程嚴玲（新疆天地源礦業(yè)工程技術有限公司　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)非常顯著的綜合經濟效益。

1　技術路線

通過對阿希金礦含砷礦進行分析，總結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，最終完成整個提金過程。

1.1技術難點

在具體的技術工藝方面，由于整個的細菌氧化周期比較長，所以技術工藝需要的參數(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關鍵技術條件

（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計，只有設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，具體的設計見圖1。

圖1　新設計重啟分布環(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，此外還要對槽內的溫度進行調節(jié)。

在設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。新設計出來的攪拌器葉片見圖2。

圖2　新設計的攪拌器葉片

（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合的方法。

2　生產技術指標

2.1氧化作業(yè)

氧化作業(yè)十分關鍵，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、砷脫除率已經達到了一個較高的水平（表1），甚至遠優(yōu)于之前的設計值，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。

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?。?/p>

2.3作業(yè)當中如何控制關鍵參數(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，關鍵技術也大都是被國外的相關生產廠商所控制。國內各個廠商對于技術保密也都十分的嚴格，且相互之間的技術方面交流很少，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，它也構成整個細菌浸礦工藝的一個內因。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，大幅度提高了選冶回收率，綜合經濟效益顯著。我國難浸金礦儲量豐富，該工藝經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)生產帶來巨大的經濟效益。

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收稿：2016-02-22

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