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1、国内外浸金技术的发展和现状 氰化浸金法1，2氰化提金法在18世纪末开始应用于提金工业，因其具有工艺成熟、成本低廉等特点，虽历经百年而仍在当前的黄金工业中具有支配地位。对于易处理金矿石，人们首选氰化法来提金；即使是难处理金矿，经过强烈的氧化预处理后，也依然采用氰化法回收金。金是一种化学性质稳定的贵金属，但在含氧或氧化剂的氰化溶液中，能与氰化物生成络合物而溶解。对金在氰化物中的溶解反应，研究者提出了各种理论。（1）Elsner的氧论 早在1846年Elsner认为大气中的氧对金矿的氰化浸出是必不可少的条件，并提出了下述反应化学式： 4Au + 8CN- + O2 + 2H2O = 4Au(CN)2
2、- + 4OH- （2）Bodlander的过氧化氢论 Bodlander后来提出金的溶解过程是通过生成H2O2作为一种中间产品，分两步进行的。认为金的氰化过程中产生H2O2，对于金的溶解起着非常重要的作用。 2Au + 4CN- + O2 + 2H2O = 2Au(CN)2- + 2OH- + H2O2 2Au + 4CN- + H2O2 = 2Au(CN)2- + 2OH- （3）Boonstra的金属腐蚀论 Boonstra的研究证实了金在氰化物溶液中的溶解类似于金属的腐蚀过程，在该过程中溶解的氧被还原成H2O2和OH-，金氰化浸出的电化学反应可简单表示为：阳极反应：2Au 2Au+ +
3、 2e-2Au+ + 4CN- 2Au(CN)2- 2Au + 4CN- 2Au(CN)2- + 2e-阴极反应： 1/2O2 + 2e- O2- H2O + O2- 2OH- H2O + 1/2O2 + 2e- 2OH-（4）供氧体理论 1995年，童雄、钱鑫研究认为，金的溶解过程需要供氧体氧化剂，只要供氧体氧化剂的氧化电势大于0.54V，都可以代替氧气强化或促进金的溶解氰化。难处理金矿石的类型及难处理原因3,4氰化浸金虽然是当前工业生产中最常用的提取黄金的方法，但有些金矿石用常规氰化法不能满意地回收。如果金矿石在细磨后金的氰化浸出率仍低于80%，通常将这类金矿石归类为难处理金矿。难处理金矿
4、石的类型主要有：（1）物理包裹类 一些硫化物矿物中常包裹有微细分散的金。这些矿石中金的赋存状态为颗粒微细和高度分散。由于处于物理包裹状态，使金无法与氰化物浸取溶液接触而不能溶解。这是难浸金矿石中数量最大的一种类型，也是最受注意的一种类型。黄铁矿和毒砂是最常见的包裹金的硫化矿物，此外还有各种铜的硫化矿物、方铅矿和闪锌矿等。（2）化学干扰类 金矿中的一些主体矿物含有干扰氰化浸出的有害元素，如砷、锑、硫和碳等，至于妨碍的方式和影响的程度，将随矿物种类的不同而异。A铁的硫化矿物 铁的硫化矿物对金的氰化过程干扰很大。金矿中最常见的铁的硫化矿物是黄铁矿和磁黄铁矿两种。黄铁矿在矿浆中被氧化产生的硫酸亚铁，与
5、氰化物作用会生成亚铁氰酸盐，导致大量消耗氰化钠浸取剂：2FeS2 + 7O2 + 2H2O 2FeSO4 + 2H2SO4FeSO4 + 6NaCN Na4Fe(CN)6 + Na2SO4同时，矿浆中的一些黄铁矿在石灰和空气的作用下会产生可溶性硫化物、胶态硫或硫代硫酸盐，这些反应又会导致耗氧量的增加，不利于氰化浸金过程的进行。磁黄铁矿则容易与氰化物反应生成硫氰酸盐，而氧化产生的硫酸亚铁则会与氰化物作用生成亚铁氰酸盐：Fe5S6 + NaCN NaCNS + 5FeS FeS + 2O2 FeSO4FeSO4 + 6NaCN Na4Fe(CN)6 + Na2SO4B含砷矿物 金矿中常见的含砷矿物
6、有毒砂、雌黄和雄黄三种，其中以毒砂最为普遍。毒砂在碱性溶液中有空气存在时会发生如下的氧化反应，导致大量消耗氧而干扰金的氰化过程：4FeAsS + 4Ca(OH)2 + 11O2 4FeSO4 + 4CaHAsO3 + 2H2O雌黄和雄黄在氰化浸取所用的强碱性溶液中会形成硫代亚砷酸盐一类化合物，而硫代亚砷酸盐又与溶液中的氧反应生成亚砷酸盐，也会导致矿浆中氧的大量消耗。此外，由于砷矿物在溶液中氧化时会在金粒表面形成一层砷的化合物膜，直接阻碍金的氰化溶解。C含铜矿物 铜矿物对氰化提金过程十分有害。铜金型矿石在氰化浸出时，氰化物形成铜氰络合物，导致大量消耗氰化物，恶化浸金效果。氰化溶液几乎对所有的铜矿
7、物都能溶解，不过硫化铜矿物要比氧化铜矿物溶解得慢，其中以黄铜矿相对较稳定。由于铜矿物中的铜多为二价，而二价铜在氰化溶液中很不稳定，它会氧化氰根，而本身被还原成一价铜，并与过剩的氰根结合形成多种络合物。在氰化提金所用的氰化钠浓度及pH值条件下，主要形成Cu(CN)32-的铜氰络合物，同时会有硫氰酸盐生成：2CuS + 9NaCN + O2 + H2O2Na2Cu(CN)3 + NaOCN + 2NaSCN + 2NaOH4Cu2S+26NaCN+5O2+2H2O8Na2Cu(CN)3+2Na2SO4 + 2NaSCN + 4NaOH最常见的氧化铜矿物是孔雀石，易溶解于氰化钠溶液中，导致氰化物消耗
8、显著增加：CuCO3Cu(OH)2 + 7NaCN 2Na2Cu(CN)3 + Na2CO3 + NaOCN + H2OD含铅矿物 主要的含铅矿物有方铅矿(PbS)和铅矾(PbSO4)两种，其中方铅矿氧化后会转变成为铅矾。铅矾在强碱性溶液中能生成碱性铅酸盐，并进而与溶液中的氰化物反应产生强碱性的不溶氰化物：PbSO4 + 4NaOH Na2PbO2 + Na2SO4 + 2H2O3Na2PbO2 + 2NaCN + 4H2O Pb(CN)22PbO + 8NaOHE含锑矿物 辉锑矿是主要的含锑硫化矿物，它在氰化浸出过程的行为与雌黄相似，容易溶解于强碱性溶液中生成硫代亚锑酸盐，然后进一步氧化成为
9、亚锑酸盐。此外，还发现在碱性氰化物溶液中有负电荷的辉锑矿胶态颗粒吸附在金粒表面而阻碍金的溶解。F含碳质物 有些金矿中含有碳质物，包括无机碳和有机碳(如腐植酸之类化合物)。当金矿石中含有碳质物时，会将氰化溶液中已溶解的金吸附带走，导致溶液中金的浸出率很低，人们把这种现象称为“劫金”行为。G含铋、碲矿物 金与铋、碲等导电矿物形成某些化合物，使金的阴极溶解被钝化。另外，以铋、碲化物形式存在的金在氰化物溶液中也很难溶解。因此，难处理矿石的难处理原因概括起来可以归纳为以下几个方面：金呈显微金、次显微金乃至晶格金等形式被包裹于共生矿物之中；与金紧密共生的其它元素化合物是耗氧、耗氰类物质；矿石中存在吸附性强
10、的物质，在氰化浸出液中吸附金氰络合物；矿石中存在的化合物会在金粒表面形成保护膜，妨碍金的浸出；金以不溶性合金或化合物形态存在；矿石中存在导电矿物，当金与其接触时，金的阴极溶解被钝化。难处理矿石的处理技术5,6近年来，随着金矿的大规模开采，容易浸取的金矿资源日趋枯竭。人们已把难处理金矿的开发利用提到日程上来进行研究，使得难处理金矿的氰化处理技术得以更大的关注和发展。针对难处理金矿石的类型及其原因，解决难浸问题的对策主要从以下方面入手：氰化之前先进行预处理，将金矿中伴生的主体矿物氧化分解，使被包裹的金解离暴露出来，同时也将一些干扰氰化浸金的组分除去。通过添加某些化学物质或试剂，以抑制或消除有害组分
11、对氰化浸金过程的干扰。（1）氰化前预处理方法 A焙烧氧化法7，8 焙烧氧化主要用于含硫、含砷及含碳金矿石的预处理。是基于黄铁矿、毒砂、有机碳等载金矿物在高温条件下，有害组分以挥发形式脱除，并使包裹的微细粒金充分暴露出来，产生适宜氰化的焙砂。其发生的主要化学反应为：4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO22FeAsS + 5O2 Fe2O3 + As2O3 + 2SO2C + O2 CO2焙烧氧化法是一种传统的预处理工艺，具有工艺简单、操作方便和适应性强等特点，目前在国内外仍被广泛采用。传统的氧化焙烧排放出SO2、As2O3等有毒烟气，严重污染环境、应用受到限制。近年来，为了克服这一
12、缺点，逐步研制开发了一些新的焙烧工艺，如固硫、固砷无污染焙烧，富氧焙烧等，延续了其生存力。尤其处理碳质难处理矿石，仍是最具有竞争力的工艺。B压热氧化法9 压热氧化法是在较高压力和温度下，在酸性或碱性体系中使硫化物迅速氧化，从而使硫化物中的包裹金充分暴露出来。该法适用于高硫、高砷型难处理金矿及含硫、含砷微细浸染型金矿石。a压热酸氧化法 矿石经细磨制浆、酸化和浓缩后进入高压釜，致使硫化物分解。其发生的主要化学反应为：4FeS2 + 15O2 + 2H2O 2Fe2(SO4)3 + 2H2SO44FeAsS + 13O2 + 6H2O 4H2AsO4 + 4FeSO4 b压热碱氧化法 对于碳酸盐型碱
13、性矿石，则宜采用压热碱氧化法。在高压、高温条件下，NaOH与硫化物反应：4FeS2 + 15O2 + 16NaOH 2Fe2O3 + 8Na2SO4 + 8H2O4FeAsS + 13O2 + 20NaOH 4Fe(OH)2 + 4NaAsO4 + 4Na2SO4 + 6H2O生成的Na2SO4和4NaAsO4均溶于水，经固液分离除去硫、砷后，从渣中提取金。压热氧化法是当今世界浸金技术发展的一个里程碑。其优点在于氧化过程不逸出SO2、As2O3等有毒烟气，对环境无污染；硫化物氧化彻底，金回收率高。缺点是对设备材质的防腐和强度要求高，设备投资大，生产费用高。而且，在较低温度（200）下不能有效氧
14、化有机碳。对浮选精矿，国外已基本用压热氧化法取代焙烧氧化法。 C细菌氧化法10 细菌氧化法是在某些细菌（如氧化铁硫杆菌）在酸性介质（pH=13）、温度3040、充气（O2、CO2）和氮、磷、钾等营养的条件下，在黄铁矿、砷黄铁矿共存的金精矿中优先氧化溶解砷黄铁矿，并沿金及硫化物的边界以及晶体缺陷部位进行化学腐蚀，形成一个多孔性产物，从而使其中包裹的金暴露出来，便于氰化回收。其反应为：2FeS2 + 7O2 + 2H2O 2FeSO4 + 2H2SO44FeSO4 + 7O2 + 2H2SO2 2Fe2(SO4)3 + 2H2OFeS2 + 7Fe2(SO4)3 + 8H2O 15FeSO4 +
15、8H2SO44FeAsS + 13O2 + 6H2O 4FeSO4 + 4H3AsO4 细菌氧化法具有对环境无污染、设备及工艺简单、生产成本低、金浸出率高等优点，并在很多情况下可钝化碳质物对已溶金的吸附作用。缺点是氧化时间太长，一般需要几天乃至几周；细菌对温度敏感，超出3040就影响其寿命及氧化效果；对溶液中铁、铜、锑等离子浓度变化的适应能力差。工业实践证明，该工艺尚有许多待完善之处。 D水化学氧化法11 水化学氧化法是在常压下在液相中用化学药剂处理难浸金矿，使砷、硫、碳等被氧化、沉淀已溶解的有害组分或除掉金粒表面覆盖膜等，以消除其对氰化浸出的不利影响。研究开发的药剂包括：氨、石灰、硫化钠、氯气、硝酸、氯化铁、硝酸铅等，工业上已应用的主要为氯气和硝酸。a氯化法 氯化法可有效处理碳质难处理矿石。最早为氯气氯化法处理卡林型碳质矿石，该矿石特点是金多以超显微形式分布于石英或石英方解石中，并含有有机碳及黄铁矿
