摘要：單一易處理金礦資源日益枯竭，復(fù)雜難處理金礦資源已成為中國黃金工業(yè)生產(chǎn)的主要來源。難處理金礦預(yù)處理方法主要有加壓氧化法、焙燒法、生物氧化法等。總結(jié)分析了主要預(yù)處理方法發(fā)展歷程及國內(nèi)外研究進(jìn)展，重點(diǎn)闡述了國內(nèi)外典型黃金冶煉廠預(yù)處理方法工業(yè)應(yīng)用及指標(biāo)對比，并對難處理金礦預(yù)處理方法未來研究方向進(jìn)行了展望。

　　關(guān)鍵詞：難處理金礦;預(yù)處理;加壓氧化;生物氧化;焙燒;工業(yè)應(yīng)用

　　引 言

　　金是一種貴金屬，在地殼中屬于微量元素，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，多用于金融交易、官方儲備、飾品材料和電子器件等。世界上有80多個國家生產(chǎn)黃金，金在世界范圍內(nèi)的分布相對較廣，主要分布在南非、俄羅斯、中國、澳大利亞等。截至2019年，中國黃金產(chǎn)量連續(xù)13年位居全球第一。2019年，中國黃金資源可控制基礎(chǔ)儲量僅為2 000 t，位居世界第八。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局報道，2019年全球礦山生產(chǎn)黃金3 463.67 t，占黃金總供給的72.52 %，礦產(chǎn)金是金的主要來源[1]。

　　金在自然界中多以自然金、金與銀的固溶體系列礦物、金的碲化物存在，金與硫化礦物有密切關(guān)系，通常與黃鐵礦和毒砂伴生，賦存在黃鐵礦和毒砂等礦物中[2]。隨著金礦床開采力度和開采規(guī)模不斷加大，易處理金礦資源日漸枯竭，難處理金礦資源逐漸成為中國黃金工業(yè)生產(chǎn)的主要來源[3]。根據(jù)金礦石工藝礦物學(xué)性質(zhì)，可將難處理金礦分為復(fù)雜多金屬硫化礦、碳質(zhì)礦、碲化礦等[4]。目前，世界金礦儲量中難處理金礦占60 %～70 %，而在世界黃金總產(chǎn)量中，由難處理金礦產(chǎn)出的金占30 %左右。中國已探明的金礦資源主要分布在山東、甘肅、河南等省，其中復(fù)雜多金屬硫化礦儲量最為豐富[1]。如何實(shí)現(xiàn)難處理金礦中金的高效、綠色、低成本回收已成為黃金冶煉行業(yè)亟需解決的重大問題。

　　1 難處理金礦

　　難處理金礦是指不經(jīng)預(yù)處理，直接采用氰化法浸出，金浸出率低于80 %的金礦。難處理金礦金提取率低的原因如表1所示[5]。

　　針對難處理金礦金提取困難的原因，采用特定預(yù)處理方法可大幅提高難處理金礦中金回收率。常見的預(yù)處理方法有焙燒法、加壓氧化法和生物氧化法等。

　　2 難處理金礦預(yù)處理方法

　　2.1 焙燒法

　　焙燒法是一種工藝成熟、應(yīng)用廣泛的金精礦預(yù)處理方法，主要處理硫化礦物包裹型金精礦。金精礦經(jīng)氧化焙燒后轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻媸杷啥嗫椎谋荷埃拱鸪浞直┞侗阌诮觯蚝蜕檗D(zhuǎn)化為SO2和As2O3得以收集。焙燒法大致分為氧化焙燒、閃速焙燒、固化焙燒、微波焙燒等方法。依據(jù)金精礦中砷含量高低，氧化焙燒又可分為一段焙燒和兩段焙燒。當(dāng)金精礦中砷含量較低時，采用一段氧化焙燒，主要化學(xué)反應(yīng)式為：

　　4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(1)

　　4Fe7S8+53O214Fe2O3+32SO2(2)

　　若砷含量較高，采用一段氧化焙燒時，氧化鐵易與砷發(fā)生副反應(yīng)(如式(3)、式(4)所示)，對金形成致密二次包裹，阻礙后續(xù)金的浸出。

　　Fe2O3+As2O3+O22FeAsO4(3)

　　Fe2O3+As2O52FeAsO4(4)

　　因此，當(dāng)金精礦中砷含量較高時，采用兩段焙燒，第一段在弱氧化性氣氛中焙燒脫砷脫硫，第二段在強(qiáng)氧化性氣氛中深度脫硫，四氧化三鐵氧化生成三氧化二鐵，打開毒砂等硫化礦物對金的包裹，主要化學(xué)反應(yīng)式[6]為：

　　12FeAsS+29O26As2O3+4Fe3O4+12SO2(5)

　　3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2(6)

　　3Fe7S8+38O27Fe3O4+24SO2(7)

　　4Fe3O4+O26Fe2O3 (8)

　　焙燒預(yù)處理提金方法發(fā)展歷程如圖1所示。1988年5月，招遠(yuǎn)黃金冶煉廠成功應(yīng)用焙燒—氰化工藝，為中國焙燒預(yù)處理提金工藝工業(yè)化應(yīng)用提供了實(shí)例參考。21世紀(jì)初，紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司(下稱“紫金礦業(yè)”)和湖南中南黃金冶煉廠等相繼采用焙燒—氰化提金工藝，取得了良好經(jīng)濟(jì)效益[7-12]。

　　宋裕華等[13]開展了復(fù)雜金精礦焙燒預(yù)氧化—氰化提金工藝研究，該金精礦中黃鐵礦和毒砂占金屬礦物相對含量的98.19 %，通過采用兩段焙燒氧化預(yù)處理，金浸出率由40 %提升到91.40 %。董曉偉等[14]開展了含碳金礦石氧化焙燒—氰化提金工藝研究，在最佳條件下，金浸出率可達(dá)86.91 %。尹福興等[15]開展了某含金硫精礦焙燒—酸浸渣非氰提金試驗(yàn)研究，在最佳條件下，金浸出率可達(dá)95.35 %。LIU等[16]為提高某難處理金礦石金回收率，在一段富氧焙燒中加入Na2SO4，熱力學(xué)分析和浸出結(jié)果表明：Na2S溶液能有效脫除焙砂中的Sb，采用Na2SO4輔助焙燒和堿性Na2S浸出相結(jié)合的提金工藝，可使難處理金礦石金回收率達(dá)到95 %。

　　焙燒法工藝成熟，適應(yīng)性強(qiáng)，操作簡單，生產(chǎn)成本低，但對操作參數(shù)和物料的成分配比敏感，易造成欠燒或過燒問題，導(dǎo)致焙燒預(yù)處理過程中金被二次包裹，致使金提取率不高。應(yīng)用焙燒預(yù)處理工藝過程中，應(yīng)對礦物進(jìn)行系統(tǒng)工藝礦物學(xué)分析，厘清焙燒過程中各有價金屬行為規(guī)律，確定合適的工藝條件，在打開原生包裹金的同時，減少二次包裹金占比，必要時可進(jìn)一步降低焙砂粒度，深度打開金的包裹，實(shí)現(xiàn)金的高效提取。

　　2.2 加壓氧化法

　　加壓氧化法又稱熱壓氧化法，其基本原理是在高溫、高壓、有氧條件下，加入酸或堿分解礦石中包裹金的硫、砷化合物，使金暴露出來，達(dá)到提高金回收率的目的。該工藝既適合處理精礦又適合處理原礦，根據(jù)溶液介質(zhì)的不同，可分為酸法和堿法2種。

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