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碳质金矿处理方法的研究 目前，中国的黄金资源保护储量为4334吨，包括28.686吨岩金、593吨沙金和1155吨伴随金。随着富矿和易处理矿的日益减少和枯竭,复杂、难处理金矿石已逐渐成为主要的黄金生产资源。在我国已探明的黄金储量中,约有1/3属于难处理金矿资源,而含碳金矿在现行开采利用和已探明的金矿储量中占到20%以上,碳质金矿的处理工艺已受到广泛的关注与重视。 碳质金矿是指含有无定形碳、石墨、褐煤或高碳氢比有机物的一类金矿石。碳质金矿中的碳质物可分为固体(元素)碳、有机酸(如腐殖酸)和长键碳氢化合物,后二者合称为有机碳。其中,固体碳(特别是无定形碳)和有机酸(类似于腐殖酸)对金有“劫持”作用,而长键碳氢化合物本身并不与Au(CN)2-发生反应,且大多存在于活性炭表面,因此,长键碳氢化合物对于“劫金”作用在一定程度上甚至起到的是反作用。由于碳质物对氰化溶解金有强烈的吸附作用,使得碳质金矿直接氰化过程中,金的提取率明显降低,即出现所谓的“劫金”现象。当矿石中碳质物含量较高或活性较高时,“劫金”现象将更为明显,甚至可使金的浸出率降至零。一般认为,原生金矿中含有0.2%以上的有机碳化合物时,将会严重干扰金的氰化提取。除了碳质物之外,碳质金矿中的绿泥石、黄铜矿和层状硅酸盐(如层状硅酸盐矿物叶腊石、高岭土、金云母和伊利石)均会产生一定的“劫金”作用。 经过多年来国内外矿冶工作者对碳质金矿提金工艺的研究,目前,人们已探索出多种碳质金矿石的处理方法,主要可划分为氰化法和非氰化法(图1)。 目前,氰化法研究较多的主要有焙烧氧化法、微波焙烧法、化学氧化法、生物氧化法和覆盖抑制法;而非氰化法有应用的主要是碳氯法。 1 氰化法 1.1 微胶囊的金矿石焙烧—焙烧法 (1)传统焙烧法。传统焙烧法是目前预处理难处理金矿的最主要方法之一,焙烧可使碳质金矿石(或精矿)中的碳质物氧化或失去活性,同时破坏载金硫化物(主要是黄铁矿和砷黄铁矿)和石英对金的微细粒和显微状态的包裹,使金最大限度地暴露出来,有利于氰化浸出,同时也有利于微细粒金的团聚。焙烧法技术可靠、维护简单、适应性强,特别适用于既有硫化物包裹,又有碳质物“劫金”的难处理矿石。 王成功等研究发现,焙烧温度达600℃时,碳质物已基本被灰化(灰化率达90%),而黄铁矿也几乎完全被氧化成赤铁矿及针铁矿(氧化率92%),同时产生金团聚现象。在对碳质金矿石(Au含量为10.6×10-6,C含量为1.18%,S含量为4.80%)进行焙烧—氰化试验时发现,对先在450℃、通入少量空气(氧气体积分数为5%~l0%)的条件下焙烧1 h,然后在650℃、通入充足空气的条件下焙烧2 h后的焙砂进行直接堆浸提金是切实可行的,堆浸金的浸出率达84.8%。 刘升明对某碳质金矿矿石(Au含量为5.68×10-6,碳质含量达到12%)采用常规全泥氰化浸出工艺,金浸出率仅为33.63%。而采用焙烧—氰化工艺时,金的浸出率为92.6l%。王婷等对镇沅某含砷锑碳质金矿石(Au含量为43.88×10-6,C含量为4.08%,As含量为0.75%,Sb含量为1.53%)的提取研究表明,经焙烧后,金的氰化浸出率为77.67%;加入助剂焙烧后,金的氰化浸出率为82.31%;若在氰化反应体系中加入2 kg/t增浸剂后,金的氰化浸出率为87.63%~93.22%,金的氰化浸出速度得到提高。林仲华等在处理甘肃某碳质金矿(Au含量为6.08×10-6,总C含量为1.10%,有机C含量为0.86%)时发现,对原矿直接进行氰化浸出时金的浸出率只有21.22%,采用600℃氧化焙烧—氰化工艺时,金的浸出率为91.61%;采用选矿焙烧—氰化联合工艺时,可获得86.35%的金浸出率。 大量试验研究表明,对碳质金矿石进行氧化焙烧后,可以有效地消除其中碳质的“劫金”效应,使金的浸出率显著提高。然而,传统的焙烧法由于会释放出大量含硫、砷和锑等有害气体,污染环境,其应用受到了限制。近年来,焙烧工艺仍在不断发展,已研发出的富氧焙烧和固化焙烧新工艺,特别是固化焙烧新工艺(如加石灰焙烧工艺),基本消除了有害气体对环境的污染。此外,另一个限制焙烧工艺应用的因素是对不能实现自热焙烧的矿石进行焙烧处理时成本较高,而采用对碎矿浮选后的精矿进行焙烧的方法,可达到降低生产成本的目的。 (2)微波焙烧法。微波是一种频率在300 MHz~300 GHz之间,即波长在100 cm~1 mm之间的电磁波,是通过微波在物料内部的能量消耗直接加热物料的。微波冶金作为一种新的冶金技术,自20世纪70年代一些发达国家(如美国、英国、德国等)就开始了对它的研究。Wong和Tingle按加热速度将单质和化合物划分为超热活性、热活性、加热困难和热惰性4种类型;1967年,Ford和Pei采用微波(2 450 MH