)氰化提金作業(yè)中的吸附金的問題，該工藝金的回收率高，減少對(duì)環(huán)境污染，操作易于自動(dòng)化控制，節(jié)省能源。文檔編號(hào)C22B4/04GK101285126SQ200810050799公開日2008年10月15日申請(qǐng)日期2008年6月5日優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日發(fā)明者鞏春龍,趙俊蔚,曄鄭,高金昌申請(qǐng)人:長(zhǎng)春黃金研究院;中國(guó)黃金集團(tuán)公司技術(shù)中心