我国难处理金矿资源的分布状况及特点

焙烧固硫固砷处理难浸金矿石的研究
1 我国难处理金矿资源的分布状况及特点
我国难处理金矿石资源比较丰富,在已探明的地质储量中,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,在各个产金省中均匀分布。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比例较大,辽宁、江西、广东、湖南等省区也有较大的储量。主要的资源矿区有广西的金牙金矿区,贵州烂泥沟矿区和丫他矿区以及紫木函矿区,云南镇源冬林矿区,甘肃舟曲坪定矿区和岷县鹿儿坝矿区以及文县的阳山矿区,辽宁凤城矿区,广东长坑矿区,安安徽马山矿区,江西金山金矿区等。
造成这些矿石难处理的原因是多方面的,但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,国内难处理金矿资源大体上可分为三好 种主要类型:
第一种为高砷、高硫、含碳类型金矿石。在此类矿石中,含砷3%以上,含碳1%~3%线内钩子,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NaCN;采用浮选工艺术富集时,虽能获得较高的金精矿品位,但精矿中砷、碳、锑等有害元素含量高,使下一步提金工艺难以进行。
第二种为金以微细粒和显微形态包裹于脉石矿物及有害中的金矿石。在此类型矿石中,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20%~30%,采用常规氰化提金或浮选法富集,金回收度均很低。
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在载体矿物,砷含量为中等,此种类型矿石采用单一氰化提金工艺,金浸出率较低,若应用浮选法富集,金也可以获得较高的回收率,但因含砷超标难能可贵以出售。
难处理金矿石的难浸性并不在于含硫、砷等量的多少,而在于有多少微细粒金被包裹,要将其中的金提取出来,必须使包裹金的矿物在金粒尺度上破碎功分解,使金得到充分的暴露,然后用合适的浸金剂将金提取出来。这种在浸金前破碎或分解载金矿物的过程称为难浸金的预处理。一般的含砷难浸金矿中金的颗粒非常细,通过超强磨的方法很难明显提高金的回收率,必须进行预处理才能显著增加金的回收率。
2难处理金矿石选冶技术应用状况
难处理金矿石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,
已开发应用的预处理工艺技术,使国外大部分已探明的难处理矿石资源在开发利用方面做到了经济合理与安全环保的统一。目前国外发达国家黄金的总产量已有1/3左右产自于难处理金矿石。
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等。而焙烧氧化、加压氧化和细菌氧化这三种预处理工艺已成为难处理金矿物质的基本工艺技术。
我国难选冶金矿石处理技术的开发研究起始于20世纪90年代初,较为系统的研究始于“九五”国家科技攻关项目。北京有金属研究院对氧化焙烧工艺进行了较为系统的研究,主要针对高砷难处理金精矿,并完成了20t/d规模两段焙烧——氰化工业试验。
加压氧化分解法是目前较常用的一种氧化脱砷、硫的方法,可用于处理原矿,也可用于处理精矿。可在酸性、碱性介质中进行,也可在中性介质中进行。英美冶金公司(METBA)采用加压酸浸法含砷黄铁矿的精矿,美国矿业局(USBM)则采用加压碱浸法。中国科学院化工冶金研究针对团结沟金矿高硫黄铁矿进行了加压酸浸扩大试验,但目前还没有工业应用。
加压酸浸法具有使毒砂和黄铁矿完全分解,金浸出率高、无污染等明显的优点,但需要高压设备,投资高,浸金试剂消耗量在,在我国应用困难较大。加压碱浸法的优点是采用碱性介质,设备容易解决,无污染。但该法分解不彻底,固体产物形成新的包裹体,影响金的浸出,试剂消耗量大。
细菌预氧化的研究也相当活跃,美国、津巴布韦等已投入工业应用,前苏联、南非等国家有比较系统的研究。我国长春黄金研究对细菌氧化进行了较为系统的研究,并于山东黄金冶炼厂和辽宁凤城建成了细菌氧化预处理工艺生产线。
该工艺的特点是投资费用和生产成本比较低,环境污染少。缺点是氧化周期长,细菌对氧化环境要求较严,对生产设备要求高。
3 氧化焙烧预处理工艺的研究现状
焙烧预处理工艺是处理难浸金矿石最古老而又最可靠的预处理方法。既可以处理原矿,也可用于处理精矿。目前焙烧工艺在美国、南非、加拿大、澳大利亚及我国仍得到广泛应用。焙烧氧化主要目的是脱除砷和硫,同时应产出利于接触金的多孔焙砂。决定金
浸出结果的因素很多。重要的物理性质有焙砂的多孔性和粒度,当然要求不能使颗粒熔融和烧结。至于化学因素,脱除硫化物的硫和砷矿物的砷是非常重要的,这种硫和砷会影响氰化过程中的氧化还原电位和造成金的钝化,导致耗氰量大和金浸出率低。而且砷的不恰当氧化会生成FeAsO4堵塞焙砂的孔隙,对金的浸出也极为不利。另外经由磁黄铁矿的焙烧是成功地从砷黄铁矿中回收金的先决条件,因为砷黄铁矿中的次显微金在焙烧磁黄铁矿阶段会聚结,否则次显微金即使在多孔焙砂中也很难暴露。焙烧工艺是通过控制适宜的温度、气氛和时间等条件尽可能地满足上述要求。由于矿石性质不同,对某一具体的矿焙烧条件可能差别很大,一般都需经详细的试验研究出适宜的工艺参数。
目前我国黄金矿山采用焙烧法主要是针对浮选后金精矿的焙烧,该工艺已很成熟,且不断地发展完善。设备方面,从早期的单膛式炉到多膛式焙烧炉再到沸腾焙烧炉;工艺方面,从一段焙烧发展到富氧焙烧到烟尘热交换预热空气;烟气处理方面,从直接排放到收砷后排放再到收砷制酸后排放。尤其是近年来出现的固砷固硫无污染焙烧新工艺,由于其过程简单,工艺稳定可靠,而且最主要是有可能克服污染环境这一传统弊端,有望为焙烧氧化这一古老工艺注入新的活力。
然而金精矿焙烧氰化这一工艺也有它的缺点,一是采用传统的金精矿焙烧——氰化浸出工艺,由于产生的烟气中含有大量的硫、砷等,收尘系统要求复杂,流程长,增加了生产成本;若采用金精矿固化焙烧——氰化浸出工艺,一般的固硫固砷是在通过加入钠盐或钙盐,使焙烧过程中产生的SO2As2O3以硫酸盐和砷酸盐的形式固定于焙砂中,而达到减少污染的目的。而金精矿经富集后,硫的含量相当高,需求加入大量的钠盐或钙盐,增加了处理量也就增加了生产成本。原矿固化焙烧是在传统焙烧法的基础上发展起来的一种新工艺,它既保留了原氧化焙烧法的优点,又能将硫、砷固定在焙砂中而不放出有毒气体,避免了环境污染,减轻了收尘负担,是具有发展前途的新工艺。
4 原矿固化焙烧——焙砂氰化工艺
4.1 固化焙烧的基本原理
固化焙烧的实质是酸化焙烧,即在氧化气氛中利用矿石中所含的钙、镁盐和外加钠盐(Na2CO3NaHCO3)或钙盐(CaOCaCO3Ca(OH)2)等捕收焙烧过程中产生的SO2As2O3,以硫酸盐和砷酸盐的形式固定于焙砂中,这样烟气中SO2As2O3的浓度很低,不需要或稍加处理即可达到排放标准,从而达到减少污染的目的。石灰能捕收SO2As2O
3是基于在一定条件下它们的硫酸化和砷酸化反应速度大大快于SO2As2O3的形成,因此只要SAs从硫化矿物晶格中氧化逸出就会立即被它们捕收形成硫酸盐和砷酸盐而被固定。
以熟石灰Ca(OH)2Na2CO3为例,当Ca(OH)2Na2CO3与含金黄铁矿、毒砂等物料混匀进行加热焙烧时,便会发生如下化学反应:
反应的最终生成物CaSO4NaSO4Ca3(AsO4)非接触式扭矩传感器Na3AsO4留在焙砂中,硫和砷很少进入炉气中,达到了固硫固砷的目的,能有效地消除有害物质SO2As2O3对环境的污染。
其次反应生成的Fe2O3具有疏松多孔性,金主要赋存其中,极易被碱性溶液浸出,少量金存在于碎裂的石英及其它脉石中也易浸出。反应生成的自动化机械手臂NaSO4Na3AsO极易溶于热水中,CaSO4Ca3(AsO水位水温传感器4)也能大部分溶于热水中使金暴露出来,为氰化浸金创造良好的条件。
4.2 国内外现状
早在上个世纪70年代初,Bartlett R.W.等人即开始研究含金硫化铜精矿加石灰球团焙烧工艺(LCPR)。先将硫化铜精矿与石灰加水混合,制成球团,放进焙烧炉焙烧,最终产物CaSO天线制作4留在焙砂中,经测定硫的固定率达95%以上。然后用硫酸浸出焙砂中的铜,再过滤,滤渣加浸金。
其后Ramadorai G.等人在评述LCPR工艺时指出,此工艺用于处理难浸金矿是一件非常有益的工作,并且认为焙烧处理的金矿含硫量不宜过高,否则焙砂的孔隙率会比较低而影响浸金的过程和效果。如果把石灰改为Na2CO3制成球团可使焙砂的孔隙率增高,浸金效果与更好。
90年代Talyor等人发表了他们研究的最新成果,认为把金矿物与熟石灰按重量比103混合,在650℃温度下焙烧,试验效果最好,硫和砷几乎全被固定于焙砂中,废气排放可达到环境保护标准。
美国在Cortez金矿建起了世界上第一家固砷固硫焙烧厂。该矿含Au4.3g/t,As0.12%,S1.5%,C1.0%.由于原矿中砷硫品位较低,不需加熟石灰。该厂流程有两个重要特点:(1)采用闭路干式自磨系统,利用热风干燥和带出矿粉;(2)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,金的回收率为80%。美国BHP公司在马里Syama金矿移植了这一工艺,同样也获得了成功。
美国内华达州的独立采矿公司(Indrpendence Mining Co.
4.3 固化焙烧工艺的优势
4.4 缘114前期工作
4.5焙烧设备应用现状

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