复杂难处理金矿石金精矿选冶技术学习资料

复杂难处理金矿石（金精矿）选冶技术学习参考资料内容摘要:我国黄金产量连续七年保持世界第一，国内外所有采矿技术、选冶技术在国内均较为使用与发展，一些技术已经达到国际先进水平。山东黄金集团公司作为国内黄金行业的大型集团公司，一直致力于黄金事业的发展，根据战略规划目标和科技创新的要求，集团选冶技术委员会邀请专家就复杂难处金矿资源进行专题讲座，为提升和推进集团在难处理金矿资源方面迈出新步伐，现对国内外难处理金矿有关技术进行收集整理，供集团内部各位同仁学习参考与借鉴。一、引言2013年.我国黄金产量高达428吨，连续七年成为世界产金第一大国，由于近年来连续攀升的金价和先进技术的应用，大量低品位、难处理金矿资源以及尾矿资源开发为黄金持续发展提供了后劲。截止2012年底，我国己探明的黄金储量/资源量约为8196.23t，为全球第二位，但可利用的工业资源储量仅为1866.74t，工业储量与资源量之比为1:3.4，以世界第十位的可利用工业储量支撑了连续7年世界第一的黄金产量;在资源利用方面、总体技术装备水平和生产成本，仍与发达矿业大国和集团公司仍有较大差距。我国历年黄金产量见附表1，近几年黄金产量构成见表2。2007-2012年中国黄金产量统计表表2年份矿产金有色副产金总产金量产量/吨比例%产量/吨比例2007227.0683.6443.4316.06270.492008233.41882.7748.58917.23282.0072009261.05183.1452.92916.86313.982010280.03282.1560.84417.85340.8762011301.99683.6758.96116.33360.957201233081.8872.0517.92402.05二．我国黄金地质资源的特征与特点我国黄金地质资源种类比较齐全，黄金矿床分为岩金矿床和砂金矿床，就国内而言，砂金资源保有量日趋减少，当存的资源因与环境相关的众多原因难以利用，国内黄金产金绝大多数来源于岩金矿山和伴生金矿山的开采。我国岩金资源的岩金成矿构造见图1，主要金矿床种类见表3。近六年探明的储量/资源量变化表见表4.中国主要岩金金矿床种类表3序号矿床名称矿床特点-1绿岩待型（石英脉型）金矿床形成于太古代绿岩区，矿体围岩是闾绿岩带，金矿资源部分来自绿岩。典型矿山：招远玲珑、河南文峪2变质岩宵岩典型金矿床围岩含炭质比较高，成矿多为中晚元古代＆古生代典型矿山：江西金山、湖北蛇屋山3火山岩型金矿床成矿峪火山作用有关，成矿时代可以从古生代到新生代典型矿山：新疆阿希、福建紫金山4微细粒浸染型金矿床成矿产生在沉积岩中，往往富含砷矿物典型矿山：贵州烂泥构、云南镇远5侵入体接触带型金矿床侵入体＆围岩接触带常常发育在断裂带，形成聚矿物典型矿山：山东焦家、新城、三山岛图1中国岩金成矿构造图近6年己探明资源储量结构变化表表4年份岩金伴生金砂金合计20073662.241362.48516.625541.3420084027.51401.5552.85951.7920094399.321413.7520.86327.9020104898.091468.03512.866864.7920115490.361453.57475.527419.4320126161.97I1558.71475.558196.23我国黄金资源有以下特点：黄金矿床种类多，但缺少世界级大型、超大型矿床。我国黄金资源在地区分布上是不平衡的，但类型繁多，东部地区金矿分布广、类型多。砂金较为集中的地区是东北地区的北东部边缘地带，中国大陆三个巨型深断裂体系控制着岩金矿的总体分布格局，长江中下游有色金属集中区是伴（共）生金的主要产地。详见中国金矿分布见图2。其金矿床的工业主要类型有、石英脉型、破碎带蚀变岩型、细脉浸染型（花岗岩型）、构造蚀变岩型、铁帽型、火山－次火山热液型、微细粒浸染型等矿床。其中主要产于破碎带蚀变岩型、适应脉型及火山－次火山热液型。三者约占金矿总储量资源量的94％以上。中国远景找矿区域见图3。尽管我国金矿类型较多，找矿地质条件较优越，但至今还未发现像南非的兰德型、原苏联的穆龙套型、美国的霍姆斯塔克和卡林型，加拿大霍姆洛型以及日本与巴布亚新几内亚的火山岩型等超大型的金矿类型。图2中国金矿分布图图3中国金矿远景找矿图国内地质探明和经过矿山生产勘探后超过100吨金属量以上的矿床有夹皮沟、玲珑、焦家、新城、三山岛、岭南、尹格庄、夏甸等，尚未开采的有莱州瑞海公司、莱州朱郭李家以及三山岛西岭、焦家金矿深部、莱州腾家-曲家矿带等。紫金山由于充分利用资源，不断降低边界品位后，黄金总储量增加300吨以上，目前保有100吨以上。武警部队在甘肃阳山地区提交的资源量在200吨以上2.资源分布广泛，储量相对集中。我国金矿分布广泛，据统计，全国有1000多个县（旗）有金矿资源。但是，由于个地区成矿地质条件不同及地质供桌程度差异较大，各类金矿的地区分布很不均匀。已探明的金矿储量资源量相对集中于我国的东部和中部地区，其储量约占总储量的75%以上，岩金产地的65.9％、探明储量资源量的81.2％，集中分布于山东、河南、吉林、河北、陕西、辽宁、湖南、内蒙古、黑龙江、新疆等省区，其中山东省岩金储量资源量接近全国岩金总储量资源量的1/3以上；砂金产地的61.9％、探明储量的73.6％集中分布于黑龙江、四川、陕西、内蒙古、吉林等五个省区，其中黑龙江占41.6％；伴生金资源遍布全国25个省市区，其探明储量的73.2％集中分布于江西、湖北、安徽、甘肃等省，其中35％以上的集中在江西省。3.金矿床中富矿少，低品位居多。根据统计，2012年，中国黄金储量/资源量平均品位为2.32克吨，可利用工业储量平均品位为2.55克吨。远景工业平均品位为2.09克吨，黄金储量/资源量的品位呈逐年下降趋势，远低于世界主要产金国。4．探采深度浅，露采矿山少。探采深度大是国外金矿规模大的重要原因。目前国外开采超过1000米以上的矿山数量不少，特别是南非，探矿深度超过5000米，达到5424米，部分矿山的开采深度已经突破4000米，而我国黄金矿山的开采深度普遍在浅部（600米以内），部分矿山可到800米，只有相五龙、二道沟、夹皮沟、玲珑、乳山等矿山开采垂深超过1000米，但近几年，由于金刚石小口经钻机的推广使用，探矿技术在迅速提高，探矿深度在迅速加大，在胶东半岛地区和其他地区实施深孔探矿，揭示了3000米以下黄金资源的赋存，为进一步扩大储量资源量提供基础。5．低品位、难处理黄金资源占有比例增高。我国在滇桂黔三角区、云南哀牢山、川北地区、长江中下游、辽东、新疆、黑龙江、江西、吉林、甘肃等地区探明了一批微细粒浸染型金矿床，而且在其他地区也陆续发现此类矿床，显示出我国难处理黄金资源的赋存前景。探明的主要矿床有广西金牙金矿、贵州烂泥沟矿区、贵州紫木函矿区、贵州丫他矿区，云南镇源矿区，甘肃舟曲坪定矿区，甘肃岷县鹿儿坝矿区和寨上金矿田，辽宁凤城，广东长坑矿区，安徽马山矿区等。但是由于此类矿石中含硫、含砷、含炭。含泥等有害含量过高和金粒度过细，除地表氧化可采用堆浸处理外，原生矿石处理难度很大。三、何为“难处理金矿”难处理矿石在英文中称作“refractory”，原意是“顽固的、难以对付的”，所以在国内有些文献中曾经被翻译成“顽矿”。国内知名专家对“难处理金矿”的定义进行了更为规范化的解释。专家认为，难处理金矿是指不能用常规浸出工艺提取黄金的矿石，称为难选冶金矿。难处理金矿必须先进行预处理，就是提前将载金矿物分解，使金充分暴露出来，以及将有害物质分解去除或改变其性质，消除其对浸金过程的不利影响。难处理金资源涵盖了难采的金矿资源，难处理一般指的是这类矿石所具有的难选、难冶特性，即指采用常规或单一的选冶方法难于达到有效提取的目的。在技术上表现在选冶的回收率低，开发利用不经济，或是开发利用受环保限制等３个方面。综合各方面对难处理金矿石的理解，有两个特点，一是用传统方法难以直接浸出；二是化学药剂的消耗量特别高。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。

四、国外难处理工艺技术发展态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。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是未来难处理金矿的基本工艺技术，其他各种与处理技术有待进一步完善与提升。1、焙烧工艺（原矿石与精精矿）

焙烧工艺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），作业费用相对较低（当含硫80%以上时，很容易自然进行），矿石中含铜时，可通过的浸成水浸工艺综合回收铜。该工艺的缺点是对工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，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，像微波焙烧工艺等已显示出了良好的工业应用前景。2、热压预氧化

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，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。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。压力预氧化原则工艺流程见图4，全球压力氧化流程及结构参数见表5，目前世界已经运行费压力氧化厂情况见表6，压力与氧化预其他处理工艺的投资与运行费用对比见表7。

图4压力预氧化原则工艺流程图5全球压力氧化流程及结构参数图6目前世界已经运行费压力氧化厂情况图7压力与氧化预其他处理工艺的投资与运行费用对比

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；由于压力工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，工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，日处理量必应低于1200吨以上。

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，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。3、细菌氧化

细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，同时生产作业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，如果在作业中出现一次“误操作”，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。

四、其他工艺

除上述三种预处理工艺外，化学氧化法也曾在工业上得到过应用，曾采用闪速氯化工艺处理卡林型碳质矿石。目前各国仍在研究开发各种更加有效，易于工业实施的预处理技术，如硝酸作为催化剂的硝酸催化氧化法，同步完成预处理和浸金过程的HMC工艺，硫酸、碳酸、氢氧化钠、氯化盐介质中电化学氧化法工艺等，各种化学氧化法在试验室研究和半工业试验研究中均获得了良好的效果，但尚需解决许多工程化的技术问题。从国外难选冶技术的发展趋势看，研究开发作业条件比较温和，反应速度快，工艺投资费用和生产费用合适，环境污染小的预处理技术是主要的发展方向。五、国内难处理工艺技术发展态势对于国内难处理金矿资源的开发利用，在过去的十余年期间，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。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（已于2004年前后停止），黑龙江乌拉嘎金矿和江西金山金矿的金精矿氰化工艺等。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。

目前国内黄金企业大多考虑经营效果，对易浸矿石多采用金精矿直接氰化、全泥氰化和树脂提金等工艺技术，对于复杂难处理、低品位金精矿直接销售含金物料冶炼企业，或者干脆来料加工委托，所以，冶炼加工含金物料的企业，直接氰化的不很多，直接氰化主要集中在胶东半岛的山东黄金、山东招金和中国黄金、灵宝等企业集团，集中处理集团内部各企业的含金精矿，其余冶炼加工则依靠原料收购来维持，冶炼加工原料竞争十分激烈，冶炼业经济效益完全依靠综合回收与提高回收率。冶炼加工企业生产工艺主要有：1、生物氧化工艺应用生物氧化工艺，最早的有烟台黄金冶炼厂、莱州天承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（已经停用多年），一直以后的辽宁凤城天利公司、新疆阿希公司，贵州烂泥沟金矿（外资企业）等。图5中国黄金辽宁天力生物氧化-氰化提金厂2、金精矿焙烧工艺绝大多数含金物料冶炼企业则采用金精矿焙烧––氰化工艺提金，工艺技术方面，有一段焙烧，也有两端焙烧，二两端焙烧占有较大比例。全国主要黄金冶炼企业情况见附表8。黄金冶炼焙烧工艺见图6、7、8、9、10。国内黄金冶炼厂一览表表8归属序号企业名称处理能力主要工艺简介备注中国黄金1中原黄金冶炼厂600两段焙烧+氰化2潼关黄金冶炼厂300两段焙烧3湖南平江黄金冶炼厂150两段焙烧4辽宁朝阳黄金冶炼厂100两段焙烧5嵩县黄金冶炼厂150两段焙烧6辽宁天利150生物氧化招远黄金1山东国大黄金冶炼厂800200两段焙烧+600氰化2金翅岭800氰化3北截600氰化4罗山400氰化5新疆招金100两段焙烧6甘肃招金400两段焙烧在建紫金矿业1上杭黄金冶炼厂200两段焙烧2洛宁黄金冶炼厂400一段焙烧3黔西南黄金冶炼厂200两段焙烧拟建灵宝黄金1灵宝股份800两段焙烧2晨光冶炼200两段焙烧恒邦冶炼1恒邦冶炼600两段焙烧其他1山西临汾150两段焙烧2黑龙江伊春100两段焙烧3山东海阳金奥200两段焙烧4青海大柴旦480两段焙烧5新疆阿希400两段焙烧6贵州华金200两段焙烧拟建7甘肃西脉200两段焙烧拟建8河西天承200生物氧化烟台黄金冶炼厂100山东黄金1西部冶炼200200焙烧+100氰化焙烧拟建2莱州黄金冶炼厂1200直接氰化注：根据有关资料整理，仅供参考。

图6焙烧提金工艺厂图7国内某两段焙烧—氰化提金厂图8河南中原黄金冶炼厂两段焙烧提金工艺图9国内高原某焙烧提金工艺厂图10紫金矿业黄金第二冶炼厂-两段焙烧提金厂3、原矿焙烧工艺

我国贵州地区，黄金资源大多呈贫硫、含砷、含碳（有机碳和无机碳）微细粒、包裹等特性，常规浮选工艺回收率极低，中国黄金产春黄金研究院积极争取，大胆研究创新，在贵州紫木凼金矿，采用具有自主开发研究知识产权的原矿焙烧工艺，其生产能力为1000吨日，目前运行正常。国内最早使用原矿焙烧提金工艺见图11，紫木党凼原矿被烧工艺技术见图12。图11最早使用原矿焙烧工艺的甘肃鹿峰金矿图12国内某原矿焙烧工艺流程图4、低品位原矿就地堆浸在低品位堆浸方面，紫金矿业集团公司不断开发完善，形成在年处理最大规模3500-4200万吨（含大量低品位综合利用），最大程度利用有限资源，最高年产黄金高达18.9吨，中国黄金集团公司的内蒙乌拉特前旗长山豪金矿已经形成氧化矿-混合矿-原生矿堆浸，日处理矿石达3万吨，不就得将来将扩大到6万吨，紫金矿业集团在紫金山金铜矿与北京有色研究总院合作，率先开展低品位铜矿石生物堆浸研究实验，形成了日处理2-4万吨的生产能力，为处理品位含铜资源开创先河。长春黄金研究院与辽宁金凤矿业公司合作，已经开展低品位含金资源的生物堆浸的研究实验，取得明显的效果。金矿堆浸与喷淋工艺图见13、14，紫金山金铜矿第二堆浸厂见图15。图13金矿堆浸技术工艺图图14金矿堆浸喷淋工艺流程图图15紫金山金铜矿第二黄金堆浸厂5、碱浸预处理紫金矿业集团创新在在贵州水银洞金矿采用常压碱浸预处理提金工艺（见图16）。常压碱浸预处理是在常压下通过添加化学试剂对矿石的有关组分进行氧化和处理，其介质是碱性的。对某含砷金精矿进行了常温、常压强化碱浸预处理的试验研究，该金精矿中的多金属矿物主要以金属硫化物为主，主要为黄铁矿、毒砂、斜方砷铁矿。试验采用物理与化学综合分离方法，利用边磨边浸工艺，其主体设备采用塔式磨浸机对含砷金精矿进行超细磨，然后在常温、常压下利用强化预处理搅拌槽进行强化碱浸预处理，从而脱砷、脱硫或使金与硫化物充分解离，再进行氰化浸金，达到高效提金的目的。该方法具有环保、工艺简单、流程短、投资小等优点。图16贵州紫金常压碱浸出预处理工艺六、国内难处理金矿资源工艺技术、原理与应用

随着国内易采易选资源的逐步减少，难处理金矿资源已成为今后我国黄金工业的主要原料和开发重点。目前预处理工艺主要有四种：生物氧化法，焙烧氧化法，热压氧化法，化学氧化法。1生物氧化工艺生物氧化工艺是利用自然界中的微生物，优选出嗜硫、铁的沒矿菌株，经过适应性培养、驯化，在适宜的环境下，利用这些微生物新陈代谢的直接作用或代谢产物的间接作用，从而直接或间接氧化和分解硫化矿基体，将包裹金的黄铁矿、砷黄铁矿等有害成分破坏，使金充分暴露出来，从而为随后的氰化提金工艺创造有利的条件，实现髙效的回收。同时，在氧化过程中，矿石中对环境造成污染的有害元素砷、硫等分解成相对稳定的无害盐类物质，经中和沉淀后堆存，对环境及大气不产生污染。1）生物氧化工艺的基本原理直接作用就是指浸矿细菌附着矿石表面与矿石中的硫化矿物发生作用，使矿物氧化溶解。以氧化亚铁硫杆菌为例，在有氧及水存在的情况下，对黄铁矿将会有如下反应：

间接作用则是指矿石在细菌代谢过程中所产生的硫酸高铁和硫酸作用下发生化学溶解作用。黄铁矿的化学浸出反应是：FeS2

+7Fe2(SO4)3

+8H2O→15FeSO4

+8H2SO4

(3)而反应所产生的硫酸亚铁又被细菌氧化成为硫酸铁，形成新的氧化剂，使这种间接作用不断进行下去：4FeSO4

+O2

+2H2SO4→2Fe2(SO4)3

+2H2O(4)直接作用和间接作用往往是同时存在的，不过有时以直接作用为主，有时又以间接作用为主。2）生物氧化工艺技术特点(1)该工艺在生产过程中不会产生烟尘，不向大气排放有害气体，对环境更加友好。(2)生产工艺大部分采用常规的矿物处理设备，设备制造批量化比较容易。(3)可通过控制氧化作业参数或条件，选择性地氧化目的矿物，达到高效的浸出效果。(4)由于氧化过程是在酸性溶液中进行，氧化反应槽需要防腐或采用不锈钢材质。(5)目前没有合适的工艺综合回收伴生的有价元素。(6)工程菌放大周期长，工艺生产要求的连续性强。生物氧化原则流程见图17。

图17生物氧化原则流程图3）国内外生物氧化技术的开发和应用现状目前生物氧化工艺主要有难处理金精矿生物搅拌浸出、难处理原矿生物搅拌浸出、原矿生物堆浸三种方式。金精矿搅拌浸金回收率最髙，浸出周期短，一般为6d左右，生物氧化反应体系投资花费较少。但随着资源的日益贫化，矿石品位降低，在用其他方法从经济上不能有效地提取时，原矿生物气化堆浸越来越引起人们注意。国外最早开发应用生物氧化工艺的南非Gencor公司于1988年将其开发的生物氧化工程化技术注册为BIOX工艺流程，并向世界上7家以上的生产厂进行了技术转让;南非国家矿冶研究院(Mintek)开发并注册了MINBAC生物氧化技术;澳大利亚BacTech有限公司开发了BacTech生物工程技术;另外，Mint-ek还与BacTech共同合作，将其开发的生物氧化技术用高额的技术转让费向发展中国家进行推广。因此，在20世纪以前，生物氧化提金技术在工程化应用方面基本上由国外保持领先水平。南非Barberton矿山公司的FairView金矿于1912年投产。该矿石中97%的金是以微细粒浸染在黄铁矿与毒砂中。通过采用生物氧化工艺后，其金的浸出率由直接氰化浸出的35%提高到95%。其生物氧化控制的条件为：反应温度40T，pH值为1.6,氧浓度2xl0-4%~4xl0-4%(2~4PPm),添加的营养基为钾、氮、磷，矿浆浓度为12%。美国的NEWM0NT公司则成功开发了低品位难处理金矿原矿生物堆浸预处理技术。原矿首先破碎到18mm,使矿石有足够的表面积，在筑堆过程中就需要向矿石中加营养液，而且要保证足够的空气，经过270d以后进行中和，然后进行常规的堆浸。其金的回收率由生物氧化前的20%提高到60%。我国对生物氧化提金技术的应用研究起步于国家的“九五”科技攻关计划，2000年12月，由长春黄金研究院(CCGRI)全面负责生物氧化工艺技术、生物菌种转让及工业生产调试的50t/d生物提金厂在山东烟台黄金冶炼厂建成投产，成为国内真正意义上的首座生物提金工业生产厂。2003年7月辽宁天利金业有限责任公司生物氧化厂正式投入生产运行。成为我国自行研制、自行设计、自行建设、具有完全独立自主知识产权的示范工程。该厂自投产运行至今，生产运行稳定，各项经济技术指标均已超过设计要求。目前处理量为150t/d(超过原设计的50%),金、银回收率平均达到96.32%和81.31%,生产成本控制在280元/t左右[3]。通过国内自主知识产权技术的推动，使生物氧化提金技术成为近几年在国内矿产资源开发利用领域中应用速度快、成熟期短，并已进入国际先进水平的高新技术之一，也使我国成为拥有生物提金厂数量最多的国家。由于生物氧化与焙烧、压热和化学氧化工艺相比，具有资源利用率髙，环境污染小，对复杂的含砷、含硫、微细包裹型金精矿(或含金矿石)的适应性强，而且生产工艺运行稳定可靠，操作易于掌握，工艺基建和生产费用低等优点，该工艺成为近年来在黄金技术领域中发展最迅速和最具有应用前景的一项高新技术。2焙烧氧化工艺焙烧法是利用高温充气的条件下，使包裹金的硫化矿物分解为多孔的氧化物而使浸染其中的金暴露出来。焙烧法作为难浸金矿的预处理方法已有几十年的历史了。该法对矿石具有较广泛的适应性，操作、维护简单，技术可靠，但由于传统的焙烧处理放出S02,AS203等有毒气体，环境污染严重，因此其应用受到限制。但随着两段焙烧、循环沸腾焙烧、富氧焙烧、固化焙烧、闪速焙烧、微波焙烧等焙烧新工艺的出现，在一定程度上减少了环境污染，提髙了金的回收率，并且投资和生产成本相应降低，从而使焙烧氧化法又成为难浸金矿石预处理优先考虑的方案之一。1）焙烧氧化工艺的基本原理高温条件下，难处理金矿将发生如下主要化学反应：对于黄铁矿：3FeS2

+8O2====Fe3304

+6SO2

↑

(5)4FeS2

+11O2====2Fe2O3+8SO2↑(6)对于砷黄铁矿，在氧气不足和约450℃时：3FeAsS====FeAs2

+2FeS+AsS↑(7)12FeAsS+29O2====4Fe3O4

+6As2O3

↑+12SO2

↑(8)在600℃以上时：4FeAsS====4FeS+As4

↑(9)As4

+3O2

====2As2O3

↑(10)2）焙烧氧化工艺技术特点(1)该工艺处理速度快，适应性强，尤其是对含有机碳的矿石针对性强。(2)副产品可以回收利用，可以综合回收砷、硫等伴生元素。(3)在焙烧过程中，能造成硫化矿的“欠烧”或“过烧”，影响金的浸出率。(4)焙烧过程产生大量的二氧体硫和三氧化二砷等有害气体，收尘系统复杂。(5)工艺流程长而且复杂，操作参数要求严格，生产调试周期长。(6)受到硫酸市场的影响和制约，酸价的波动直接影响该工艺的合理性。两段焙烧原则工艺流程见图18。

图18两段焙烧原则工艺流程图3）国内外焙烧氧化技术的开发和应用现状目前最常见的焙烧氧化工艺主要有针对金精矿的两段沸腾焙烧和针对原矿的固化沸腾焙烧。对于含相当数量砷的金精矿一般采用两段焙烧工艺，即在400-450度控制弱氧化焙烧气氛或中性气氛，含砷矿物被氧化生成挥发性的三氧化二砷，同时矿物中硫部分被氧化;然后在高温下(500℃以上)进行氧化焙烧，彻底脱硫和碳。两段焙烧脱砷率较髙，焙砂残留0.2%~0.5%的砷。20世纪50年代中期开始就有几座金矿采用了两段焙烧工艺处理含砷金精矿的提金生产。瑞典波立登公司也开发了其独有的技术。例如该公司的赫尔辛堡厂处理含砷黄铁矿采用的就是两段焙烧工艺。一段是缺氧焙烧，空气过剩系数为85%~90%,而且是稀相焙烧，即绝大部分焙砂和烟气经烟道进入旋风收尘器，烟气中有升华的S2&SO2,砷有As4、As4S6和As2O3,在旋风收尘器由空气喷嘴加人空气使反应继续进行，硫转化为SO2,砷转化成As4O6。实际上旋风收尘器也可以称为后燃烧室。一段炉少量的焙砂和旋风收尘器回收的焙砂一起进人二段炉，二段炉进行氧化焙烧以进一步脱硫，其砷的脱出率可达到90%~93%。我国的山东烟台恒邦冶炼股份有限公司2004年引进瑞典波立登公司两段焙烧处理含砷金精矿专利技术，潼关冶炼厂目前也引进了该项技术。另外中原黄金冶炼厂、山东招远国大、辽宁新都、灵宝黄金冶炼厂等都在使用金精矿焙烧工艺。对于可浮性差、硫化矿物与脉石贫连生的难处理金矿石焙烧一般采用原矿沸腾焙烧工艺，同时利用矿石中所含碳酸盐矿物与焙烧过程中产生的硫、砷氧化物反应沉淀在焙砂物料中，烟气中硫、砷含量低，因此烟气治理较容易。美国在Cortez金矿建起了世界上第一家固砷固硫原矿焙烧厂，该矿含Au4.3g/t,As0.12%,S1.5%,Cl.0%。该工艺流程采用闭路干式自磨系统，利用热风干燥带出矿粉，同时采用循环沸腾焙烧炉。由于磨矿和焙烧都处于闭路循环状态，工艺条件易于控制，保证了金的浸出效果，金的总回收率为80%。目前国外已投产的原矿焙烧厂有十多家，其处理的矿石性质及焙烧工艺有所差别。矿石碎磨设备基本都采用干式磨矿，有的采用碎矿+干式球磨的磨矿系统，如Goldsrtrick金矿;有的则采用烘干半自磨+干式球磨的磨矿系统，如Minahasa金矿。焙烧炉的补加燃料有的采用煤，也有的采用油，此外有掺烧金精矿作为燃料的。我国的原矿沸腾焙烧工艺目前也取得了重大成果。长春黄金研究院在借鉴国外沸腾焙烧和循环沸腾焙烧炉、双层沸腾焙烧炉等新工艺设备的基础上，针对我国难处理金矿石的工艺矿物学特点，自主研发了“内循环式沸腾焙烧炉”，创新性采用了“欠氧高温焙烧技术”、焙烧过程砷、硫“固化自洁”技术，焙砂“固气交换”余热利用技术，以及首次引进水泥行业的立式辊磨技术与设备，从而形成了具有完全自主知识产权的原矿干式磨矿一沸腾焙烧一碳浆法提金的新工艺。利用该技术，选择了具有充分代表性而且蕴藏有大量难处理金矿资源的贵州省黔西南州紫木凼金矿，建成了年处理33万t的焙烧提金生产厂。紫木凼金矿的原矿经沸腾焙烧预处理后，金浸出率由直接瓴化的低于10%提高到82%以上，经过焙烧过程中“自洁固化”作用，原矿中砷的固化率达98%以上，硫的固化率达90%以上。焙烧法具有传统优势，随着鲁奇循环沸腾炉、波立登密闭收尘系统等新装置的出现使两段焙烧技术处理金精矿在今后得到发展外，固砷固硫焙烧原矿的技术将会有大的发展，尤其对于难选的难浸金矿大规模经营开发，必须采用新的焙烧工艺和装置，改变过去传统焙烧法污染严重的现状。3热压氧化工艺热压氧化法主要是利用空气或富氧在高压釜中进行热压氣化的过程，通过加温、充氧的手段破坏硫化矿及部分脉石矿物的晶体，使被其包裹的金暴露出来，得以氰化沒出。该工艺既能在酸性介质中进行，也可在碱性介质中进行，既可处理原矿，也可处理精矿。热压氧化工艺已成功用于工业生产，美国、加拿大、巴西和巴布亚新几内亚等国家先后建立了近10座应用该工艺的提金厂。1）热压氧化工艺的基本原理在碱性热压氧化过程中，硫化矿物中的硫、砷、锑、铁分别被氧化成硫酸盐、砷酸盐、锑酸盐及赤铁矿。主要的化学反应如下：2FeAsS+lONaOH+7O2→Fe2O3

+2Na3AsO4+2Na2SO4

+5H2O(11)2FeS2

+12NaOH+7.5O2

→Fe2O3

+4Na2SO4

+4H2O(12)Sb2S3

+12NaOH+7O2

→2Na3SbO4

+3Ne2SO4

+6H2O(13)2NaOH+H2SO4

→Na2SO4+2H2O(14)SiO2

+2NaOH→Na2SiO3

+2H2O(15)Al2O3

•nH2O+2NaOH→2NaAlO2+(n+1)H2O(16)在酸性热压氧化过程中，黄铁矿和毒砂被分解，生成FeAsO,、Fe203、Fe(OH)S04等沉淀物，主要的化学反应如下：4FeS2

+15O2

+2H2O→2Fe2(SO4)3

+2H2SO4

(17)2FeAsS+7O2

+H2SO4

+2H2O→2H3AsO4+Fe2(SO4)3

(18)2H3AsO4+Fe2(SO4)3+4H2O→2FeAsO4•H2O↓+3H2SO4

(19)Fe2(SO4)3+3H2O→Fe2O3↓+3H2SO4

(20)Fe2(SO4)3+2H2O→2Fe(OH)SO4

↓+H2SO4

(21)3Fe2(SO4)3+14H2O→2H3OFe3(S04)2(OH)6↓+5H2SO4(22)2）热压氧化工艺技术特点(1)通过热压氧化工艺，黄铁矿和毒砂的氧化产物都是可溶的，因此反应较为彻底，金的回收率较高。(2)对有害元素锑、铅等敏感性低。(3)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。(4)由于采用的是湿法工艺流程，不带来烟气污染问题。(5)对含有机碳较高的物料效果不好。(6)该工艺设备的设计和材质要求很髙，因此操作和维护水平的要求更高，基建投资费用较高。(7)砷、硫矿物目前没有合适工艺综合冋收利用。图19热压氧化原则工艺流程图3）国内外热压气化技术的开发和应用现状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。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、高压下的一系列反应，使包裹金的硫化物得到氧化，而将金矿物暴露出来，以达到氰化沒金的目的。硫化物的氧化程度取决于工艺过程的温度、压力、氧气流量和矿浆浓度等。1985年，美国的麦克劳林提金厂首次应用加压反应釜对矿石进行酸性加压加热氧化预处理，处理规模为2700t,该厂使用三台压热厂规模大都在1000t/d以上，如美国的GoldStrikeGetchell,处理量为2730t/d。用该工艺处理精矿的厂家如巴西的SaoRenton、巴布亚新几内亚的Porgora及Lihir金矿和加拿大的Campbell金矿。碱性热压氧化是在腐蚀性比较弱的碱性体系中氧化破坏对金形成包裹的硫化矿物，设备对材质的要求不高，其技术特点为适合处理碳酸盐含量高、硫化物含量低的难处理金矿石。1988年美国巴瑞克公司的巴瑞克莫克金矿(BarrichMercur)建成了世界上第一座碱性热压氧化预处理提金厂。Mercur金矿体由薄层状碳质石灰岩构成，载金矿物有黄铁矿、白铁矿、雌黄、雄黄等。由于矿石含方解石多，不宜在酸性介质中处理。它用一台<Φ166mxl512m的4隔室卧式高压釜处理含Au2g/t、S1%~2%的碳质硫化矿石，处理量为680t/d。氧化过程是在225℃和总压力3350kPa的条件下进行的，氧化时间70min。为维持反应温度，除回收反应放出的热量外，还需往高压釜通人4200kPa的蒸汽。金的浸出率从直接氟化浸出的20%~60%提高到压力氧化后的90%以上[4]。目前由于资源状况，该碱性热压氧化厂已经停产。我国山东某金矿（招远金翅岭冶炼厂）也在热压氧化工艺方面进行了积极的探索，该矿采用的是中温中压酸性氧化预处理工艺。该工艺的技术特点是以硫酸、硝酸为介质，在加压、加温的条件下用纯氧氧化硫、砷矿物。核心设备是髙压釜，由于技术要求复杂，材料防腐蚀问题困难较大，基建投资和生产成本都比较离，处理高品位、多金属精矿比较合适。“九五”期间，长春黄金研究院试验研究难处理矿石的碱性热压氧化预处理工艺技术，完成了小型试验和碱性热压氧化800kg/d的连续扩大试验，氧化温度在140~180℃的条件下，金浸出率由45%提高到92%~93%,同时研究发明了我国独有的釜内快速氰化提金工艺，并获得国家发明专利。目前该项目又列入国家“十一五”重大科技支撑计划中，争取在五年内建设一座高温高压碱性热压氧化工业示范厂。4化学气化工艺化学氧化法是在矿浆体系中添加强碱性或强酸性氧化剂，通过控制一定的温度，使得氧化反应得以进行。从而使金暴露解离，以达到氰化提金的目的。(1)硝酸氧化法。硝酸氧化法有两种工艺，Redox和Nitrox法。Minproc工程公司对加拿大某矿的含砷尾矿进行了Redox工艺可行性研究，确定了联合工艺流程。有人对采用Nitrox工艺中产生的元素硫的处理问题进行了探讨，氧化渣经熟石灰处理后氰化，金浸出率达97%。(2)电化学氧化法。电化学氧化法是利用电极反应氧化黄铁矿或砷黄铁矿，使矿物生成砷酸铁和硫酸铁从而解离金。该法不会产生环境污染，且氧化速度快。电化学法的电解质体系有硫酸、硝酸、盐酸等。(3)气化氧化法。水氣化或次氣酸盐氧化是碳质难处理金矿石的有效处理方法。对某卡林型碳质金矿石进行半工业试验表明，用次氣酸钠预处理后金的氰化浸出率由不经预处理直接氰化时