高砷金矿脱砷预处理技术进展_周源
一种高砷磷矿预脱砷的方法及系统[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910628833.5(22)申请日 2019.07.12(71)申请人 昆明理工大学地址 650500 云南省昆明市呈贡大学城景明南路727号(72)发明人 张秋林 王兰英 宁平 (74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569代理人 刘潇(51)Int.Cl.C01B 25/01(2006.01)C01G 28/00(2006.01)(54)发明名称一种高砷磷矿预脱砷的方法及系统(57)摘要本发明涉及磷矿提纯技术领域，提供了一种高砷磷矿预脱砷的方法，首先将高砷磷矿粉进行高温处理，高砷磷矿粉中的砷与氧气在420～550℃温度下反应生成气态三氧化二砷，通过气固相分离将砷从磷矿粉中分离出来。
进一步地，为了得到洁净的砷产品，将含少量矿粉的烟气进行除尘和冷却结晶，生成白砷被回收。
本发明的方法使高砷磷矿的脱砷率大于80％，磷损率小于3％，工艺流程简单，能够回收白砷，变废为宝，具有广阔的应用前景。
本发明利用黄磷尾气中高浓度的CO燃烧产生的热量对高砷磷矿粉进行高温热处理，能够进一步降低成本。
本发明还提供了一种高砷磷矿预脱砷的系统，该系统结构简单，使用该系统进行高砷磷矿预脱砷，容易实现工业化生产。
权利要求书1页 说明书7页 附图1页CN 110240135 A 2019.09.17C N 110240135A1.一种高砷磷矿预脱砷的方法，其特征在于，包括以下步骤：将高砷磷矿粉进行高温热处理，得到低砷磷矿粉和含砒尘烟气；所述高温热处理温度为420～550℃；将含砒尘烟气除尘后进行冷却结晶，得到固体三氧化二砷。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温热处理的时间为0.5～1.5h；所述高温热处理的热量来自于黄磷尾气燃烧产生的热量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述除尘的温度为380～460℃；所述冷却结晶的温度为180～220℃。
含砷难处理金矿研究进展
含砷难处理金矿研究进展摘要:近年来，含砷难处理金矿资源的开发利用已经引起世界各国的广泛关注和重视。
其对于提高金的回收率，减少成本,达到环保要求和设计最佳流程等具有重要意义。
概括介绍了焙烧氧化、微生物氧化、加压氧化等方面的发展。
关键词:含砷难处理金矿焙烧微生物氧化加压氧化Research Progress of Arse ni c-beari ng Refractory Gold OreAbstractsn recent years,refractory gold ore containing arsenic resource exploitation has caused world attention.The improvement of gold recovery rate,reduce costs,meet environmental protection requireme nts and desig n the best processeshas importa nt sig ni fica nee. Briefly introduces the roasting oxidation,microbialoxidation,pressure oxidati on,non-cya ni dati on and other aspects of developme nt.Key Words:Arse ni c-beari ng refractory gold ore;Roasting;Microbial oxidati on [Pressure oxidatio n随着金矿资源的不断开采，易处理金矿资源日益枯竭，含砷难处理金矿资源将成为黄金生产的主要资源，含砷难处理金矿中金与毒砂嵌布粒度细或成包裹状[1],采用机械法很难达到单体解离，毒砂又会产生化学干扰[2],直接进行氰化浸金，金的浸出效果不理想，故脱砷预处理研究为当下研究的重点。
高砷金矿预处理脱砷技术发展现状
高砷金矿预处理脱砷技术发展现状高砷金矿预处理脱砷技术发展现状一、引言随着易浸金矿资源的日益枯竭，含砷金矿的开发日益显出其重要性。
含砷金矿一般皆属于难处理矿石，其资源的开发利用是世界性难题。
砷黄铁矿（毒砂）、雌黄和雄黄是含砷金矿中主要的砷矿物。
砷黄铁矿是最常见的载金矿物之一，常包裹有细分散的微粒金，在此情况下，矿石既使进行超细磨也不能使金微粒完全解离。
由此，含砷金矿的预处理工艺是当今黄金提取技术科技攻关的主导方向之一，其难点是金与神化物（主要成分是毒砂）以及黄铁矿的关系非常密切，金往往以微细粒状态被包裹在其中，或存在于毒砂或黄铁矿的单个晶体之间。
当金与毒砂共生时会生成黑色或黑褐色的表面膜覆盖在金的表面。
上述现象导致在提金工艺中金的回收率很低。
为了提高其回收率，有必要对矿石进行预处理以尽可能地脱除其中的砷，这是目前采金业中重点研究的方向。
二、焙烧氧化预处理焙烧氧化法是有色金属选冶中的传统工艺，也是处理含金硫化矿，特别是含炭质硫化矿最通用的可靠方法。
焙烧的目的是使硫化物分解以暴露金粒，使砷、锑的硫化物呈氧化态挥发掉、炭质物燃烧或失去活性；使显微或亚显微细粒金相对富集，以便为下一步氰化浸金提供良好的动力条件。
焙烧是多相化学反应过程，其主要影响因素有：温度、反应物和生成物的物化性质（粒度、孔隙度、化学组成等）、气流运动特性、气相中氧的浓度等。
温度的选择和条件的控制尤为重要，故焙烧法对操作参数和给料成分非常敏感，常造成过烧或欠烧，使焙砂的浸出率不高。
传统的焙烧工艺在焙烧过程中会释放大量SO2、As2O3等有毒气体，严重污染环境；炉气的收尘净化装置复杂、操作费用高。
但焙烧法简单、可靠，并可综合回收S、As等元素的优点使入乐此不疲。
为了解决欠烧、过烧及环境污染等缺陷，多年来．科技工作者不断研究探索，使焙烧工艺和设备不断完善和发展。
就设备而言，从单膛炉发展到多膛炉，由固定床发展到流态化沸腾焙烧。
昆明理工大学矿业工程黄金课题组研制了多段控温、制粒内热焙烧系统，取得良好效果；工艺方面，由一段发展到两段或多段焙烧，由空气到富氧焙烧。
关于贫硫高碳高砷难处理金矿石提金工艺的研究
关于贫硫高碳高砷难处理金矿石提金工艺的研究[摘要]本文对贫硫高碳高砷难处理金矿石提金工艺进行了探讨分析，研究结果证实，通过生物氰化-氧化技术对难处理金矿石进行提金处理，其金回收效果较差，金浸出率仅为80%左右。
而利用氧化焙烧、微波氧化法、化学氧化、细菌氧化、加压氧化等技术则能够显著提高贫硫高碳高砷难处理金矿石视为金浸出率。
[关键词]贫硫高碳高砷难处理金矿石提金工艺1概述随着近年来我国金矿开采规模的逐步扩大，以及易浸金矿资源的逐渐减少，难处理金矿逐渐成为金矿开采行业关注的重点。
我国现有黄金储量中，难处理金矿量约占30%左右，所以，对难处理金矿的提金技术进行分析已经逐渐成为了行业关注的焦点。
难处理金矿石中碳、砷等杂质的含量较大，在传统浸出技术的处理下，无法获得较为理想的金回收率。
现阶段，常见的难处理金矿石包括下述几种：一是碳质金矿石；二是被包裹在硫化矿物中的金矿；三是被包裹在含非硫化脉石组分中的金矿石。
导致金矿石难浸的主要原因包括：第一，导电矿物的影响。
与锑、铋、碲等金矿石导电矿物会聚合成化合物，进而钝化金的阴极溶解能力。
第二，劫金物的影响。
粘土和碳质物等劫金物的存在，都会影响浸取金过程中的可吸附金络合物。
第三，耗氧耗氰物质的影响。
溶液中钴、镍、锑、锰、铁、铜、砷等金属氧化物和硫化物的溶解度较高，会导致溶液中的溶解氧和氰化物发生严重流失。
第四，包裹。
化学覆盖膜、化学晶体固熔体以及物理机械包裹等，都会导致金矿物无法直接与氰化物接触。
2难处理金矿的预处理工艺难处理金矿预处理的主要方法在于去除包裹，充分暴露金粒，并充分与浸出剂相互接触，其目标包括：提高难浸的碲化金等矿物的易浸性；将有机碳、锑、砷等去除，避免有害杂质对其性能造成影响；氧化金矿物外层的硫化物，产生多孔状物料，保证金粒与氰化物溶液充分接触。
现阶段常用的预处理技术包括化学氧化、细菌氧化、加压氧化和氧化焙烧等。
2.1氧化焙烧第一，富氧焙烧法。
其主要优势在于：提高金回收率；因为无需将氮气的稳定提高到燃烧温度，因而能够防止发生不必要的燃料和热能损失问题；能够充分氧化，进而缩短焙烧时间，提高焙砂的生产质量；最大限度减少烟气体积，节约了冷却系统和烟气系统。
高砷多金属矿精矿脱砷及综合回收选矿工艺研究
(
矿石性质
矿石矿物复杂，查明矿物达 ## 种之多，金属矿
物有黄铁矿、 白铁矿、 磁黄铁矿、 毒砂、 闪锌矿、 铁闪 锌矿、 方铅矿、 黄铜矿、 铜兰、 磁铁矿、 自然铋、 银矿 物、 锡石、 黑黝锡矿、 黑钨矿、 白钨矿等， 脉石矿物有 方解石、 白云石、 萤石、 石英、 长石、 绢云母、 绿泥石、 ： 透辉石、 阳起石等。主要化学元素分析结果 （ /） 01 !. ’2、 34 (. !’、 54 ". *’、 )6 78 6 9 :、 ); (. !2、 5 2. (2、 <= ". "’$、>?* ". (8、@A !(. (!、)= ". (! 6 9 :、B4 ". #(、 5C?( !*. !#、 <D? !7. 2$、 <D@( 7. #$、 B6 #. (*、 )E( ?* *. 7!。 矿 石 中 铅 主 要 以 方 铅 矿 形 式 存 在 （ ，锌以闪锌矿、铁闪锌矿形式存在 ’$. */ ） （ 锡以锡石存在 （ ， 砷以毒砂的形式 ’$. !/ - ， ’#. $/ ） （ ） （ 存在 8’. 7/ 。 方铅矿、 闪锌矿 铁闪锌矿） 、 锡石、 毒 砂、黄铁矿及磁黄铁矿均属以细粒为主中粒至细粒
收有用金属难度并不大， 但要降低铅、 锌精矿的砷含 量并不易， 应属难选矿石类型。 采用铅、 锌、 硫顺序优 先浮选和铅锌粗精矿再磨以及浮选尾矿重选收锡的
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_高砷硫化金精矿脱砷试验研究
12F eA sS +29O 2 =4Fe3O4 +6A s2O3 +12SO 2 (2)
反应产物依体系氧势的不同 , 而可能进
一步发生如下的氧化反应 :
3FeS +5O2 =F e3O4 +3SO 2 4Fe3O 4 +O2 =6Fe2O 3
(3) (4)
4A s +3O 2 =2A s2O 3 A s2O 3 +O 2 =As2O5
2.2 试验方法
采用模拟试验方法进行试验 :即将物料
20
置于 Υ内 55 ×1 000 mm 回转管式炉的均热 段 , 用前后挡板使物料只在均热段内随炉管 的回转而翻腾运动 , 以模拟物料在工业窑中 的运动状态 ;与此同时控制炉温使均热段内 物料的温度以 15 ～ 20 ℃/ min 的速度在 30 ～ 40 min 内升达预定 温度 , 保温停 留设定时 间后 , 降温出炉 , 以模拟物料在工业窑内经 受的温度变化状态 。
彭建蓉等 高砷硫化金精矿脱砷试验研究
4 试验结果与分析
4.1 焙烧条件优化试验 在固 定空管标 态气体 流速为 0.63cm/ s
的条件下 , 进行了高温停留时间 、 焙烧温度 和入炉气体 CO2 含量等焙烧条 件的优化 试 验 , 结果分别示于图 5 ～ 7 中 。
图 5 高温焙烧时间与焙砂残砷的关系 温度 700 ℃ 气体流速 0.63cm/ s x 为 CO 219 ～ 20 (%) ○为 CO 217 ～ 18 (%) □为 CO 215 ～ 16 (%)
40min , 可将金精矿中的砷大部分脱除 , 所 获焙砂含砷低于 1 %。
2 试验原料和方法
2.1 试验原料 试验 所用原料 为选矿富 集得到 的金精
高砷含金硫精矿的深度精选及脱砷脱硫试验研究
三高金矿湿法化学预处理方法简介
三高金矿湿法化学预处理方法简介1、常压碱浸预处理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。
2、常压酸处理常压酸处理通常是只用过一硫酸对难浸矿石进行氧化处理。
过一硫酸是一种氧化性比H2O2更强的氧化剂，在pH值较低时是稳定的，过一硫酸是通过在浓硫酸中加入H2O2获得的：H2O2＋H2SO4（浓）＝H2SO5＋H2O过一硫酸可氧化硫化矿，对砷黄铁矿氧化效果更佳，Lakshaanan（据G．V．Weert，1988）曾报道过用过一硫酸实现类似于水相氧化的作用。
与传统焙烧和加压氧化法相比，其处理费用更低，尽管如此，该法却没有得到工业应用。
3、湿法氯化法水氯化法被用于含炭质金矿的直接提金，与提金不同的是，预处理所用的试剂不是氯气，而是次氯酸盐、高价氯化铁盐和铜盐以及氯化钠等。
高价铁盐和铜盐是一系列硫化矿物预浸出的理想氧化剂。
试验表明，高价铁盐浸出硫化物从难到易的顺序为：辉钼矿、黄铁矿、镍黄铁矿、辉钻矿、闪锌矿、方铅矿、辉铜矿、磁黄铁矿；高价铜盐浸出硫化物从难到易的顺序为：黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉铜矿。
通过硫化物的分解，可使包裹的金粒得到释放，从而易于氰化浸出。
4、HNO3分解法利用HNO3氧化砷黄铁矿可使原料中的硫化物充分分解，从而使Au成倍地富集，这有利于Au的回收。
前苏联用HNO3处理砷金矿，As和S被氧化成亚砷酸和硫酸，从而达到充分解离包裹金的目的，浸出渣氰化提金回收率＞95%。
含砷难处理金矿提金工艺的研究现状
含砷难处理金矿提金工艺的研究现状一、引言介绍砷难处理金矿的一般特点，阐述本文研究的背景和目的。
二、砷难处理金矿的主要难点介绍砷难处理金矿的主要难点，如砷存在形态、砷污染对环境的危害和砷与金的共生难以分离等。
三、砷难处理金矿提金技术现状介绍目前砷难处理金矿提金的技术现状，如高温氧化浸出法、氰化浸出法、生物浸出法、化学沉淀法等。
四、砷难处理金矿提金技术革新针对现有技术存在的问题，介绍近年来的技术革新，如氰化浸出与二氧化碳介质结合、微生物修复等。
五、展望展望砷难处理金矿提金技术的发展趋势，如研究砷难处理金矿的优质菌株，开发新型萃取剂等。
六、结论总结砷难处理金矿提金技术的现状以及未来的研究方向，强调砷难处理金矿提金技术的重要性和必要性。
一、引言金矿是一种重要的金属矿产资源，其开采和提取被广泛应用于工业生产、财务投资、金融和保值增值等多方面。
而砷难处理金矿的提金工艺则是金矿提取工艺的一种重要环节之一。
现有技术中，砷难处理金矿提金技术仍存在一些问题，如难以分离、对环境污染严重等。
本论文旨在对砷难处理金矿提金技术的研究现状进行综述，以期能够引导这个领域的研究方向，并为相关研究者提供参考。
砷是一种有毒物质，与金矿共生的矿物中含有砷元素的情况非常常见，例如黄砷、白砷、辉砷状黄铁矿等。
砷不仅对环境有害，而且极大地影响金的提取率和质量。
因此，如何成功处理含砷金矿，提取出高质量的金，是金冶技术工作者长期以来面临的重要难题。
而砷难处理金矿提金工艺，则是研究者重点解决的问题之一。
以往的研究表明，砷形态对含砷金矿的提金效果有很大影响。
不同的砷形态对提金的影响有所不同。
例如，三氧化二砷-黄铁矿中的砷，主要以正极七价的砷(VII)化合物存在，与亚硫酸盐反应很缓慢，常常难以分离。
而黄砷和白砷的溶解度较高，且两者都能够在氰离子存在下迅速溶解，因此，它们的提取率较高。
研究表明，高效、低成本的砷难处理金矿提金工艺对于提高矿山开采的经济效益和社会效益有着重要的意义，因为它可以减少对环境的污染并提高金的收益率。
黄金冶炼过程中脱砷工艺研究
黄金冶炼过程中脱砷工艺研究摘要：脱砷工艺是从水体中除去砷和相应的有机污染物的一种水处理工艺。
由于地热水通常含有1-10 mg/L的 As，所以在使用地热能发电后，其沸腾的水无法直接排放到常规水中。
砷是一种普遍存在于硫化物中的无机元素，在稀有硫化物矿的熔炼及采金过程中，常会生成多种含砷水溶液，例如，有毒砂型金矿石的氧化。
在 NaCl催化剂作用下，80%-95%的 As会被溶解到水中，从而形成15-30 g/L的高浓度 As。
由于含砷化合物的毒性，因此，在处理过程中，需要对废水进行处理，避免对周围环境造成污染。
本文对某金矿在黄金冶炼过程中的脱砷过程进行了详细地阐述，并对其进行了实验分析，并对其进行了工业生产的实际情况进行了说明。
最后，确定了一种可靠的脱砷技术，以保证指标值稳定，并实现了经济高效的发展，同时还保证了脱砷焙砂中的 As含量不超过0.5，从而满足了冶炼工序的需要。
关键词：脱砷工艺；硫化物；化合物；黄金冶炼；冶炼工序引言：我国的金矿资源种类繁多，涉及范围广泛，金矿的冶炼工艺多种多样。
介绍了熔炼工艺的基础知识和新工艺的运用。
精炼技术的不断进步，是国内金业发展的必然趋势。
目前，中国的黄金总产量在全球排名第五，已经是全球第一大黄金生产国。
总体上讲，金的提纯工艺包括：配制加工，浸出，回收，精炼。
1.黄金冶炼厂的加工方法分类1.1铁矿石的制备方法主要包括：燃烧法、有机化学空气氧化法、微生物菌种空气氧化法和其他预处理法。
1.2提取方法矿物的淋滤可分为两种方法：物理淋滤和有机化学淋滤。
以水银混合法为主，以浮选剂为主，以重选为主。
有机化学法包括氰化法（又分：氰化浸出处理技术、堆浸处理技术）和无氰法（又分：硫脲法、硫代硫酸盐法、多硫化物法、钛酸异丙酯法、氧化乐果法、硫氰酸盐法、溴化法、碘化法、其他非氰化金提取方法）。
1.3熔金回收方法可分为：锌交换离子交换法，碳吸附法，离子交换法及其它循环方式。
该方法具有较高的黄金转化率（90-98%）和较低的大气污染。
含砷矿的预处理
为了暴露被砷黄铁矿包裹的细粒浸染金，为了消除砷矿物对金的氰化浸出率的影响，含砷金矿石常用以下几种预处理方法。
1.焙烧氧化法将砷金矿放在一段（或二段）焙烧炉中或回转窑中，在650～800℃下进行焙烧。
在较低温度、弱氧化气氛中脱砷，在较高温度、氧化气氛中脱硫。
我国回转窑（7吨/日）焙烧含砷金矿，砷挥发率达99%以上，硫挥发率达80%左右，砷的回收率可达90%。
2.加压氧化法在加压容器中，往砷金矿的酸性（或硷性）矿浆中通入氧气（或空气），砷、硫被氧化成砷酸盐及硫酸盐，从而使砷硫矿物包裹的金粒被表露，便于氰化浸出。
加压氧化时温度为170～190℃，压力为1500～2000千帕，处理时间为2小时。
经这种方法处理后金的浸出率可从5～74%提高到87～99%。
3.细菌氧化法细菌浸出在25℃常温下进行，分三个步骤：1）细菌培养基培养铁硫杆菌，制备pH值1.5～2.5的硫酸细菌浸出液；2）细菌催化，氧化脱除砷、硫；3）预处理后所得矿渣再进行氰化。
预处理溶液将细菌活化后再利用。
南非利用此方法浸出-75微米砷黄铁矿，在pH值为1.7时，经7周预处理，其矿石氰化浸出率由原来的8.6%提高到89.8%。
4.其它方法添加催化剂加速砷矿物分解的化学氧化工艺；利用导电性较强的碱（NaOH）溶液作介质，使矿浆在电极作用下进行电氧化预处理工艺；利用硝酸的强氧化性将砷和硫氧化成亚砷酸和硫酸的硝酸氧化工艺……。
上面各种方法中，焙烧氧化法应用较广泛，而加压氧化法投资较高，细菌氧化法在投资和生产成本上都比较低，但是细菌繁衍需要适宜条件，加上反应时间较长，因此影响了该法的工业应用步伐。
从含砷的金矿石中回收金近年来，人们对含有大量砷、硫和碳的金矿石的处理比较重视。
但是，从这类矿石中回收金有很多困难。
苏联曾研究了两种类型相似的矿石；（1）含硅铝酸盐基质的硫化物-碳酸盐的矿石，（2）含硅酸盐和硅铝酸盐基质的硫化矿石。
第-类矿石中碳酸盐占18%，硫化物（黄铁矿和砷黄铁矿）占6%。
含砷金矿的细菌预处理工艺课件
研究展望
随着环境保护意识的不断提高和资源利用效率的 日益重视，含砷金矿的细菌预处理工艺作为一种 绿色、高效的提取方法，具有广阔的应用前景和 重要的研究价值。
该工艺具有环保、高效、低成本等优点，是含砷金矿处理的 重要研究方向。
细菌预处理工艺的生物学基础
细菌预处理工艺主要依赖于微生物的 氧化还原作用，通过微生物的生长代 谢，将金矿中的砷转化为无害或低毒 性的物质。
不同种类的微生物具有不同的氧化还 原能力，选择合适的微生物是实现高 效预处理的关键。
细菌预处理工艺的化学基础
02
含砷金矿的基本知识
含砷金矿的成因与分布
含砷金矿的形成
含砷金矿的形成与地壳活动、火山喷 发、板块构造等地质因素密切相关， 通常形成于高温高压的环境中。
含砷金矿的分布
全球范围内，含砷金矿主要分布在澳 大利亚、南非、加拿大等国家和地区 ，其中澳大利亚的卡奔塔利亚盆地是 全球最大的含砷金矿产地之一。
感谢观看
THANKS
05
案例分析与实践
国内外典型案例介绍
国内案例
某大型金矿企业采用细菌预处理工艺，成功降低含砷金矿中的砷含量，提高金矿的品质和经济价值。
国外案例
澳大利亚某矿业公司利用细菌预处理技术，有效处理高砷金矿，实现资源的高效利用和环境保护。
案例的成功因素与挑战
成功因素
科学合理的工艺设计、高效稳定的菌种 、严格的过程控制和持续的技术创新。
VS
挑战
克服不同地区、不同矿床的差异性，确保 工艺的适应性和稳定性；加强菌种筛选和 培育，提高处理效率；降低成本，实现经 济效益和环境效益的平衡。
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S e r i e s N o .392F e b r u a r y 2009 金 属 矿 山M E T A LM I N E 总第392期2009年第2期周 源(1954—),男,江西理工大学资源与环境工程学院,教授,341000江西省赣州市。
高砷金矿脱砷预处理技术进展周 源 田树国 刘亮(江西理工大学)摘 要 介绍了氧化焙烧预处理、湿法化学预处理、细菌氧化预处理等预处理技术在高砷金矿脱砷方面的进展,指出加压氧化法、氯化法、细菌氧化法及联合工艺是高砷金矿脱砷预处理技术今后的重要发展方向。
关键词 高砷金矿 脱砷预处理 砷黄铁矿P r o g r e s s i nt h e P r e t r e a t m e n t T e c h n o l o g y f o r A r s e n i c R e m o v a l f r o m H i g h A r s e n i c G o l dO r eZ h o u Y u a n T i a n S h u g u o L i u L i a n g(J i a n g x i U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y )A b s t r a c t T h e p a p e r p r e s e n t s t h e p r o g r e s s i nt h ep r e t r e a t m e n t t e c h n o l o g y f o r a r s e n i c r e m o v a l f r o m h i g h a r s e n i cg o l d o r e s s u c ha s o x i d a t i o n -r o a s t i n g p r e t r e a t m e n t ,w e t c h e m i c a l p r e t r e a t m e n t a n db a c t e r i a l o x i d a t i o np r e t r e a t m e n t .I t i s p o i n t e d o u t t h a t p r e s s u r i z e do x i d a t i o n ,c h l o r i n a t i o n ,b a c t e r i a l o x i d a t i o n a n dc o m b i n e d p r o c e s s e s a r e t h e i m p o r t a n t d e v e l o p m e n t o r i -e n t a t i o nf o r t h e p r e t r e a t m e n t t e c h n o l o g y f o r a r s e n i c r e m o v a l f r o m h i g ha r s e n i c g o l do r e s .K e y w o r d s H i g ha r s e n i c g o l d o r e s ,P r e t r e a t m e n t f o r a r s e n i c r e m o v a l ,A r s e n o p y r i t e 随着易选金矿资源的日益枯竭,含砷金矿的开发成为黄金开发的热点。
含砷金矿一般皆属于难处理金矿石,其开发利用是世界性难题。
砷黄铁矿(毒砂)、雌黄和雄黄是含砷金矿中主要的砷矿物,其分选难点是金与砷化物(主要成分是毒砂)以及黄铁矿的关系非常密切,金往往以微细粒状态被包裹,或存在于毒砂或黄铁矿的单个晶体之间。
当金与毒砂共生时,有时还会生成黑色或黑褐色的表面膜覆盖在金的表面,影响金的氰化浸出[1]。
为了提高金的回收率,对含砷矿石进行预处理以尽可能地脱除其中的砷,就成了目前采金业重点研究的方向。
近年来,国内外对高砷金矿的预处理脱砷技术开展了广泛而深入的研究,如焙烧氧化、湿法氧化、细菌氧化等。
这些工艺技术虽然方法不同,但目的都是使砷黄铁矿、黄铁矿、毒砂等A u 的包裹体充分解离,让金裸露出来,从而提高金的浸出率。
1 焙烧氧化预处理焙烧氧化法是有色金属选冶中的传统工艺,也是处理含金硫化矿、特别是含碳质含金硫化矿最通用的可靠方法。
焙烧氧化法除砷是通过对浮选精矿进行焙烧,破坏包裹金的组织使金裸露,从而大幅度提高金的氰化浸出率的一种有效方法。
焙烧氧化法从上个世纪20年代开始应用于工业生产,一直以来是高砷金矿预处理的一种基本手段。
目前此工艺已经在世界各主要产金区被用来对高砷金矿进行预处理,是一种行之有效、方法成熟的预处理工艺。
正因为如此,各国学者对焙烧理论和工艺的研究也较多。
文献表明,砷焙烧后,砷不是以生成五氧化二砷为主,而是与三氧化二铁和氧气反应生成砷酸铁残留在焙砂中,被固定了下来[2]。
传统的焙烧工艺在焙烧过程中会释放大量S O 2、A s 2O 3等有毒气体,严重污染环境,炉气的收尘净化装置复杂,操作费用高。
但焙烧法简单、可靠,并可综合回收S 、A s 等元素,这些优点使人们乐此不疲。
为了解决欠烧、过烧及环境污染等缺陷,多年来科技工作者不断研究探索,使焙烧工艺和设备不断完善和发展。
就设备而言,从单膛炉发展到多膛炉,从固定床焙烧发展到流态化沸腾焙烧。
昆明理工大学黄金课题组研制了多段控温,制粒内热焙烧系统,取得了良好效果。
工艺方面,由1段焙烧发展到2段或多段焙烧,由空气焙烧发展到富氧焙烧。
此外,在传统工艺的基础上,发展了还原焙烧,氯化焙烧,加盐固硫、砷焙烧法。
焙烧氧化这种成熟的脱·98·砷工艺应用于生产后,如何有效地回收焙烧过程中生成的A s2O3和S O2(含A s2O3时难以制硫酸)是学者们应当重点考虑与研究的问题。
否则,在环境保护呼声越来越高的当今社会中,该法在不远的将来必将为其他预处理方法所取代[3-5]。
2 湿法化学预处理湿法化学预处理是矿石预处理的另一分支,具有焙烧工艺不具备的优点,不存在过烧或欠烧造成的二次难浸出问题,环境污染小,适应性强,可根据不同的矿石选用不同的试剂进行处理。
根据介质的不同,可将其分为碱浸预处理和酸浸预处理;根据反应条件的不同,可将其分为常压预处理和热压预处理。
如常压碱浸预处理、常压酸处理、湿法氯化法、硝酸预氧化法、热压化学预处理———热压氧浸法等。
2.1 常压碱浸预处理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的一种化学预处理工艺,其介质是碱性的。
前苏联有人采用碱法处理难浸含金硫化精矿。
精矿磨至-40μm后用氢氧化钠或氢氧化钾分解,发现精矿分解所需氢氧化钠用量主要取决于砷和硫的含量,N a O H最佳用量为200k g/t。
试验还发现,采用N a2C O3和石灰的混合物代替N a O H,其分解效果也较好。
孟宇群、吴敏杰等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以金属硫化物为主,主要为黄铁矿、毒砂、斜方砷铁矿等。
试验采用物理与化学综合分离方法,利用边磨边浸工艺及其主体设备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,脱砷、脱硫,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[6-10]。
2.2 常压酸处理常压酸处理通常是采用过一硫酸对难浸含砷金矿石进行氧化。
过一硫酸是一种氧化性比H2O2更强的氧化剂,在p H值较低时是稳定的。
过一硫酸是通过在浓硫酸中加入H2O2获得的:H2O2+H2S O4(浓)=H2S O5+H2O.这是一个反应平衡式,因此,H2S O5实际上是一种含有H2S O5、H2S O4、H2O2和H2O的平衡混合物,各物质的比例取决于初始混合物的成分。
过一硫酸可氧化硫化矿,对砷黄铁矿氧化效果更佳。
L a k s h a a n a n曾报道过用过一硫酸实现类似于水相氧化的作用。
据称这种方法不适合普遍应用于所有难处理金矿石,但在处理与砷黄铁矿共生的金矿石时可获得很好的效果,因为砷黄铁矿极易被氧化。
与传统焙烧和加压氧化法相比,常压酸处理费用更低。
尽管如此,由于某些技术和设备的问题,该法目前还没有得到工业应用[11]。
2.3 湿法氯化法湿法氯化法利用氯气(或含氯氧化剂)对难处理金矿石进行氧化预处理,是碳质难浸金矿石的一种有效处理方法,并在高砷金矿的预处理上也得到应用。
我国湖南有色金属研究所对龙王山砷锑金矿石的焙砂用F e C l3浸出—电积法回收金;北京矿冶研究总院对贵州某砷含量较高的细粒嵌布难处理金矿石采用水氯化法浸出,金浸出率达91.48%[10];中南工业大学对广西某高砷、高硫金精矿进行过用次氯酸钠氧化浸金的试验研究。
氯化物成本高,并对设备腐蚀严重,是制约湿法氯化法推广应用的关键因素[11-12]。
2.4 H N O3催化氧化分解法硝酸是黄铁矿、毒砂和有色金属硫化物最有效的氧化剂。
硝酸氧化法是一种以硝酸作催化剂,在低温、低压条件下氧化黄铁矿和砷黄铁矿的预处理方法,可细分为H M C法、A r s e n o法、R e d o x法、N i t r o x 法。
H M C法起源于西澳大利亚;A r s e n o法是R e d o x 法的低温工艺翻版,是为处理含砷矿物发展起来的; N i t r o x法与A r s e n o和R e d o x法相似,其区别主要为N i t r o x法是氧化后先进行石灰/石膏沉淀,之后进行N O x分离,而后者是先分离N O x后沉淀。
1994年7月,哈萨克斯坦的B a k y r c h i k金矿采用高温R e d o x法处理金精矿,生产出了第1批黄金。
这是该法第1次在工业上应用,处理量为0.5t/h,金总回收率为88%%。
我国长春黄金研究院针对甘肃舟曲微细浸染型高砷金矿石,在H N O3浓度为3m o l/L、氧压为0.8k P a、温度为100℃条件下氧化、氰化提金,金总回收率为86.18%。
硝酸氧化法是一项正在完善的预处理技术,但它仍未超出加温加压的范畴,且硝酸再生问题还没有得到很好解决,工艺的优越性还有待经过工业化生产实践的证实[13-15]。
·99· 周 源等:高砷金矿脱砷预处理技术进展 2009年第2期2.5 热压化学预处理在密闭容器中进行热压氧浸出能提高反应速度,在较短的时间内达到反应终点。
将热压氧浸出用于高砷难浸金矿石的预处理,能提高金的氰化浸出率,降低氰耗;缺点是对设备的耐压耐腐蚀要求严格,初期投资和生产成本都较高。