重庆科技学院贵金属冶金学PPT课件12.难浸金矿石的处理
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重庆科技学院贵金属冶金学PPT课件5.混汞法提金
α —— 润湿接触角 H —— 可混汞指标
混汞提金原理
润湿性的判据：
若σ金水＞σ金汞，则θ＜900; 若σ金水＜σ金汞，则θ＞900;
混汞提金原理
金只要保持新鲜的表面与汞接触，汞基本可将金润湿。 汞对银也有润湿作用，只是润湿性略差于金，对 于化合物形态的金和银，汞一般不润湿。 对于脉石，汞不能润湿，故能选择性提金银，因 为金银主要是以金属状态存在。 对于其它的有色金属（如铜、铅，锌等），汞实 际上也有润湿作用，但自然界中这些金属主要是 以化合物的形式存在，所以汞不能将它们润湿。
混汞提金原理
1.2 汞齐化过程
汞齐化过程：
金、银与汞形成合金的过程，即汞将金银
润湿后，逐渐形成合金的过程。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 混汞提金原理
金 汞 二 元 系 相 平 衡 图
图3- Hg-Au 两相平衡图
混汞提金原理
形成的Au-Hg化合物：
AuHg2 金粒最外层被汞所包围，汞量很 大，
Au2Hg 次外层， Au3Hg 第三层， 少量的汞扩散进去，与金形成金基固溶 体，金粒的内核未与汞接触，仍为纯金。 第四层
混汞提金的主要影响因素
2.2 金粒的表面状态
金粒的表面生成氧化膜，机械油的混入在金粒表 面生成油膜， 金粒中的杂质与其它物质起作用可在金粒表面生 成相应的化合物膜， 金粒有时可被矿泥污染生成泥膜。 金粒表面被污染，生成各种膜，常称之为“生 锈”，生锈的金粒将降低其亲汞疏水性能。 清除方法:可采用添加石灰、氰化物、氯化铵、高 锰酸钾等药剂清洁金粒表面。
混汞提金的主要影响因素
2.5 温度
温度高，有利于汞表面张力的降低，易于润湿金 粒，汞易向金粒内部扩散，加速汞齐化过程；
温度过高，会使矿浆中某些易溶杂质进入汞液污 染汞，同时还会使汞的蒸发加剧，污染环境。
难选冶金矿石的提金技术-黄金冶炼技术系列之二
难选冶金矿石的提金技术-黄金冶炼技术系列之二转载自谁？..轩难处理金矿石是指用常规的氰化提金方法，金的直接浸出率不高的金矿石，一般为80％以下，典型的难处理矿石直接浸出率仅为10％-30％。
造成难浸的原因主要是微细粒金和包裹金以及矿石中含砷、含碳等有害杂质。
此类矿石需进行预处理才能合理利用，并获得经济效益。
处理的方法较多，有焙烧法、加压氧化法、生物氧化法及其它化学氧化法等。
2.1 焙烧预处理技术焙烧氧化法是较古老的预处理方法，特别是对含硫、含砷较高的矿石，这种方法可以自热平衡，可以回收和，是一种比较理想的方法。
随着技术的进步和市场的需求，此法近年来得到新的发展。
早期使用的有多堂炉焙烧、回转窑焙烧、马弗炉焙烧。
沸腾炉氧化焙烧金矿石始于1947年，两段沸腾炉焙烧、原矿循环沸腾炉焙烧法是近十几年才得到商用。
两段焙烧、循环焙烧以及正在发展的热解--氧化焙烧法、闪速焙烧法、微波焙烧法都以解决环保、降低能耗、提高浸出率和增加焙烧强度为目的。
焙烧氧化法的特点是适应性强，但随着环保要求的提高，废气治理成本提高，此方法受到湿法预处理方法的挑战。
国外采用沸腾炉焙烧的主要厂家有11家，以原矿循环沸腾炉焙烧和两段沸腾炉焙烧为多。
如美国的IBM公司为处理部分包裹金和含有机炭的矿石采用了投资和操作成本最低的两段焙烧法。
我国的湖南某矿和新疆某矿为处理高砷金精矿也采用了焙烧法进行预处理。
2.2 加压氧化预处理技术这种方法是用加压氧化酸浸或用加压碱浸对矿石进行预处理。
先除去矿石中的S、As、Sb 等有害杂质，使金矿物充分暴露，然后用氰化法回收金。
环保的要求和金浸出率的要求，促进了加压氧化法的发展。
1984年此法首先应用于Homestake，Mclanlgh金矿，并从此得到快速发展。
目前国外有代表性的加压氧化厂有11家。
超细磨--低温低压氧化难处理金矿石技术是澳大利亚Dominion矿物公司发展的技术，通过超细磨，矿物表面活性提高，氧化温度、压力降低，反应釜材质、防腐问题变小，是比较有发展前途的。
难处理金矿预处理技术PPT课件
第23页/共39页
加压氧化法的优缺点
优点 氧化彻底 对物料成分不太敏感 环境友好 预氧化时间短 生产灵活性更大
缺点 ➢所用设备的抗压、密封和防腐性能要求较高 ➢设备费用较贵 ➢氰化浸金前需对氧化矿浆作彻底冲洗与中和处理等。
第24页/共39页
工业应用情况
国内
在镍矿山、铅锌矿山上已有成功应用加压氧化工艺的实 例，例如金川有色金属公司、新疆富康镍冶炼厂、云南澜沧 铅锌矿等。但是还未见到在金矿山应用的实例。
焙烧氧化法的优缺点
优点 该工艺处理速度快 适应性较强 操作费用较低 综合回收效果好
缺点 ➢在焙烧过程产生大量的SO2，As2O3等有毒气体，污 染环境 ➢工艺要求严格，工艺流程长 ➢设备投资大，对于中小黄金矿山难以推广应用
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主要的焙烧氧化法
传统焙烧氧化法 循环沸焙烧氧化法 固化焙烧氧化法 双层球团焙烧氧化法 微波焙烧氧化法
高压釜的内衬材料改用聚乙烯纤维、钛板等材料，输送矿浆泵、管 道、阀门等也用高耐磨、耐蚀合金取代了普通合金，生产费用显著降低， 停工维修时间缩短，并改善了操作人员的工艺控制和安全条件。
（2）两步浸金法改为一步法,低温、低压碱性预氧化法 （3）以硝酸为基础的加压氧化工艺
第26页/共39页
4.化学氧化法
微波加热具有传统加热方式无法比拟的优点： ➢加热速度快，微波同时作用于矿石的中心及表面，内外一 起加热，不需热传导。 ➢选择性加热物料，升温速率快，加热效率高。 ➢当用微波加热代替传统加热时，熔炼和其它高温化学反应 可以在十分低的温度下进行，即微波加热具有降低化学反应 温度的作用。
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第27页/共39页
化学氧化法
此法也称为水溶液氧化法，是在常压下通过添加化学试剂 来进行氧化。所用的氧化剂有：臭氧、高锰酸钾、过氧化物、 二氧化锰、氯气、高氯酸盐、硝酸、过硫酸（Caro酸）等，主 要用于含碳质金矿和某些非黄铁矿类型的硫化物金矿的预处理。 化学氧化法大都是在酸性介质中先氧化破坏硫化矿物的结构， 使金的颗粒解离或暴露出来，然后再用氰化法或其他方法提金。 由于化学试剂的价格较贵，所以化学氧化法预处理难浸金矿的
加压氧化法的优缺点
优点 氧化彻底 对物料成分不太敏感 环境友好 预氧化时间短 生产灵活性更大
缺点 ➢所用设备的抗压、密封和防腐性能要求较高 ➢设备费用较贵 ➢氰化浸金前需对氧化矿浆作彻底冲洗与中和处理等。
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工业应用情况
国内
在镍矿山、铅锌矿山上已有成功应用加压氧化工艺的实 例，例如金川有色金属公司、新疆富康镍冶炼厂、云南澜沧 铅锌矿等。但是还未见到在金矿山应用的实例。
焙烧氧化法的优缺点
优点 该工艺处理速度快 适应性较强 操作费用较低 综合回收效果好
缺点 ➢在焙烧过程产生大量的SO2，As2O3等有毒气体，污 染环境 ➢工艺要求严格，工艺流程长 ➢设备投资大，对于中小黄金矿山难以推广应用
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主要的焙烧氧化法
传统焙烧氧化法 循环沸焙烧氧化法 固化焙烧氧化法 双层球团焙烧氧化法 微波焙烧氧化法
高压釜的内衬材料改用聚乙烯纤维、钛板等材料，输送矿浆泵、管 道、阀门等也用高耐磨、耐蚀合金取代了普通合金，生产费用显著降低， 停工维修时间缩短，并改善了操作人员的工艺控制和安全条件。
（2）两步浸金法改为一步法,低温、低压碱性预氧化法 （3）以硝酸为基础的加压氧化工艺
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4.化学氧化法
微波加热具有传统加热方式无法比拟的优点： ➢加热速度快，微波同时作用于矿石的中心及表面，内外一 起加热，不需热传导。 ➢选择性加热物料，升温速率快，加热效率高。 ➢当用微波加热代替传统加热时，熔炼和其它高温化学反应 可以在十分低的温度下进行，即微波加热具有降低化学反应 温度的作用。
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化学氧化法
此法也称为水溶液氧化法，是在常压下通过添加化学试剂 来进行氧化。所用的氧化剂有：臭氧、高锰酸钾、过氧化物、 二氧化锰、氯气、高氯酸盐、硝酸、过硫酸（Caro酸）等，主 要用于含碳质金矿和某些非黄铁矿类型的硫化物金矿的预处理。 化学氧化法大都是在酸性介质中先氧化破坏硫化矿物的结构， 使金的颗粒解离或暴露出来，然后再用氰化法或其他方法提金。 由于化学试剂的价格较贵，所以化学氧化法预处理难浸金矿的
重庆科技学院贵金属冶金学6氰化浸出PPT课件
4Au+8KCN+2H2O+O2=4 KAu(CN)2+4KOH
氰化浸金
1887年 McArthur和Forrest获得氰化法提金的专利。 � 氰化法提金并非指用氰化物溶解金，他们的主 要发明不在于金的溶解而在于怎样从溶有金的 氰化物溶液中将金提取出来，其主要关键点是 使用了用锌片来置换金。
� 美国的默丘尔公司1891年第一个成功将其应用。
氰化浸金原理
结论：
� 1）用氰化物溶液溶解金银，生成配离子的电极电位，比 游离的金银离子的电极电位低得多，所以氰化物溶液是溶 解金银的良好溶剂和配合剂;
被氧化，以Au(CN) 2 -配离子的形式进入溶液，
对银可以得到类似的结论
氰化浸金原理
解接
a. H+——H2 b. O2 ——H2O c. O2 ——H2O2 d. H2O2 ——H2O
pCN 11.4
6.4
2
~2
图1.1 氰化法溶金的电位—pH图
氰化浸金原理
pH和pCN的关系可用下式换算：
� pH + pCN =9.4 –lgA +lg(1+10pH-9.4) � [CN-]总=10-2mol/L下pH与pCN的相关数值 pH 0 2 4 6 8 9.4 10~14 pCN 11.4 9.4 7.4 5.4 3.4 2.3 2
� 随后在南非广为应用
一、氰化浸金原理
� 1.1 热力学 金银在氰化物溶液中的溶解，曾经提出了许多理论，现普遍认为 金银(Me)的氰化可以写成下列两个反应：
2Me+4NaCN+2H2O+O2=2NaMe(CN)2+2NaOH+H2O2 (1-1)
氰化浸金
1887年 McArthur和Forrest获得氰化法提金的专利。 � 氰化法提金并非指用氰化物溶解金，他们的主 要发明不在于金的溶解而在于怎样从溶有金的 氰化物溶液中将金提取出来，其主要关键点是 使用了用锌片来置换金。
� 美国的默丘尔公司1891年第一个成功将其应用。
氰化浸金原理
结论：
� 1）用氰化物溶液溶解金银，生成配离子的电极电位，比 游离的金银离子的电极电位低得多，所以氰化物溶液是溶 解金银的良好溶剂和配合剂;
被氧化，以Au(CN) 2 -配离子的形式进入溶液，
对银可以得到类似的结论
氰化浸金原理
解接
a. H+——H2 b. O2 ——H2O c. O2 ——H2O2 d. H2O2 ——H2O
pCN 11.4
6.4
2
~2
图1.1 氰化法溶金的电位—pH图
氰化浸金原理
pH和pCN的关系可用下式换算：
� pH + pCN =9.4 –lgA +lg(1+10pH-9.4) � [CN-]总=10-2mol/L下pH与pCN的相关数值 pH 0 2 4 6 8 9.4 10~14 pCN 11.4 9.4 7.4 5.4 3.4 2.3 2
� 随后在南非广为应用
一、氰化浸金原理
� 1.1 热力学 金银在氰化物溶液中的溶解，曾经提出了许多理论，现普遍认为 金银(Me)的氰化可以写成下列两个反应：
2Me+4NaCN+2H2O+O2=2NaMe(CN)2+2NaOH+H2O2 (1-1)
重庆科技学院贵金属冶金学PPT课件10.树脂矿浆法
配阳离子稳定地存在于溶液中。解吸液的组成为9%硫 脲+2~3%硫酸
载金树脂的解吸及再生
图10-3 载金树脂 (AM-26)金的解吸和金的回收曲线
1—解吸；2—金回收率
载金树脂的解吸及再生
⑹ 洗涤硫脲 载金树脂解吸金后，其表面和树脂颗粒间都残留有硫脲，需 用水洗涤除去。洗出的溶液返回配制硫脲溶液，再用于解吸。 通常1体积树脂需不少于3体积的水来洗涤。树脂中的硫脲须洗 干净，因为含硫脲的树脂用于吸附过程时，会在树脂相中生成 难溶的硫化物沉淀，从而降低树脂的交换容量。 ⑺ 碱处理 洗去硫脲后的树脂，要经过碱处理以除去树脂相中的硅酸 盐等不溶物，并使树脂由SO42-转化为OH-型。碱处理使用 3~4%氢氧化钠溶液。过程消耗4~5倍树脂体积的碱液。
R OH Au(CN ) R Au ( CN ) OH 2 2 R OH Ag (CN ) R Ag ( CN ) OH 2 2
其他金属的络阴离子也同时被吸附，如： Zn(CN)42－ ，Cu(CN)32－ ， Fe(CN)64－以及 CN－等。
离子交换树脂及机理
离子交换树脂及机理
表10-1 一些强碱性和弱碱性阴离子交换树脂的特性
类型 强 碱 性 牌号 AM-П AM AB-17 A101 DU IRA-400 717 AM-2Б AП-2 AП-3 365B A378 353E NK884 IRA-93 AH-18 IRA-68 704 A7 A308 A305 A260 MG-1 基体材料 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 丙烯酰胺 苯乙烯-二乙烯苯 酚醛 环氧多胺 环氧多胺 脂肪胺 丙烯酸-二乙烯苯 官能团 季铵 季铵 季铵 季铵 季铵 季铵 叔胺、季铵 叔胺 叔胺 叔胺、季铵 叔胺 叔胺、季铵 叔胺 叔胺 叔胺 叔胺、季铵 仲胺 叔胺 混合胺 混合胺 混合胺 强碱基团含量/% 孔结构 77~81 大孔 凝胶 大孔
载金树脂的解吸及再生
图10-3 载金树脂 (AM-26)金的解吸和金的回收曲线
1—解吸；2—金回收率
载金树脂的解吸及再生
⑹ 洗涤硫脲 载金树脂解吸金后，其表面和树脂颗粒间都残留有硫脲，需 用水洗涤除去。洗出的溶液返回配制硫脲溶液，再用于解吸。 通常1体积树脂需不少于3体积的水来洗涤。树脂中的硫脲须洗 干净，因为含硫脲的树脂用于吸附过程时，会在树脂相中生成 难溶的硫化物沉淀，从而降低树脂的交换容量。 ⑺ 碱处理 洗去硫脲后的树脂，要经过碱处理以除去树脂相中的硅酸 盐等不溶物，并使树脂由SO42-转化为OH-型。碱处理使用 3~4%氢氧化钠溶液。过程消耗4~5倍树脂体积的碱液。
R OH Au(CN ) R Au ( CN ) OH 2 2 R OH Ag (CN ) R Ag ( CN ) OH 2 2
其他金属的络阴离子也同时被吸附，如： Zn(CN)42－ ，Cu(CN)32－ ， Fe(CN)64－以及 CN－等。
离子交换树脂及机理
离子交换树脂及机理
表10-1 一些强碱性和弱碱性阴离子交换树脂的特性
类型 强 碱 性 牌号 AM-П AM AB-17 A101 DU IRA-400 717 AM-2Б AП-2 AП-3 365B A378 353E NK884 IRA-93 AH-18 IRA-68 704 A7 A308 A305 A260 MG-1 基体材料 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 苯乙烯-二乙烯苯 丙烯酰胺 苯乙烯-二乙烯苯 酚醛 环氧多胺 环氧多胺 脂肪胺 丙烯酸-二乙烯苯 官能团 季铵 季铵 季铵 季铵 季铵 季铵 叔胺、季铵 叔胺 叔胺 叔胺、季铵 叔胺 叔胺、季铵 叔胺 叔胺 叔胺 叔胺、季铵 仲胺 叔胺 混合胺 混合胺 混合胺 强碱基团含量/% 孔结构 77~81 大孔 凝胶 大孔
难处理金矿的预处理
固化焙烧法的主要缺点： 固化焙烧法的主要缺点：
在固化焙烧中，为了达到较好的固硫固砷效果，需要加入的石 灰较多，往往要稍多于反应(11-7)和(11-8)的理论量。因此，如 对于含硫、砷都很高的金精矿用此法处理，加入的石灰量常与 金精矿量相当，有时甚至超过金精矿量，而在焙烧过程中，硫 和砷都不挥发，并且形成砷酸盐和硫酸盐，所得焙砂的重量超 过金精矿的重量。所以，得到的焙砂金品位不但没有提高(在 氧化焙烧中，焙砂中金的品位与金精矿相比是提高的)，反而 下降，不利于金的回收。
硫化物包裹型金矿石的特点： 硫化物包裹型金矿石的特点：
金通常以极细小颗粒或亚显微形态嵌布在黄铁矿或毒砂的 晶格中，有时金甚至是以浸染状颗粒分布在黄铁矿和毒砂中。 经过浮选，含金硫化物和细微粒金进入精矿。如果金粒不是以 包裹状存在，可以通过精矿细磨，使金暴露再用氰化法处理。 要提取包裹在硫化物中的金，须将包裹金的黄铁矿或毒砂破坏， 使金裸露成为可浸状态。 因此，这类难处理金矿预处理的实质，就是采用一种经济 而有效的方法将包裹金的黄铁矿和毒砂破坏，使金暴露，然后 再用氰化法提取金。
固化焙烧法另一个严重的缺点： 固化焙烧法另一个严重的缺点：
在焙烧过程中，硫和砷焙烧的最终产物并非完全是反应(11-7) 和(11-8)中的砷酸盐和硫酸盐，往往有不利于氰化浸金的物质 如CaS、CaSO3甚至多硫化物的形成： 2FeS2+4Ca(OH)2+5.5O2=Fe2O3+4CaSO3+4H2O (119) 2FeS2+4Ca(OH)2+2.5O2=Fe2O3+2CaSO3+2CaS+4H2O (11-10) 2FeS2+3Ca(OH)2+3O2=Fe2O3+2CaSO3+CaS2+3H2O (1111) 因此，从加石灰焙烧所得的焙砂中氰化提金，常要采用一定 的措施，先将影响氰化的物质除去，焙砂才会有较好的金氰 化浸出率。
重庆科技学院贵金属冶金学11非氰浸金方法
lgβx 21.50 13.10 15.40 3.55 2.04
络合物离子
Zn(TU )22
FeSO4 (TU ) Hg(TU )42 Hg(TU )22 Bi(TU )63
lgβx 1.77 6.44 26.30 21.90 11.94
硫脲法
(2) 硫脲溶金的机理
硫脲溶金属电化学腐蚀过程。
阳极区
铜、砷、锑、碳、铅、锌、硫的有害影响小。
适用：从氰化法难处理或无法处理的含金矿物原料中提取金银。
硫脲法
1.1 硫脲法的基本原理
(1) 硫脲的基本特性
硫脲：S C(NH 2 )2
a. 硫脲在碱性液中 不稳定，易分解为 硫化物 ＋ 氨基氰
SCN 2 H4 2NaOH Na2 S CNNH 2 2H2O M n H2O MS CO( NH 2 )2
两个主要缺点： 一是浸出剂氰化物剧毒，特别是在堆浸及废液排
放、贮存的地方，须严格防止对环境造成污染；
二是氰化物浸金的速度缓慢。
非氰化浸金
比较有前途的非氰化浸金工艺有：
硫脲法、 硫代硫酸盐法、 多硫化物法、 水氯化法、 溴化物法、 细菌浸出法、 及硫氰酸盐法等。
一、硫脲法
硫脲法：用酸性硫脲水溶液浸出矿石中的金银的提取方法。 特点：酸性液浸出金银速度高、毒性小、药剂易再生回收，
0.42 V
o 0.0295lgSC ( N2H3 )2 0.0591pH 0.0591lg SC ( NH2 )2
随介质 pH [SC( NH2 )2
值降低
]降低
硫
脲
稳
定
性
增
大
。
所以，硫脲提金时，宜采用较稀的酸性硫脲液作浸出剂。 硫脲在酸性溶液中的分解产物：二硫甲脒、元素硫、
重庆科技学院贵金属冶金学9炭浆法精品PPT课件
采用现代的分析技术X射线光电子能谱(XPS)对炭上被吸 附物中的金的价态的研究表明，被吸附的金的表观价态为 +0.3价。
Байду номын сангаас 活性炭吸附金的机理
⑵ 以Au(CN)2-配离子形式被吸附 这种理论认为，炭表面上存在带正电荷的格点，这些正电荷 格点是这样产生的：活性炭在室温下与空气中的氧接触，形成 具有碱性特征的表面氧化物，这种氧化物在炭上的结合是不牢 固的。当炭与水作用时，它会转入溶液中并形成 OH-离子，这 样炭表面带上正电荷:
向矿浆中加入活性炭，同时进行浸出和金吸附的 “炭浸
法”(Carbon in leaching,简写为CIL)。 1967年发展了“堆浸法”(Heap leaching)，即将金矿石筑
成堆进行氰化物溶液的喷淋浸出。 炭浆法和堆浸法的生产成本低，作业更简捷，已成为当
今氰化提金方法中最具生命力的新工艺， 与炭浆法相似的另一工艺是 “树脂浆法”(Resin in pulp,简
➢ 在含金1mg/L溶液中平衡吸附24h，活性炭的载金容 量应达25g/kg。
➢ 在含金10mg/L溶液中搅拌吸附1h，活性炭对金的吸 附率应达60%。
➢ 将活性炭置于瓶中在摇滚机上翻滚24h，磨损率应小于 2%。
三、 活性炭吸附金的机理
⑴ 以金属形态被吸附 活性炭从金氯配合物(AuCl4-)溶液中吸附金后，可明显地看到 在炭的表面有黄色的金属金。以此推断金氰配合物也可被炭还 原。这种观点认为，炭上吸附的还原气体，如 CO，可把金还原。
活性炭
吸附金的活性炭是采用高温热活化方法制得的，将椰壳或果 核等在500~6000C下，用惰性气体(隔绝空气)保护进行脱水和 炭化，然后再在800~11000C下用CO、CO2、H2O或它们的混 合气体进行活化。在活化过程中，大约有20%的炭被气化：
Байду номын сангаас 活性炭吸附金的机理
⑵ 以Au(CN)2-配离子形式被吸附 这种理论认为，炭表面上存在带正电荷的格点，这些正电荷 格点是这样产生的：活性炭在室温下与空气中的氧接触，形成 具有碱性特征的表面氧化物，这种氧化物在炭上的结合是不牢 固的。当炭与水作用时，它会转入溶液中并形成 OH-离子，这 样炭表面带上正电荷:
向矿浆中加入活性炭，同时进行浸出和金吸附的 “炭浸
法”(Carbon in leaching,简写为CIL)。 1967年发展了“堆浸法”(Heap leaching)，即将金矿石筑
成堆进行氰化物溶液的喷淋浸出。 炭浆法和堆浸法的生产成本低，作业更简捷，已成为当
今氰化提金方法中最具生命力的新工艺， 与炭浆法相似的另一工艺是 “树脂浆法”(Resin in pulp,简
➢ 在含金1mg/L溶液中平衡吸附24h，活性炭的载金容 量应达25g/kg。
➢ 在含金10mg/L溶液中搅拌吸附1h，活性炭对金的吸 附率应达60%。
➢ 将活性炭置于瓶中在摇滚机上翻滚24h，磨损率应小于 2%。
三、 活性炭吸附金的机理
⑴ 以金属形态被吸附 活性炭从金氯配合物(AuCl4-)溶液中吸附金后，可明显地看到 在炭的表面有黄色的金属金。以此推断金氰配合物也可被炭还 原。这种观点认为，炭上吸附的还原气体，如 CO，可把金还原。
活性炭
吸附金的活性炭是采用高温热活化方法制得的，将椰壳或果 核等在500~6000C下，用惰性气体(隔绝空气)保护进行脱水和 炭化，然后再在800~11000C下用CO、CO2、H2O或它们的混 合气体进行活化。在活化过程中，大约有20%的炭被气化：
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4FeSO4 2H 2 SO4 O2 ＝ 2Fe（ 2 SO4） 3 2 H 2O
FeS 2 Fe（ FeSO 4 H 2 SO4 2 SO4） 3 H 2O 2FeAsS Fe（ H 3 AsO4 FeSO 4 H 2 SO4 2 SO4） 3 H 2O
金被充分暴露，氰化液易于渗入，为氰化浸出提供有利条件。 1. 焙烧过程： (1) 450～500℃时，黄铁矿开始氧化； 超过950℃后焙砂部分边缘熔化，空隙减少，不利于氰化。
O2 O2 O2 黄铁矿 磁黄铁矿 磁铁矿 赤铁矿
Fe2 S
FeS
Fe3O4
Fe2O3
(2) 焙烧温度下，砷黄铁矿同样氧化；
缺点：碱消耗大，操作控制复杂，技术经济指标不及酸浸。
难浸金矿石的加压氧化法
精 矿 磨 矿 矿物预处理 絮凝剂 木质素磺酸钠 O2 冷却水 高压蒸汽 洗 液 载金炭解析-再生 贵液电积 载金炭 金泥熔铸 合质金 制氧车间 空 气 石灰石 石 灰 中和处理 渣
酸性加压氧化
逆流洗涤
氰化钠-石灰-O2
底 流 炭浆氰化
金的总回收率为 87%～92%。
其中 95%的金系用氰化法从 多孔焙砂中回收， 其余 5%的金用炭浆法从烟尘
中回收。
三、难浸金矿石的加压氧化法
加压氧化的作用： 使共存和包裹金粒的硫化矿物经加压氧化溶出，
使金被充分暴露，氰化液易于渗入，为氰化浸出提供有利条件。
4-13000kPa
3-10100kPa 2-6700kPa
四、难浸金矿石的细菌氧化法
细菌氧化的作用：使含硫、砷、铁等的矿物氧化，金被充
分暴露，氰化液易于渗入，为氰化浸出提供有利条件。
理想的细菌：氧化亚铁硫杆菌已投入工业应用。
氧化亚铁硫杆菌的生长条件：嗜Байду номын сангаас需氧。
最佳pH 1.7～2.4，最佳温度28～35℃，补加铵盐、磷盐等。
能以硫化矿物、元素硫或硫酸亚铁的氧化过程中释放出的能作 为能源，并以空气中的二氧化碳为碳源来合成菌体进行繁殖。
难浸金矿石的细菌氧化法
近年来，在大量试验的基础上，细菌氧化一氰化浸出工艺已转入工业应 用。 1987年南非建成世界上第一座细菌提金厂金科(Gencor)集团法艾维 (Fairview)金矿，这座微生物提金厂日处理10t左右金精矿，1t金精矿可生产 黄金100-150g，细菌提金的成本为焙烧一氰化成本的60％左右，金回收率 可达90％或更高。 美国第一家细菌氧化厂高登—陶金斯(Gold—Tonkm—Springs)于1990年4 月投产，每天处理2000t矿石，生产系统有4台2270m3(60万加仑)不锈钢细菌 浸出槽，在30％固体、37℃ 、pHl.8的条件下作业，矿石磨至小于325目， 总停留时间60h。矿石含硫化物型硫不到1.5％，加入黄铁矿将硫含量提至2 ％。该厂设计氧化75％给料硫化物，其后金的氰化提取率达到90％以上。 氧化亚铁硫杆菌在单独槽中培养，并在需要时加入氧化反应器，磷铵和 硫酸铵作为营养基加入，预浸过的矿浆用石灰中和至氰化要求的pH值。
活性炭
尾矿场
尾 浆
含金砷黄铁矿精矿加压氧化处理工艺流程
难浸金矿石的加压氧化法
2. 加压氧化设备：
隔板 调节阀 矿浆进料
挡板 矿浆 排料 冷却蛇管 空气
难浸金矿石的加压氧化法
研究表明，与氧化焙烧相比，加压
氧化能保证金更彻底的暴露，这是因为 在加压氧化时，暴露的金仍保持游离状 态，而在氧化焙烧时，金则部分地被易 熔化物的薄膜所覆盖。因此，加压氧化 浸出渣氰化时金的回收率高于焙烧后浸 出。
第一段：控制弱氧化气氛尽量生成挥发性的As2O3；
第二段：大量过剩空气氧化其他硫化物。
8
难浸金矿石的氧化焙烧
2. 焙烧设备
旋风收尘器 中间旋风 收尘器 烟囱
加料管
一段焙烧炉
二段 焙烧炉
空气
空气
焙砂排放管
冷却器
难浸金矿石的氧化焙烧
加拿大的吉安特黄刀和坎贝尔红湖两座金矿采用焙烧工艺处理难 浸金矿—氰化处理。
氧化亚铁硫杆菌细胞形态 (长1.0~1.5μm，宽0.5~0.8μm)
难浸金矿石的细菌氧化法
细菌氧化一般分为： 槽式氧化 和 堆式氧化。
图 3- 细菌浸出气流搅拌装置
难浸金矿石的细菌氧化法
细菌氧化(或微生物氧化)预处理含金黄铁矿及砷黄铁矿是 细菌浸出新领域。 氧化亚铁硫杆菌已投人工业应用，这种细 菌的主要特性是嗜酸需氧，生长的主要条件是酸性环境，能在 pH 1.5～4.0范围内生长，最佳pH 1.7～2.4，生长最佳温度为
难处理金矿 52%
伴生金矿 41%
易处理金矿 7%
一、难浸金矿石的基本特性
难浸金矿基本特性： ①物理包裹，如金封闭在硅酸盐、硫化物矿物中； ②耗氧耗氰矿物的作用，如存在砷、铅等大量贱金属 硫化矿物； ③碳质的劫持效应，如矿石中存在碳质化合物，会吸 附已氰化溶解的金配合物； ④金粒表面钝化，如金的表面形成各种化合物(铁氧化 物、砷、锑或铅的化合物)保护层 ⑤金以不溶性合金或化合物形式存在，碲化金； ⑥金与其它导电矿物接触时发生金的阳极钝化。
贵金属冶金学
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第十二章 难浸金矿石的处理
内容提要
难浸金矿石的基本特性 难浸金矿石的氧化焙烧 难浸金矿石的加压氧化法
难浸金矿石的细菌氧化法
难浸金矿石的处理
按照处理的难易程度， 易 处 理 金 矿 指常规氰化法能够提取大部分金的矿石； 金 矿 难 处 理 金 矿指常规氰化法不能回收大部分金的矿石。 伴生金矿
28～35度，需氧是这种微生物的又一重要特性，培养及使用过
程中，必须在液相中充分充气，它又是化能自养菌，即它能以 硫化矿物、元素硫或硫酸亚铁的氧化过程中释放出的能作为能
源，并以空气中的二氧化碳为碳源来合成菌体进行繁殖。这些
特性使氧化亚铁硫杆菌成为预处理黄铁矿及砷黄铁矿，暴露其 中包裹金的理想微生物。
(3) 微生物氧化法：氧化亚铁硫杆菌， 28～35℃，pH1.7～2.4，4～6d，液固比4:1 ； (4) 化学氧化法：臭氧、过氧化物、漂白粉等； (5) 微波氧化法：微波场下，有Ca(OH)2时， 易于消除不利于氰化的影响。
二、难浸金矿石的氧化焙烧
焙烧的作用：经氧化焙烧，含金硫化矿物被氧化成多孔的焙砂，
1-3300kPa
不同氧压下,O2在水中溶解度与温度的关系
难浸金矿石的加压氧化法
1. 加压氧化过程：
(1) 酸性介质中加压氧化：铁、砷转入溶液，经中和后转入渣中；
2FeS2 7O2 2H2O ＝ 2FeSO4 2H2 SO4 2FeAsS 6.5O2 3H2O ＝ 2FeSO4 2H3 AsO4
思 考 题
1．简述难处理含金矿物的基本特点。
2．简述难处理含金矿物的预处理方法和工艺过程。
22
Fe（ FeAsO4 H2 SO4 2 SO4） 3 H 3 AsO4
难浸金矿石的加压氧化法
(2) 碱性介质中加压氧化：砷和硫转入溶液中，全部铁留在渣中；
2FeS 2 8 NaOH 7.5O2 ＝ Fe 2 O3 Na 2 SO4 4 H 2 O 2FeAsS 10 NaOH 7O2 ＝ Fe 2 O3 2Na 3 AsO4 2 Na 2 SO4 5 H 2 O
难浸金矿石的基本特性
难浸金矿石大体上可分为三类： 第一类，非硫化脉石包裹金； 第二类，硫化物包裹金(最大的一类)，主要是黄铁矿和砷黄铁矿； 第三类，碳质金矿石，有机碳是活性炭型的。
难浸金矿石的基本特性
难处理金矿的预处理：
(1) 焙烧氧化：流化床沸腾焙烧、闪速焙烧、循环氧化焙烧等；
(2) 加压氧化法：120～180℃，0.2～3.2MPa氧压；
难浸金矿石的细菌氧化法
目前，国内外已建20余家生物冶金工厂。其中包括中国已经投入 商业运营的两座铜生物冶金厂(江西德兴，1981～1992年；福建紫金 山，2000～2002年)以及两座金精矿生物冶金工厂(山东烟台，1999～ 2000年；山东莱州，2001年)，近期福建紫金矿业股份有限公司正在 建设年生产能力10000t阴极铜的铜生物冶金工厂。 国外：槽式氧化厂目前最大生产能力已经达到1000t／d，堆式氧 化以美国NeWmont公司为代表，生产能力已经达到每年230万t。 国内：山东烟台，1999～2000年；山东莱州，2001年。 细菌浸出具有分解黄铁矿、砷黄铁矿等硫化矿物能力强，金银回 收率高，无环境污染，基建投资及生产成本低等优点。微生物预氧化 浸出工艺正在成为一种清洁节能技术受到各国的重视，学者认为微生 物预氧化工艺有可能代替氧化焙烧工艺和加压氧化工艺。