程嚴(yán)玲（新疆天地源礦業(yè)工程技術(shù)有限公司　烏魯木齊　830002）

金礦生物氧化提金工藝的應(yīng)用探索

程嚴(yán)玲
（新疆天地源礦業(yè)工程技術(shù)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(yù)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(xì)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(dāng)中，因此處理起來非常難。當(dāng)采用常規(guī)方法直接提取，其浸出率相對(duì)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(duì)其中的金礦進(jìn)行提純，這一套系統(tǒng)在建成并投產(chǎn)之后，其氰化的浸出率可以達(dá)到98％，而其樹脂的吸附率也可以穩(wěn)定在98.5％以上，實(shí)現(xiàn)非常顯著的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

1　技術(shù)路線

通過對(duì)阿希金礦含砷礦進(jìn)行分析，總結(jié)了金礦物中的主要特點(diǎn)，再根據(jù)具體的礦物細(xì)菌氧化要求，設(shè)計(jì)出了一套較為先進(jìn)的新型反應(yīng)器，這個(gè)反應(yīng)器可以使金礦首先經(jīng)過細(xì)菌氧化的預(yù)處理，再將其投入到氰化浸出系統(tǒng)當(dāng)中，并用樹脂作為其主要的吸附介質(zhì)，最終完成整個(gè)提金過程。

1.1技術(shù)難點(diǎn)

在具體的技術(shù)工藝方面，由于整個(gè)的細(xì)菌氧化周期比較長(zhǎng)，所以技術(shù)工藝需要的參數(shù)也相對(duì)較多，這需要我們?cè)谶M(jìn)行自動(dòng)化控制時(shí)要取得比較全面的突破。在實(shí)施細(xì)菌馴化時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)細(xì)菌的氧化機(jī)理研究，分析總結(jié)得出細(xì)菌的最佳生存條件，有利于使固、液、氣這三項(xiàng)條件來滿足所有細(xì)菌的生長(zhǎng)需求。而在礦物方面，由于各種不同金礦石所具有的化學(xué)成分不同，在浸礦的過程中，會(huì)受到各方面因素的影響，從而導(dǎo)致細(xì)菌難以更好的生存。

1.2關(guān)鍵技術(shù)條件

（1）為了提高細(xì)菌的生活適應(yīng)性，要分別的完成0.065、0.17、1.5、10m3生物氧化器方面的設(shè)計(jì)，只有設(shè)計(jì)出一個(gè)合理的浸出試驗(yàn)，才能夠成功的馴化出一些更加適于在高海拔地區(qū)生長(zhǎng)的細(xì)菌。

（2）要重新進(jìn)行設(shè)計(jì)并制作出一些容積大、高效的生物氧化反應(yīng)器。在研究生物氧化過程中的黃金選礦工藝時(shí)，其最主要的設(shè)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(shè)計(jì)見圖1。

圖1　新設(shè)計(jì)重啟分布環(huán)示意圖

在此反應(yīng)器中，必須要實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)之間的良好傳遞，此外還要對(duì)槽內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

在設(shè)計(jì)軸向流攪拌器時(shí)必須要使其適合攪拌較高黏度液體，而對(duì)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(shí)也要使其滿足對(duì)于被攪拌的不同流體提供一個(gè)較大的剪切力，由此可以在很大程度上阻止氣體從葉片當(dāng)中穿過，以此來延長(zhǎng)氣液之間的接觸時(shí)間。新設(shè)計(jì)出來的攪拌器葉片見圖2。

圖2　新設(shè)計(jì)的攪拌器葉片

（3）樹脂提金工藝有它自身的獨(dú)特性，由于樹脂的容量比較大，耐磨性能佳，附著能力強(qiáng)，并且能夠反復(fù)使用。正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，通常會(huì)采用樹脂提金工藝和生物氧化工藝相結(jié)合的方法。

2　生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)

2.1氧化作業(yè)

氧化作業(yè)十分關(guān)鍵，也是整個(gè)系統(tǒng)的重中之重，對(duì)于脫除硫和砷的過程，脫除率成為反映其氧化好壞的一個(gè)最重要的指標(biāo)，那么，通過對(duì)以下的幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行穩(wěn)定的控制，可以達(dá)到一個(gè)較高的硫、砷脫除率。就以磨礦細(xì)度來說，達(dá)到0.074mm的占到了97％；而對(duì)于礦漿溫度來說，基本處于43℃左右；至于礦漿濃度，可以達(dá)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(shí)間也達(dá)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(jīng)達(dá)到了一個(gè)較高的水平（表1），甚至遠(yuǎn)優(yōu)于之前的設(shè)計(jì)值，這也為后續(xù)的氰化浸出能夠達(dá)到更好的效果奠定了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

2.2氧化渣氰化作業(yè)

表1　細(xì)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(gè)工藝當(dāng)中的一個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)，決定其成敗的是氧化渣的浸出率。氧化渣進(jìn)入浸出系統(tǒng)之前，要經(jīng)過三級(jí)的壓濾洗滌、堿浸、預(yù)浸出等過程，然后進(jìn)行氰化浸出步驟，最后可以利用原有的樹脂提金系統(tǒng)對(duì)這些氧化渣進(jìn)行一邊浸一邊吸，可以達(dá)到最優(yōu)的浸出吸附指標(biāo)（表2）。

表2　氧化渣的浸出率對(duì)比?。?/p>

2.3作業(yè)當(dāng)中如何控制關(guān)鍵參數(shù)

生物氧化提金工藝一開始是由國(guó)外引進(jìn)，應(yīng)用實(shí)踐還不是很成熟，關(guān)鍵技術(shù)也大都是被國(guó)外的相關(guān)生產(chǎn)廠商所控制。國(guó)內(nèi)各個(gè)廠商對(duì)于技術(shù)保密也都十分的嚴(yán)格，且相互之間的技術(shù)方面交流很少，由于種種原因，使得各個(gè)廠商都存在著難以攻破的技術(shù)難點(diǎn)。

（1）原料準(zhǔn)備過程。一般情況下，金精礦當(dāng)中的鐵砷比必須要達(dá)到4∶1以上才可以順利的生成砷酸鐵，減少砷酸鈣的產(chǎn)生。

（2）菌種的馴化過程。在對(duì)細(xì)菌進(jìn)行耐砷馴化時(shí)，需要篩選出耐砷能力最強(qiáng)、活性又相對(duì)較高的細(xì)菌。經(jīng)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(chǎng)操作時(shí)，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(zhì)速率，而礦漿的濃度則要控制在15％～20％之間，這對(duì)于細(xì)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(qiáng)度和礦漿濃度，因此要保證固體含量達(dá)到25％、硫氧化率達(dá)到45％，而氧化的時(shí)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(shí)間的控制。通過試驗(yàn)和相關(guān)的實(shí)踐摸索，發(fā)現(xiàn)對(duì)于金精礦來說，氧化時(shí)間最好保持在144 h左右，此時(shí)砷的氧化率就可以達(dá)到78％以上。

2.4影響細(xì)菌最終氧化效果的主要因素

（1）生物因素。為了能夠使細(xì)菌獲得最大的活性，需要通過相關(guān)的馴化過程使細(xì)菌能夠很好的適應(yīng)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(qiáng)的細(xì)菌則可以存活下來，從而形成了一個(gè)新的、耐受性很強(qiáng)的菌株。

（2）礦物因素。礦物是進(jìn)行細(xì)菌氧化的主要工作對(duì)象，它也構(gòu)成整個(gè)細(xì)菌浸礦工藝的一個(gè)內(nèi)因。因此，必須要首先查明整個(gè)礦物的化學(xué)成分。在研究礦石時(shí)，要把細(xì)菌的氧化工藝作為其研究主體。其中硫化物的化學(xué)成分十分復(fù)雜，這就給細(xì)菌的浸出過程帶來了一定困難。礦石當(dāng)中主要是一些高砷的微細(xì)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(xì)菌浸礦過程其實(shí)是在礦石的界面當(dāng)中進(jìn)行的，所以它的實(shí)際速率是和固體表面積有很大關(guān)系。一般情況下，礦石的粒度越細(xì)，其顆粒所具有的比表面就會(huì)越大，也就越有利于細(xì)菌和礦石之間更大的接觸，從而加快了細(xì)菌的氧化。在相關(guān)的微生物浸礦工藝當(dāng)中，礦漿的濃度一般都可以控制在10％～20％。

3　結(jié)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(shù)，大幅度提高了選冶回收率，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著。我國(guó)難浸金礦儲(chǔ)量豐富，該工藝經(jīng)進(jìn)一步研究和完善后，必將為我國(guó)黃金工業(yè)乃至整個(gè)礦業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

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收稿：2016-02-22

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