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金矿资源难选冶技术现状及发展前景

http://www.kq81.com 时间:2009/1/5 16:01:21 来源:无 点击次数:946

一、国内难处理金矿资源的分布状况及特点:

  我国难处理金矿资源比较丰富,现已探明的黄金地质储量中,约有1000吨左右属于难处理金矿资源,约占探明储量的1/4。这类资源分布广泛,在各个产金省份中均有分布。其中,贵州,云南、四川、甘肃、青海、内蒙、广西、陕西等西部省份占有较大比重,辽宁、江西、广东、湖南等省区也有较大的储量。主要的资源矿区如:广西金牙金矿(30吨)、贵州烂泥沟矿区(52吨)、贵州紫木函矿区(26吨)、贵州丫他矿区(16吨),云南镇源冬瓜要矿区(10吨),甘肃舟曲坪定矿区(15吨),甘肃岷县鹿儿坝矿区(30吨),辽宁凤城(38吨),广东长坑矿区(25吨),安徽马山矿区(14吨)等。造成这些矿石难处理的原因是多方面的,矿石中金的赋存状态和矿物组成是最根本的原因,根据工艺矿物学的特点分析,国内难处理矿金矿资源大体上可分为三种主要类型。

  第一种为高砷、碳、硫类型金矿石,在此类型中,含砷3%以上,含碳1-2%,含硫5-6%,用常规氰化提金工艺,金浸出率一般为20-50%,且需消耗大量的Na2CN,采用浮选工艺富集时,虽能获得较高的金精矿品位,但精矿中含砷、碳、锑等有害元素含量高,而给下一步提金工艺带来影响。

  第二种为金以微细粒和显微形态包裹于脉石矿物及有害杂质中的含矿石,在此类型中,金属硫化物含量少,约为1-2%,嵌布于脉石矿物晶体中的微细粒金占到20-30%,采用常规氰化提金,或浮选法浮集,金回收率均很低。

  第三种为金与砷、硫嵌布关系密切的金矿石,其特点是砷与硫为金的主要载体矿物,砷含量为中等,此种类型矿石采用单一氰化提金工艺金浸出提标较低,若应用浮选法富集,金也可以获得较高的回收率指标,但因含砷超标难以出售。

  针对以上特征,解决国内的难处理金矿资源这一难题仍然需从以下三方面入手:

  第一、氰化提金之前先进行预处理,将金矿中伴生的主体矿物氧化分解,使被包裹的金解离暴露出来,同时,也将一些干扰氰化浸金的有害组分除去;

  第二、通过添加某些化学物质或试剂,以抑制或消除有害组分对氰化浸金过程的干扰达到强化浸出的目的;

  第三、寻找新的高效的或无毒的浸金溶剂,取代氰化物彻底解决环境污染问题。

  上述三种技术措施,都应该作为我们今后难选冶技术研究和开发的主攻方向,但从国内外的技术发展趋势来看,难处理金矿石的预处理技术,将会成为今后一段时期开发应用的重要目标。

  二.国内难处理金矿资源的利用规状及前景。

  对于国内难处理金矿资源的开发利用,我们在过去的十年内开展了大量的研究工作,从“八五”期间的黄金行业科研计划到“九五”的国家科技攻关,加上企业和矿山的各方面投入,使难处理资源得到了一定程度的开发利用。但总体形势上并不乐观,真正从难处理的金矿资源中有效合理、安全环保地提取出的黄金占每年的总产量的比例并不高。从目前已在开发利用的方式上,大体可分成两类,一类是难处理金矿的资源矿山通过采取预处理技术或强化浸金措施实现的就地产金方式,如湖南黄金洞金矿通过采用二段氧化焙烧工艺处理高砷金精矿,甘肃岷县的鹿峰金矿,采用原矿焙烧工艺处理含砷、碳、低硫的原矿,以及乌拉嘎金矿和江西金山金矿的金精矿氰化工艺等。这部分矿山的资源利用状况是金回收率普遍不高或者对环境产生了一定程度的污染和破坏,急需从工艺技术上根本解决问题。另一类难处理金矿资源的矿山则采用浮选或其它工艺富集的方式产出难选冶的金精矿,集中销售到冶炼厂,这种方式的资源利用率还主要取决于冶炼厂的预处理工艺的技术水平。

  目前国内经批准面向全国收购含金物料进行冶炼加工的定点企业共有34家,其中黄金冶炼厂22家,有色冶炼厂12家,这些冶炼企业中除烟台黄金冶炼厂、莱州黄金冶炼厂和陕西中矿生物矿业工程有限责任公司冶炼厂三家已开始采用细菌氰化预处理工艺可以处理部分含砷金精矿外,其余的冶炼企业大部分采用的仍是金精矿直接氰化工艺或焙烧––氰化工艺,这对国内目前的难处理金矿资源的“贫、细、杂”的多样性来说,受到了一定的限制。

  因此,目前国内难处理金矿资源的开发利用现状是:虽然难处理金矿资源所占比重较大,但开发利用程度相对较低。冶炼企业对单一含金易处理物料的需求量大,原料市场竞争激烈。而针对难处理金精矿的加工工艺的技术水平相对较低,产出的复杂金精矿销售困难,因而使难处理金矿资源的开发受到限制。这样也就造成了国内黄金工业生产的被动局面,一方面是易处理金矿资源越来越枯竭;另一方面已投入大量地勘资金而探明的难处理资源得不到开发或开发利用程度低。现在较为有利的方面是诸多冶炼企业已将注意力转向含砷、含碳、微细粒包裹型难处理含金物料的开发利用上,纷纷寻求各自的渠道和方式,力求突破工艺技术难点,抢先占领潜在市场。因而可以预见随着预处理技术的工业化推广应用,难选冶物料的产量将会越来越大,难处理金矿资源开发利用的前景也将更加广阔。

  三.国外难选冶技术应用状况及发展趋势

  难选冶技术的研究与开发一直被美国、南非、澳大利亚、加拿大等国所重视。目前所应用的预处理工艺基本上是由国外开发研究并率先后在工业中加以利用的。这些工艺开发应用,也使国外大部分己探明的难处理资源基本上都能得到经济合理、安全环保的开发利用。除极微细的碳质难浸金矿仍缺乏有效的处理办法外,目前,世界黄金的总产量己有1/3左右是产自于难浸金矿。

  从国外对难选冶技术的研究路线和应用效果可以看出,难选冶技术的主要关键在于预氧化或预选除去碳质矿物的“劫金”性,因此所谓的难选冶技术主要即是指预处理技术。目前已经开发应用或正在研究的预处理技术有焙烧工艺、加压氧化工艺、细菌氧化工艺、化学氧化工艺、以及氯化法和含硫试剂氧化法等,从国外预处理工艺的发展趋势和应用程度分析,焙烧氧化、加压氧化工艺和细菌氧化这三种预处理工艺将会成为未来难处理金矿的基本工艺技术。

  焙烧是难处理金矿石的最古老而传统的预处理方法,象早期使用的多膛炉焙烧、回转窑焙烧,马弗炉焙烧,随着技术的进步和市场的需求,近十几年来开发出的两段沸腾焙烧和原矿循环沸腾炉焙烧给这一传统工艺的工业应用带来新的生机。近十年中,世界各地新建焙烧氧化厂十多座。较为有代表性的应用矿山如美国的Jerritt Canyon和Big Spring以及南非的New Consort 等金矿。

  焙烧工艺的优点是适应性相对较强,(可处理含碳质的难浸金矿),*作费用相对较低,(当含硫80%以上时,很容易自然进行),并且当矿石中含铜时,可通过的浸成水浸工艺综合回收铜。该工艺的缺点是对*作参数和给料成分变化比较敏感,容易造成过烧或欠烧,欠烧时矿石中的含硫和含砷矿物分解不充分,过烧时焙砂出现局部烧使焙砂的孔隙被封闭找点粒二次包裹,从而导致金的浸出率下降。再者焙烧时会产生二氧化硫和三氧化二砷,综合回收不利时,会严重污染大气与环境。从目前来看随着环保要求越来越严格,与工艺相配套的烟气治理成本将会大幅度提高。因此,该工艺将会受到湿法预处理工艺的挑战。为了更好地解决环保要求,降低能耗,增加焙烧强度、提高浸出率,焙烧工艺的技术也得到了一定的完善和发展,最近几年国外的研究机构正在开发研究热解––氧化焙烧法,闪速焙烧法和微波焙烧法等更加有效的焙烧技术,虽然目前均还处于试验研究阶段,但像微波焙烧工艺等已显示出了良好的工业应用前景。

  热压氧化法在拉美国家被认为是最有效的预处理工艺。其分为酸性热压氧化和碱性热压氧化两种。碱性热压氧化由于仅适用于碳酸盐含量高、硫化物含量低(<20%)的难处理金矿石,因而,相比较而言酸性热压氧化工艺的应用较为广泛。

  酸性热压氧化基于在高温高压下,黄铁矿、毒砂等硫化矿物与氧发生反应,使矿物结构发生变化的机理,通过在酸性介质中的高温、高压下的的一系列反应,使被包裹的金暴露出来。达到氰化浸金的目的。1985年,美国麦克劳林提金厂首次应用酸性热压氧化预处理工艺以来,美国、加拿大、巴西和巴布新加坡等国家先后建立了近10座应用该工艺的提金厂,这些提金厂大多数为日处理1000吨以上的大型原矿热压氧化工艺。如美国的Gold Strike Getchell。文该工艺对难处理金精矿也是比较不效的,巴西的Sao Renton、希腊的Olypias、巴布亚新几内亚的Porgora和加拿大的Campbell金矿则是处理金精矿的代表。

  热压氧化工艺的优点在于黄铁矿和毒砂的氧化产物都是可溶的,因此,无论金颗粒多么细都会被解离,因而金的回收率较高,许多难处理金精矿经加压浸出后,浸出率高达98%以上,同时该工艺可以直接处理原矿,这对于不易于浮选富集的金矿石而言更加有效;由于采用的是湿法工艺流程,不带来烟气污染问题。缺点是:设备的设计和材质要求很高;由于压力*作及设备的防腐问题会带来一定的安全危险;与生物氧化法相比,*作和维护水平的要求更高;再者,基建投资费用较高,因而普遍认为只有建设大规模处理厂,经济上才比较合理。有文献提出,日处理量应在1200吨以上。

  最近,澳大利亚Dominion矿物公司提出的超细磨––低温低压氧化技术(Activex),通过超细磨矿(5~15μm)提高了矿物质表面活性,降低工艺的氧化温度和压力,使反应釜材质,防腐问题变小,因此,可以预见该工艺在突破选矿设备的压力和防腐问题后,工业应用的前景将会变得更加广阔。

  线菌氧化技术是继热压氧化和焙烧氧化之后又一种具有强大生命力的预处理工艺,目前应用于槽浸氧化和堆浸氧化两个方面。后者主要用于从低品位的难处理金矿中回收金。该预处理技术有BIOX法和BacTech法两种。BIOX法是南非Gencor公司,1975年开始率研究开发的技术,从1986年首先在南非Fairview金矿建成10t/d规模的细菌氧化预处理厂以来,Gencor公司开始陆续地向国外金矿转让该项技术,并从1991年起陆续建成5座处理难选冶精矿的细菌氧化厂,分别是南非的Fairvew (40t/d),巴西的Sao Bento (150t/d) 澳大利亚的Harbour Light(40t/d)和Wiltuna(157t/d),加纳的Ashanti(960t/d),其中以加纳的Ashanti的规模目前最大,它处理的矿石是含碳质的硫化物金矿,直接氰化金浸出率仅5~40%,细菌氧化预处理后的氰化金浸出率可提高到94%以上。最近乌兹别克斯的Navoi公司也已购买了该技术,拟处理Kokpntas金矿的难处理金矿石,目前即将投产。

  BacTech法是澳大利亚BacTech公司开发的技术,巴克泰克公司第一个将嗜热菌(适宜温度范围45~55℃)成功地用于生产实践,在澳大利亚的Yonanmi(尤安密)金矿成功地生产了两年以上,处理能力为120t/d。

  细菌氧化艺从国外的应用实践分析具有很多的优点:与热压和焙烧工艺相比,基建投资较低,生产成本也较低,同时生产*作的复杂程度相对不高;砷最后生成砷酸铁化合物,比生成气体再回收利用要安全和更加环保;细菌可以有选择地氧化砷黄铁矿,当矿石中金主要与砷黄铁矿共生时,在砷黄铁矿和黄铁矿混合的矿物中,只氧化砷黄铁矿就能使金解离,不需要氧化全部硫化物。

  但是,该工艺也存在一定的缺点:氧化时间长,矿浆浓度低,需要大容积和搅拌槽,在酸性介层中完成氧化过程,因而需要防腐材料成外包材料;正常工作时,一般需要降温冷却,需要消耗额外的能量,最后还有一点不利之处是,如果在*作中出现一次“误*作”,细菌可能会死亡,这需要几个星期才能把细菌的生物量恢复起来。

  尽管目前应用细菌氧化工艺的工厂还不多,但作为一种比较新的工艺,与其它的预处理工艺相比,已充分显示了非常好的发展前景。

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