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中南大学 博士学位论文 含砷难处理金矿细菌浸出基础理论及工艺研究 姓名闵小波 申请学位级别博士 专业有色金属冶金 指导教师张传福;钟海云 2000.10.1 中南大学博士学位论文 中文摘要 摘要 f 难处理金矿是我国急待丌发利用的宝贵资源≯本文以广西金牙含砷难处理 金矿为研究对象，开展了难处理金矿细菌氧化的基础理论及工艺研究，剪主要 内容如下 系统研究了F e 2 离子氧化与细菌生长的规律。考察了各种因素对细菌氧化 F e 2 离子的影响，建立了F e 2 离子浓度变化响应细菌生长的动力学模型／ 岫黜糯器 南n 祭黼 该模型确立了F e 2 离子浓度变化与细菌生长动力学参数um 、K 、po 。／Y 之问的 关系√根据实验中F e 2 离子浓度p 随时问t 变化，用计算机编程拟合，能快速 确定细菌生长动力学参数；另一方面，通过改变细菌生长的动力学参数，可以 从理论上预示细菌生长过程中F e 2 离子的氧化规律。 根据细菌浸出过程的特点，绘制了F e A s S H ，0 系、F e S ，．H ，0 系电位一p H 图。将此图与细菌活动电位．p H 图进行有机结合，详细分析了细菌浸出过程中 毒砂、黄铁矿溶解及产物生成的热力学。细菌生长环境正好处于矿物氧化溶解 的范围，这表明细菌浸出毒砂、黄铁矿在热力学上是可能的。而毒砂、黄铁矿 的浸出易于生成元素硫；一旦元素硫生成，由于其进一步氧化存在较高的势垒， 如果没有细菌对其直接分解作用，三价铁离子不足以使它进一步氧化。。此外， 在毒砂、黄铁矿的浸出过程中，可能形成砷酸铁和黄钾铁矾两种沉淀产物。 采用新型矿物粉末微电极及稳态极化、循环伏安现代电化学测试手段，研 究了毒砂、黄铁矿的电化学行为。考察了毒砂、黄铁矿的溶解规律。比较了细 菌、三价铁离子及浸出过程中表面产物层对毒砂、黄铁矿浸出的影响，细菌的 作用降低了黄铁矿的静电位，改变了黄铁矿表面物理化学状态，加快了黄铁矿 的氧化；而细菌对毒砂的作用相对较小。在含三价铁的介质中，黄铁矿具有较 强的反应惰性。， 研究了黄铁矿、毒砂细菌浸出过程中主要参数 相关离子浓度、溶液p H 值、电位、细菌浓度 变化的不同特点。。黄铁矿细菌浸出过程中，溶液p H 值 显著下降，细菌大量吸附在黄铁矿表面，对于毒砂，溶液p H 值下降平缓，表 面吸附细菌较少。采用现代微区检测技术 S E M 、E D S 、X R D 详细分析了 V 中南大学博士学位论文 中文摘要 黄铁矿、毒砂浸出过程中表面性质的变化及最终产物的组成。黄铁矿表面形貌 呈现明显的选择性腐蚀特征，且硫优先溶出，浸出后主要产物为黄钳I 铁矾类物 质；而毒砂的腐蚀则在整个表面发生，表现出均匀腐蚀的特点，砷优先溶出， 浸出产物为元素硫、砷酸铁和黄钾铁矾。黄铁矿、毒砂细菌浸出过程特性的研 究发现黄铁矿、毒砂的氧化分别以细菌的直接作用和问接作用为主。这澄清了 许多文献报道的有关矿物细菌浸出的直接机理和间接机理的混乱之争。在此基 础上，通过建立黄铁矿、毒砂细菌浸出的能带模型，进一步阐明了细菌浸出的 机理。毒砂的腐蚀与三价铁离子产生的空穴注入价带有关而黄铁矿的腐蚀则 主要通过吸附在表面的细菌将由溶解氧产生的空穴注入价带引起。r 一口 自行设计并组装了实验室规模的细菌半连续浸出新型流态化床反应器。研 究了广西金牙含砷浮选金矿细菌预氧化脱砷一氰化工艺，获得了理想的结果。 ／在p H 值2 ．0 、三价铁离子浓度6 ．5 9 ／L 、矿浆浓度l O ％、浸出时问4 天的条件 下，批式流态化细菌浸出的脱砷率为8 2 ．5 ％，后续金的氰化浸出率为9 0 ％。用 3 个串联的流态化生物反应器对金精矿进行半连续试验，浸出过程中各槽参数 表现了较好的稳定性，5 - 6 天内砷的脱除率为9 l ％，浸出3 - 4 天也可脱除掉8 2 ％ 的砷，后续的氰化浸金实验中金的浸出率分别可以达到9 2 ％和8 7 ．5 ％。研究结 果可为含砷难处理金矿细菌浸出的工业实践提供重要依据。一’一， 关键词含砷难处理金矿，氧化亚铁硫杆菌，热力学，矿粉微电极，机理，能 带模型，流态化床反应器j 半连续浸出i V 生堕查兰堕主堂鱼丝壅2 望 i 兰 F u n d a m e n t a la n dt e c h n o l o g i c a ls t u d i e so nb i o l e a c h i n go fr e f r a c t o r y a r s e n i c a lg o l dc o n c e n t r a t e sb yT h i o b a c i l l u s f e r r o o x i d a n s A b s t r a c t F u n d a m e n t a la n dt e c h n o l o g i c a ls t u d i e s o n b i o l e a c h i n g o fa r s e n i c - b e a r i n g r e f r a c t o r yg o l dc o n c e n t r a t e sb yzf e r r o o x i d a n sw e r ec a r r i e do n ，w i t hG u a n X i J i n Y a g o l dc o n c e n t r a t e sb e i n g t h ed e v e l o p e do b j e c t i v eo ft h i sr e s e a r c h ．T h em a i ns u b j e c t s i nt h i sd i s s e r t a t i o na r ea sf o l l o w s T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h eo x i d a t i o no ff e r r O U Si o na n drf e r r o o x i d a n s g r o w t hh a sb e e ns t u d i e ds y s t e m a t i c a l l y ．F a c t o r sa f f e c t i n gb i o o x i d a t i o no f f e r r o u si o n w e r ed i s c u s s e d ，ar e s p o n s em o d e lf o rb a c t e r i a lg r o w t hi nt h es u b s t r a t ec o n t a i n i n g f e r r O U Si o nw a sa l s ob u i l t ．I tc a nb ee x p r e s s e da s ， 一- n 嬲 南，n 等黼 T h em o d e ls h o w st h ev a r i a t i o no ff e I T O U Si o n s c o n c e n t r a t i o nw i t ht h ek i n e t i c s p a r a m e t e r s o fb a c t e r i a l g r o w t h s u c ha sum ，Ka n d p “d Y ．V i at h ec o m p u t e r s i m u l a t i o nt ot h ec o n c e n t r a t i o no ff e r r o u si o nd u r i n gZ f e r r o o x i d a n sg r o w t h ，t h e k i n e t i cp a r a m e t e r so ft h eb a c t e r i a lg r o w t hw e r ed e t e r m i n e d ．T h em o d e l ，f u r t h e r m o r e ， C a l lp r e d i c tt h ei n f l u e n c e so ft h e s ep a r a m e t e r so nt h eb i o o x i d a t i o no ff e r r o u si o n ， w i t hc h a n g i n gt h ep a r a m e t e rv a l u e s A c c o r d i n g t ot h ea s p e c to f b i o l e a c h i n gp r o c e s s ，t h ep o t e n t i a l p Hd i a g r a m sf o r a r s e n o p y r i t e w a t e ra n dp y r i t e w a t e rs y s t e m s w e r ed r a w n ，w i t hw h i c hw a sc o m b i n e d t h ep o t e n t i a l - p Hd i a g r a mf o rT ．f e r r o o x i d a n sa c t i v i t y ．At h e r m o d y n a m i cb e h a v i o rf o r t h e b i o l e a c h i n go fp y r i t e a n da r s e n o p y r i t eh a sb e e ne x a m i n e d ．T ．f e r r o o x i d a n si s a c t i v ei nt h e r e g i o n s f o r d i s s o l v i n gp y r i t e a n d a r s e n o p y r i t e ，S O p y r i t e a n d a r s e n o p y r i t e i s p o s s i b l e t ob eb i o l e a c h e dt h e r m o d y n a m i c a l l y ．I ti s e a s yt o f o r m e l e m e n ts u l f u rd u r i n gt h el e a c h i n go fp y r i t ea n da r s e n o p y r i t e ．I ft h e r ei sn od i r e c t a c t i o no fT ．f e r r o o x i d a n so nt h ef o r m e ds u l f u r , i ti s i m p o s s i b l ef o rf e r r i c i o nt o d i s s o l v et h ee l e m e n ts u l f u rb e c a u s eo f e x i s t i n gah i g h e n e r g yo b s t a c l ei nt h ef u r t h e r V 塑查堂竖圭兰垡堡茎 茎苎塑墨 o x i d a t i o no fe l e m e n ts u l f u r ．I na d d i t i o n ，t h ed i a g r a m sa l s ot u r no u tt h a tt h ep r o d u c t s c a l l e dj a r o s i t ea n ds c o r o d i t ea r ep r e c i p i t a t e di nl e a c h i n gp y r i t ea n da r s e n o p y r i t e ． An o v e lm i c r o e l e c t r o d eo ft h em i n e r a lp o w d e r sw a sa p p l i e dt os t u d yt h e e l e c t r o c h e m i c a lb e h a v i o r so f p y r i t ea n da r s e n o p y r i t e ，w i t hl i n e a rs w e e pv o l t a m m e t r y a n d c y c l i cv o l t a m m e t r y ．I n f l u e n c e so f s o m ef a c t o r si n c l u d i n gt h eb a c t e r i a ，f e r r i ci o n a n ds u r f a c ep r o d u c tl a y e r s ，o ne l e c t r o c h e m i c a la s p e c t so fp y r i t ea n da r s e n o p y r i t e d i s s o l u t i o nw e r ei n v e s t i g a t e di nd e t a i l ．T f e r r o o x i d a n sr e d u c e st h er e s tp o t e n t i a lo f p y r i t ee l e c t r o d e ，c h a n g e si t s s u r f a c ep h y s i c - c h e m i c a ls t a t e ，t h e r e b y , a c c e l e r a t e st h e c o r r o s i o nr a t eo fp y r i t e ．T h ee f f e c to fT ．f e r r o o x i d a n so na r s e n o p y r i t ed i s s o l u t i o n ， h o w e v e r , i sw e a k ．I nt h em e d i ac o n t a i n i n gf e r r i ci o n ，t h ep l o t so fc y c l i cv o l t a m m e t r y s h o wt h a tf e r r i ci o ni sm o r ed i f f i c u l tt oo x i d ep y r i t et h a na r s e n o p y r i t e ． T h ev a r i a t i o no fm a i np a r a m e t e r s i n c l u d i n g i o n s c o n c e n t r a t i o n ，p Hv a l u e ， p o t e n t i a l a n db i o m a s s ，w e r ee x a m i n e di nb i o l e a c h i n gp y r i t ea n da r s e n o p y r i t e ．T h e p Hv a l u eo f t h es o l u t i o nd e c r e a s e so b v i o u s l yf o rp y r i t eb i o l e a c h i n g ，a n ds l i g h t l yf o r a r s e n o p y r i t e ．T h em o s to fT ．f e r r o o x i d a n sa d h e r et ot h es u r f a c eo fp y r i t e ，h o w e v e r , Z f e r r o o x i d a n s i s h a r d l y a b s o r b e do nt h es u r f a c eo fa r s e n o p y r i t e ．T h es u r f a c e p r o p e r t i e so fp y r i t ea n da r s e n o p y r i t ea n dp r o d u c t sh a v eb e e nd e t e r m i n a t e db yu s i n g m o d e mm e a s u r e m e n tt e c h n i q u e s ，s u c ha sS E M ，E D Sa n dX R D ．P y r i t ei sc o r r o d e d s e l e c t i v e l yb yT ．f e r r o o x i d a n sa n dt h es u l f u ri np y r i t ei sl e a c h e dp r e f e r e n t i a l l y ．T h e m a i n p r o d u c tf o rb i o l e a c h i n gp y r i t ei sj a r o s i t e ．H o w e v e r , t h ec o r r o s i o nc h a r a c t e r i s t i c o fa r s e n o p y r i t es u r f a c ei so fu n i f o r m i t y , a n da r s e n i ci sp r e f e r e n t i a lt ob ed i s s o l v e d ． E l e m e n ts u l f u r ，j a r o s i t ea n ds c o r o d i t ea r et h ep r i m a r yp r o d u c t si nb i o l e a c h i n gp y r i t e a n da r s e n o p y r i t e ．I tw a sa l s of o u n dt h a tp y r i t ei so x i d i z e dm a i n l yt h r o u g ht h ed i r e c t r o l eo fT f e r r o o x i d a n so ni tw h i l ea r s e n o p y r i t ei sd i s s o l v e db e c a u s eo fi n d i r e c ta c t i o n o ft h eb a c t e r i a ，w h i c he l a r i t i e st h ec o n f u s i o no nd o m i n a n tm e c h a n i s md u r i n gt h e b i o l e a c h i n go fp y r i t ea n da r s e n o p y r i t e ．B a s e do nt h ea b o v em e c h a n i s m ，ab a n d m o d e lf o rb i o l e a c h i n gp y r i t ea n da r s e n o p y r i t ew a sb u i l t ，b yw h i c hc a r le x p l a i nt h e b i o l e a c h i n gp r o c e s sc l e a r l y ．T h em o d e ls h o w st h a tt h eh o l e s ，w h i c ha r ep r o v i d e db y f e r r i ci o n ，i n j e c ti n t ot h ev a l e n c eb a n do f a r s e n o p y r i t et or e s u l ti nt h ed i s s o l u t i o no f a r s e n o p y r i t e ．W h i l e t h eh o l e s i n j e c t i n g i n t ot h ev a l e n c eb a n do fp y r i t e t h r o u g h a d h e r e dT ．f e r r o o x i d a n sr e s u l tf r o md i s s o l v e d o x y g e ni nt h es o l u t i o n ． An o v e lf l u i d b e dr e a c t o rw a s d e s i g n e da n di n s t a l l e df o rb i o l e a c h i n gi nas e m i V 中南大学博士学位论文 英文摘要 c o n t i n u e sw a y , b yw h i c hap r o c e s sf o rb i o o x i d a t i o n c y a n i d a t i o no fG u a n g x iJ i n y a r e f r a c t o r yg o l da r s e n i c a lc o n c e n t r a t ew a ss t u d i e d ．A na r s e n i ce x t r a c t i o nr a t er e a c h e s 8 2 ．5 ％a f t e r4 - d a yb a t c hb i o o x i d a t i o no ft h ec o n c e n t r a t e u n d e rt h e o p t i m i z e d c o n d i t i o no fp H2 ．0 ．f e r r i ci o nc o n c e n t r a t i o n6 ．5g ／La n dp u l pd e n s i t yl O ％．A n d l e a c h i n gr a t eo fg o l di nt h ef o l l o w i n gg o l dc y a n i d a t i o ni s o v e r9 0 ％．T h ep a r a m e t e r s o ft h r e es e r i e sf l u i d - b e dr e a c t o r se x h i b i t s t a b i l i t yd u r i n g t h es e m i c o n t i n u e s b i o l e a c h i n go ft h ec o n c e n t r a t e ．A r s e n i ci n t h ec o n c e n t r a t ec a nb eg o tr i do f9l ％ a f t e r6 - d a yl e a c h i n g ．E v e na f t e r4d a y s ．8 2 ％o fa r s e n i ce x t r a c t i o nr a t ew a ss t i l l o b t a i n e d ．T h er e c o v e r yr a t e so fg o l da r e9 2 ％a n d8 7 ．5 ％r e s p e c t i v e l yi nc y a n i d i n g t h ea b o v eb i o l e a c h e ds l u d g e s ．T h er e s u l t sw i l lp r o v i d eab a s ef o rf u r t h e rc o m m e r c i a l p r o d u c t i o no fg o l dd e v e l o p m e n t ． K e y w o r d s r e f r a c t o r ya r s e n i c a lg o l dc o n c e n t r a t e ，T f e r r o o x i d a n s ，t h e r m o d y n a m i c s ， m i c r o - e l e c t r o d eo fm i n e r a lp o w d e r ，o x i d a t i o nm e c h a n i s m ，b a n dm o d e l ，f l u i d b e d r e a c t o Ls e m i - c o n t i n u o u sb i o l e a c h i n g ． V 中南大学博士学位论文 概论 日U 舌 1 9 4 7 年柯麦尔 C o l m e r ⋯从煤矿酸性矿坑水中分离出可以分解硫化矿物 的氧化亚铁硫杆菌 T h i o b a c i l l u sf e r r o o x i d a n s 到现在，短短五十年阳J ，细菌 氧化技术已从一种不甚引人注目的方法发展成为具有良好应用前景的生产工 艺，利用它来处理的硫化金属矿达1 9 种之多口I 。细菌浸出是目前公认的费用 低、生产效率高、安全且对环境无害的方法。 随着氧化矿等易处理金矿资源同趋枯竭，难处理金矿资源已经引起了各国 注意和重视，但是它不像易处理金矿那样，通过重选和直接氰化等传统工艺有 效提取金难处理金矿中金以显微或次显微状态被包裹于载体硫化矿物中，要 想提取金首先必须进行预处理将载体硫化矿物分解。分解硫化矿物传统预处理 方法火法焙烧不令人满意，污染大、环保控制费用高。随着社会可持续发展对 环保提出越来越高的要求，业已采用的生产处理工艺已逐渐失去了它原有的技 术和经济优势。与此相应，新的技术和方法得到了极大的发展，其中比较引人 注目的是无污染的细菌氧化技术。当前世界上约有2 0 ％的难处理金矿加工厂 选择细菌氧化流程1 3 1 ，使其成为了继火法焙烧、加压氧化后第三代难处理金矿 预处理的主要方法。1 9 8 6 年南非菲尔维 F a i r v i e w 金矿建成世界上第一座具 有工业规模的细菌氧化提金厂【4 】，大大增强了人们对该工艺应用前景的信心。 到目前为止，细菌氧化技术已在诸如巴西的桑本托、澳大利亚的维鲁纳、澳大 利亚的哈伯拉兹、肯尼亚加纳的阿散蒂、澳大利亚的犹安米等十几家工厂获得 应用雌6 川。据估计，1 9 8 8 年用细菌氧化法得到的金的价值约为5 千万美元，1 9 9 8 年，这个数值达到2 3 亿美元1 3 】。虽然如此，难处理金矿细菌氧化技术仍然不 够成熟，尚有许多基本问题需要进一步深入研究，特别在国内是如此。 近十几年来我国黄金产量得到了较快增长，但并未改变生产工艺落后的局 面。我国难处理金矿资源，分布广泛，储量丰富，但生产技术水平低，与国外 相比有相当大的差距，还没有有效的方法可供利用【8 1 。细菌氧化技术作为难处 理金矿预处理方法，为我国难处理金矿资源早同开发利用提供了一条有效的途 径，加强浚领域的基础及工艺研究对我国黄金工业的持续发展无疑意义深远。 中南大学博士学位论文 概论 第一章概论 本幸概述了国内外得到广泛应用的几种难处理金矿预处理方法的基本原理、过程A 主要优缺点．并对这几种方法进行了技术经济比较重点介绍了有关细菌氧化技术研究 开发现状．确定了本研究思路。 1 ．1 难处理金矿预处理研究现状 1 ．1 ．1 难处理金矿分类 所谓难处理会矿是指在币常磨矿情况下，采用传统的氰化法直接提金得不 到满意金的浸出率的矿石和精矿，其氰化浸金率通常小于8 0 ％t 9 I 。根据其难处 理的原因不同，主要有以下三大类I l “”】； 1 微细浸染型金矿。这类金矿通常采用常规氰化法直接氰化，金提取率低 于4 0 ％，属于极难处理金矿。金矿物粒度非常细小，金以显微或次显微甚至 品格会的形式分散 浸染 于毒砂、黄铁矿等硫化矿物中[ 1 2 , 13 】，从而阻止了会 粒与浸会试剂有效接触，妨碍了金的浸出。 2 碳质会矿。该类金矿中含有一定数量的有机碳及无机碳，金浸出时，除 了会转入溶液的氰化过程外，还存在溶液中的金氰络合物被碳质物吸附而产生 的“劫金作用1 1 小’，使得已浸出的金重新回到浸渣中，影响金的浸出。含碳质 物的吸附能力在程度上有差别，有的含碳矿石具有很高的吸附能力，而有的吸 附活性相对较弱，因而对氰化影响相对较小。 3 复杂多金属硫化矿型金矿。许多金矿常与铜、锌、锑、汞等硫化矿物及 其氧化矿物共生，而这些复杂多金属硫化矿难以经济地分选出单一硫化精矿。 氰化时，这些多金属硫化矿物多不稳定，会与氰化物作用消耗大量的氰化物、 氧和碱5 】，直接氰化效果差。 通常适合用细菌氧化处理的难处理会矿主要是第一大类，最常见的就是含 砷的毒砂、黄铁矿型金矿。 1 ．1 ．2 难处理金矿预处理主要方法 对于难处理会矿，通常需要在浸金工序前进行氧化预处理，打丌包裹金以 及消除有害杂质对后续提金的影响【9 】。目前应用及研究最普遍的预处理方法主 要有焙烧法、加压氧化及细菌氧化法。 中南大学博士学位论文 概论 1 焙烧法 焙烧法是处理难浸金矿常用的预处理方法之一，其应用已有7 0 多年历史。 焙烧的主要目的是使包裹金的硫化物分解，砷、硫氧化挥发，形成多孔的、渗 透性好的焙砂6 1 ，为下一步提金创造良好的条件。 黄铁矿、毒砂在氧化焙烧过程中总反应为【1 6 “7 l 3 F e S 2 1 1 0 2 - F e 2 0 3 8 S 0 2 1 - 1 2 F e A s S 5 0 2 ’A s 2 0 3 F e 2 0 3 2 S 0 2 I - 2 对于含砷难处理金矿，大都采用两段焙烧工艺。第一段焙烧在较低温度 5 5 0 ．6 5 0 ℃ 及有限空气量条件下进行，以利于脱砷，焙烧产生的低砷焙砂 主要由磁铁矿 F e ，O 。 组成，其反应为 3 F e S 2 8 0 2 _ F e 3 0 4 6 S 0 2 1 - 3 1 2 F e A s S 2 9 0 2 } 6 A s 2 0 3 4 F e 3 0 4 1 2 S 0 2 1 - 4 第二段焙烧则在较高温度 6 5 0 ．7 0 0 。C 及空气充裕条件下进行，产生多 孔的赤铁矿 F e ，O ， ，并使硫完全氧化脱除。 4 F e 3 0 4 0 2 _ 6 F e 2 0 3 1 - 5 焙烧过程中最重要的条件是温度8 I ，焙烧温度低于5 0 0 。C 时，硫化矿物氧化速 度慢，氧化不完全，氰化浸会效果不理想；焙烧温度过高，高于7 0 0 。C ，就会 形成相当数量易熔共晶混合物而使局部熔化，导致物料结块，得不到疏松多孔 的焙砂，达不到预处理目的，因此焙烧过程需严格控制炉内气氛。J 下是由于这 个原因，国内采用回转窑焙烧工艺的矿山能够正常生产的较少，所产低砷金焙 砂二次烧结严重，不能直接氰化浸金，只能将焙砂送其他冶炼厂处理I ”l 。 焙烧过程中，黄铁矿、毒砂中的硫、砷以S O ，、A s 2 0 ，的形式挥发，若直接排 空，环境污染严重。烟尘处理回收系统的建立，加大了生产投资及成本，另外， 剧毒A s ，O ，管理与储存是一个需要考虑的问题。 2 加压氧化法 加压氧化技术是从处理镍、锌精矿发展而来，工艺较为成熟。黄金涨价后， 人们将其用来处理难处理金矿，其基本原理就是在高温、高压下氧化分解含金 硫化矿物，使会粒暴露出来口o I 。根据其使用介质不同，可分为酸性加压氧化和 碱性加压氧化。 酸性介质中，黄铁矿、毒砂氧化生成可溶的硫酸铁和砷酸，从而达到解离 金粒的目的I ”1 中南大学博士学位论文 概论 4 F e S ， 1 5 0 ， 2 H ，O 』 坠旦 ．兰寸2F e 2 S O d ， 2 H 2 S 0 4 1 6 2 F e A s S 2 H 2 0 7 0 2 H 2 S 0 4 』翌里 ≥2 H 3 A s 0 4 F e 2 S 0 4 3 1 7 碱性介质中黄铁矿、毒砂氧化分解后所有铁都留在渣中，而溶液中不仅有 硫，还有全部的砷”Ⅲ 4 F e S 2 1 6 N a O H 1 5 H 2 0 』型堕乌2 F e 2 0 3 8 N a 2 s o , 8 H 2 0 1 - 8 2 F e A s S 1 0 N a O H 7 0 2 』掣F e 2 0 3 2 N ％A s 0 4 2 N ％S 0 4 5 l t o 1 9 国外加压氧化工艺通常是在1 6 0 ～1 9 0 ℃，1 5 0 0 ～2 0 0 0 k p a 氧压下的高压釜 中进行【2 3 1 。在高温高压的条件下，黄铁矿、毒砂的氧化分解速度快，氧化率高， 高压浸出渣氰化时，金的回收率非常高，适合于大型矿山大规模生产。我国难 处理金矿资源储量虽然大，但是比较分散，各黄金矿山规模相对较小，完全照 搬国外加压氧化技术并不实际，在保证好的氧化效果前提下降低氧化温度和压 力以及试剂消耗量，成为了加压氧化工艺发展的主要方向。研究表明，在酸性 介质中加入少量硝酸盐[ 2 4 J ，浸出温度和压力可大幅度降低。对矿石进行机械活 化处理1 2 ”，也可达到降低温度和压力的效果。中国科学院化工冶金研究所提出 以硝酸为介质的催化氧化酸浸新技术【2 6 】，可在较低的温度和压力下操作。采用 该法预处理团结沟金精矿时，其工艺条件为1 0 0 4 C ，4 个大气压，浸耿液固 比4 5 ，溶剂含0 1 3 NH 2 s 0 4 、0 ．1 2 NH N 0 3 及0 ．1 9 ／L 木质素磺酸钠，浸取时间 2 ～3 小时，每吨金精矿耗氧量为1 1 0 ～1 4 0 M 3 。处理后金的氰化浸出率稳定在9 5 ％ 以上。由于氢氧化钠价格高，以石次f 2 7 】、氨水ⅢI 为介质的碱性加压氧化法得到 了研究。氨性催化氧化t 2 ”贵州丹寨含砷锑汞金精矿时，在氨性溶液中以C u 作 催化剂，O ，作氧化剂，在8 5 “ C 及2 0 0 k p a 操作压力下，将砷矿物氧化，使其中 的金游离出来，随后氰化金的浸出率达到8 0 ～8 7 ％。中南大学p o 】研制了一种常 压催化氧化预处理工艺，过程是在有N 。催化剂的硫酸介质中，利用M n O 来 分解毒砂和黄铁矿，控制条件为1 0 0 。C 、4 0 0 9 ／L 硫酸、时问4 小时。脱砷率 可达9 5 ．5 ％，再用多硫化钠浸出，金的浸出率在9 8 ．5 ％以上。 尽管加压氧化法是难处理金矿预处理的一种理想的方法，但是加压氧化需 要严格控制工艺条件，其反应器高压釜需要昂贵的耐磨、耐腐蚀材料 合金 来制作，反应所需氧气还要专门的制氧车间提供，投资大，生产成本高。 3 细菌氧化法 难处理会矿细菌氧化预处理主要
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