金礦生物氧化提金工藝的應用探索

程嚴玲（新疆天地源礦業(yè)工程技術(shù)有限公司　烏魯木齊　830002）

金礦生物氧化提金工藝的應用探索

程嚴玲
（新疆天地源礦業(yè)工程技術(shù)有限公司烏魯木齊830002）

新疆阿希金礦采用生物氧化、氰化和樹脂吸附提金工藝處理高含砷、難處理的金礦，其氰化浸出率穩(wěn)定在98％左右，而其樹脂的吸附率則可以穩(wěn)定在98.5％左右，效益非常明顯。

高含砷金精礦生物氧化預處理樹脂提金浸出率

新疆阿希金礦最主要的資源是一些微細粒的高硫、高砷金精礦，其中的金以顯微的狀態(tài)，或是次顯微的狀態(tài)，甚至是晶格金的狀態(tài)被包裹在一些含砷的硫化物當中，因此處理起來非常難。當采用常規(guī)方法直接提取，其浸出率相對較低，為此，阿希金礦采用了一種特殊的工藝：生物氧化-氰化-樹脂吸附方法對其中的金礦進行提純，這一套系統(tǒng)在建成并投產(chǎn)之后，其氰化的浸出率可以達到98％，而其樹脂的吸附率也可以穩(wěn)定在98.5％以上，實現(xiàn)非常顯著的綜合經(jīng)濟效益。

1　技術(shù)路線

通過對阿希金礦含砷礦進行分析，總結(jié)了金礦物中的主要特點，再根據(jù)具體的礦物細菌氧化要求，設(shè)計出了一套較為先進的新型反應器，這個反應器可以使金礦首先經(jīng)過細菌氧化的預處理，再將其投入到氰化浸出系統(tǒng)當中，并用樹脂作為其主要的吸附介質(zhì)，最終完成整個提金過程。

1.1技術(shù)難點

在具體的技術(shù)工藝方面，由于整個的細菌氧化周期比較長，所以技術(shù)工藝需要的參數(shù)也相對較多，這需要我們在進行自動化控制時要取得比較全面的突破。在實施細菌馴化時，要加強對細菌的氧化機理研究，分析總結(jié)得出細菌的最佳生存條件，有利于使固、液、氣這三項條件來滿足所有細菌的生長需求。而在礦物方面，由于各種不同金礦石所具有的化學成分不同，在浸礦的過程中，會受到各方面因素的影響，從而導致細菌難以更好的生存。

1.2關(guān)鍵技術(shù)條件

（1）為了提高細菌的生活適應性，要分別的完成0.065、0.17、1.5、10m3生物氧化器方面的設(shè)計，只有設(shè)計出一個合理的浸出試驗，才能夠成功的馴化出一些更加適于在高海拔地區(qū)生長的細菌。

（2）要重新進行設(shè)計并制作出一些容積大、高效的生物氧化反應器。在研究生物氧化過程中的黃金選礦工藝時，其最主要的設(shè)備包括氧化槽、尺寸為8 m×8.5 m的浸出型攪拌槽，此外還有雙層的攪拌器、下壓式攪拌器等，具體的設(shè)計見圖1。

圖1　新設(shè)計重啟分布環(huán)示意圖

在此反應器中，必須要實現(xiàn)三項之間的良好傳遞，此外還要對槽內(nèi)的溫度進行調(diào)節(jié)。

在設(shè)計軸向流攪拌器時必須要使其適合攪拌較高黏度液體，而對于一些大面積的葉片來說，則要求其不僅要具有較高的混合效率，同時也要使其滿足對于被攪拌的不同流體提供一個較大的剪切力，由此可以在很大程度上阻止氣體從葉片當中穿過，以此來延長氣液之間的接觸時間。新設(shè)計出來的攪拌器葉片見圖2。

圖2　新設(shè)計的攪拌器葉片

（3）樹脂提金工藝有它自身的獨特性，由于樹脂的容量比較大，耐磨性能佳，附著能力強，并且能夠反復使用。正是由于這些優(yōu)點，通常會采用樹脂提金工藝和生物氧化工藝相結(jié)合的方法。

2　生產(chǎn)技術(shù)指標

2.1氧化作業(yè)

氧化作業(yè)十分關(guān)鍵，也是整個系統(tǒng)的重中之重，對于脫除硫和砷的過程，脫除率成為反映其氧化好壞的一個最重要的指標，那么，通過對以下的幾個指標進行穩(wěn)定的控制，可以達到一個較高的硫、砷脫除率。就以磨礦細度來說，達到0.074mm的占到了97％；而對于礦漿溫度來說，基本處于43℃左右；至于礦漿濃度，可以達到15％～20％；礦漿的pH值則在1.5左右；氧化還原電位值為500～650mV之間；充氣系數(shù)為0.06～0.13 m3/min；氧化的時間也達到了5.9天。

通過多年的不斷努力，阿希金礦的硫、砷脫除率已經(jīng)達到了一個較高的水平（表1），甚至遠優(yōu)于之前的設(shè)計值，這也為后續(xù)的氰化浸出能夠達到更好的效果奠定了一個良好的基礎(chǔ)。

2.2氧化渣氰化作業(yè)

表1　細菌氧化后氧化渣的硫、鐵、砷含量 ％

氧化渣氰化作業(yè)則是這個工藝當中的一個重點環(huán)節(jié)，決定其成敗的是氧化渣的浸出率。氧化渣進入浸出系統(tǒng)之前，要經(jīng)過三級的壓濾洗滌、堿浸、預浸出等過程，然后進行氰化浸出步驟，最后可以利用原有的樹脂提金系統(tǒng)對這些氧化渣進行一邊浸一邊吸，可以達到最優(yōu)的浸出吸附指標（表2）。

表2　氧化渣的浸出率對比　％

2.3作業(yè)當中如何控制關(guān)鍵參數(shù)

生物氧化提金工藝一開始是由國外引進，應用實踐還不是很成熟，關(guān)鍵技術(shù)也大都是被國外的相關(guān)生產(chǎn)廠商所控制。國內(nèi)各個廠商對于技術(shù)保密也都十分的嚴格，且相互之間的技術(shù)方面交流很少，由于種種原因，使得各個廠商都存在著難以攻破的技術(shù)難點。

（1）原料準備過程。一般情況下，金精礦當中的鐵砷比必須要達到4∶1以上才可以順利的生成砷酸鐵，減少砷酸鈣的產(chǎn)生。

（2）菌種的馴化過程。在對細菌進行耐砷馴化時，需要篩選出耐砷能力最強、活性又相對較高的細菌。經(jīng)過馴化之后的菌種可以明顯發(fā)現(xiàn)耐砷能力的提高。

（3）礦漿條件的控制。在現(xiàn)場操作時，一般要保證pH值在1.5～2.0之間，這樣可以保證氧氣的傳質(zhì)速率，而礦漿的濃度則要控制在15％～20％之間，這對于細菌的氧化過程最為有利。

（4）充氣條件的控制。充氣的速度很難控制，往往需要我們不斷摸索，而充氣的速度又在很大程度上是取決于攪拌強度和礦漿濃度，因此要保證固體含量達到25％、硫氧化率達到45％，而氧化的時間則最好超過60h，這樣就可以保證充氣量在0.05～0.10m3/h。

（5）氧化時間的控制。通過試驗和相關(guān)的實踐摸索，發(fā)現(xiàn)對于金精礦來說，氧化時間最好保持在144 h左右，此時砷的氧化率就可以達到78％以上。

2.4影響細菌最終氧化效果的主要因素

（1）生物因素。為了能夠使細菌獲得最大的活性，需要通過相關(guān)的馴化過程使細菌能夠很好的適應與其工作條件十分相似的環(huán)境。馴化過程完成之后，耐受性較強的細菌則可以存活下來，從而形成了一個新的、耐受性很強的菌株。

（2）礦物因素。礦物是進行細菌氧化的主要工作對象，它也構(gòu)成整個細菌浸礦工藝的一個內(nèi)因。因此，必須要首先查明整個礦物的化學成分。在研究礦石時，要把細菌的氧化工藝作為其研究主體。其中硫化物的化學成分十分復雜，這就給細菌的浸出過程帶來了一定困難。礦石當中主要是一些高砷的微細粒金精礦，而金與硫化物又很難分離。

（3）礦石粒度和礦漿濃度影響。細菌浸礦過程其實是在礦石的界面當中進行的，所以它的實際速率是和固體表面積有很大關(guān)系。一般情況下，礦石的粒度越細，其顆粒所具有的比表面就會越大，也就越有利于細菌和礦石之間更大的接觸，從而加快了細菌的氧化。在相關(guān)的微生物浸礦工藝當中，礦漿的濃度一般都可以控制在10％～20％。

3　結(jié)束語

總體而言，新疆阿希金礦采用的生物氧化-氰化-樹脂吸附技術(shù)，大幅度提高了選冶回收率，綜合經(jīng)濟效益顯著。我國難浸金礦儲量豐富，該工藝經(jīng)進一步研究和完善后，必將為我國黃金工業(yè)乃至整個礦業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟效益。

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收稿：2016-02-22

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.06.021