金矿石预处理工艺之焙烧氧化工艺
难处理金精矿3种预处理工艺分析
难处理金精矿3种预处理工艺分析难处理金精矿是指金精矿中黄铁矿、毒砂等硫化物将金包裹起来，没有充分的外露表面，而且金呈微细粒状态嵌布，采用常规氰化法处理难以有效回收等有价金属。
根据金的按钮选冶程度，难处理金精矿划分为4级，即采用城规选冶方法时，金的侵出率小于50%的为难选冶金精矿，在50%-80%的为一般难选冶金精矿，在80%-90%的为较易选冶金精矿，90%以上的为易选冶金精矿。
荥阳矿机认为金精矿难侵原因是原因是因为含有碳等哪呢过吸附金的有机物，造成金属流失，或者金呈极微细粒嵌布于载体矿物的晶间及裂隙中，即使采用超细磨也难以使金粒有效解离，以及有害元素砷硫化矿物使之氧化分解，被包裹的金暴露出来，然后再用氯化法回收金。
预处理工艺主要有焙烧氧化法、生物氧化法、热压氧化法、硝酸催化氧化法、微波焙烧法以及其他预处理方法。
矿物进行预处理后经行氯化侵出，以便使金等有价元素得到最大限度的回收。
当前应用比较成熟的预处理工艺主要有焙烧氧化、生物氧化、热压氧化3种。
这3种工艺都有各自的优缺点，至于选用哪种工艺需要进行详细分析比较后确定。
焙烧氧化法焙烧氧化法是在高温下，借助空气或氧气使包裹金的砷硫物氧化分解，使被包裹金暴露出来。
氧化焙烧工艺应用比较广泛，在国内外都有很好的应用。
国内工业生产应用的有山东招远国大冶炼厂、中原冶炼厂、海阳金澳冶炼厂等。
工艺特点及优缺点氧化焙烧可使硫化物氧化生成二氧化硫，砷和锑以氧化态挥发，含碳物质被氧化从而失去活性，显微细粒状的金得到暴露及富集。
氧化焙烧法的优点为：1.矿石适应性强、操作费用低；2.可以实现副产品的综合回收，可产出硫酸、砒霜等作为化工原料，其他有价金属也可同时回收。
氧化焙烧法的缺点为：1.烟气中SO2会造成环境污染；2.副产品如硫酸、砒霜等的销售手制于市场；3.对脉石型包裹金等的矿物回收率不高；4.银回收率不高；5.含砷不能高于5%。
生物氧化法生物养护也称细菌氧化，氧化含硫矿物具有直接氧化、间接氧化以及电池作用的过程。
难处理金矿预处理技术
碱性
4FeS2+15O2+16Na2CO3+14H2O→4Fe(OH)3+8Na2SO4+16NaHCO3 2FeAsS+7O2+10Na2CO3+8H2O→2Fe(OH)3+2Na3AsO4+2Na2SO4+10NaHCO3
4FeS2+15O2 +8CaCO3→2Fe2O3 +8CaSO4 +8CO2 在高温高压和碱性介质中，黄铁矿和毒砂也会分解，生 成稳定的Fe(OH)3、Na2SO4、Na3AsO4、Fe2O3、CaSO4和NaHCO3 等化合物。
（1）焙烧炉型的选择，不断改进优化焙烧炉； （2）实现低温焙烧，以降低成本，易控制过程(如过烧等 问题)； （3）为了符合环保要求，不断研究固化焙烧等无污染焙 烧，使双层球团焙烧法实现工业化； （4）为了降低药剂消耗及提高脱砷硫率，继续开发新添 加剂； （5）微波焙烧具有潜在的应用价值，加强对其工业化方 面的研究。
制备球核
制备球壳
焙烧
双层球团焙烧氧化法实验流程图
2.5微波焙烧氧化法
微波能够加热大多数有用矿物，而不加热脉石矿物，因而 在有用矿物和脉石矿物之间会形成明显的局部温差，从而使它 们之间产生热应力，当这种热应力达到一定的程度时，就会在 矿物之间的界面上产生裂缝，裂缝的产生可以有效地促进有用 矿物的单体解离和增加有用矿物的有效反应面积。
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。
工业应用情况
国内
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。
难处理金矿焙烧氧化法提金
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
难处理金矿焙烧氧化法提金
此法是基于金矿中的黄铁矿、砷黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、有机碳等
载金矿物在高温条件下氧化焙烧，全部或部分除去砷、硫、锑、有机碳等有害杂质，使金颗粒暴露出来并形成多孔状焙砂，有利于随后氰化物浸金过程的进行。
氧化焙烧法发展至今，已在生产中应用了数十年。
进入20 世纪80 年代后，氧化焙烧的工艺和设备都得到进一步提高与改进，如采用了先进的流态化焙烧（沸腾焙烧）技术。
例如1986 年在西澳大利亚Lancefield 金矿建成400t/d 的流态化焙烧炉处理浮选金精矿。
按焙烧方式的不同，还可以将氧化焙烧法分类为：
一、传统氧化焙烧法
通常是在回转窑或平底式焙烧炉内进行空气焙烧。
根据原料中砷和硫含量的高低，可以采用一段或两段焙烧。
当原料中含砷和硫低时，用一段氧化焙烧，焙烧温度一般为650～750℃；原料中含砷和硫高时，采用两段氧化焙烧，第一段在较低温度下（450～550℃）弱氧化性或中性气氛中焙烧脱砷；第二段在较高温度下（650～750℃）强氧化气氛中焙烧脱硫和脱碳。
此法具有工艺成熟、操作简便、生产费用较低等优点，因此国内外比较普遍应用，但存在有毒烟气污染环境问题。
例如，我国湖南湘西黄金洞金矿是在工业上采用回转窑氧化焙烧法处理含砷硫化物金精矿进行脱砷和脱硫的。
二、富氧焙烧法
是在焙烧过程中通入氧气进行焙烧。
与空气焙烧法相比，富氧焙烧的优点是强化和缩短了焙烧过程；能为硫酸厂产出制酸用的高浓度SO2 烟气，并显著降低烟气量，从而减少了烟气对环境的污染；由于氧化较充分，产出的焙砂质量高，有利于金的浸出。
但富氧需要制氧机，设备与运转的费用较高。
碳质金矿石预氧化焙烧堆浸提金的研究
碳质金矿石预氧化焙烧堆浸提金的研究
由于矿石中有许多碳质污染物(如木炭、沥青油和木质类)，因此，为了有效地提取有价金属，采用预氧化技术进行预处理是必要的。
预氧化工艺被用于细化原矿中的有价金属，从而提高提金效率。
它也可以对碳质污染物进行预处理，以防止沉积和处置所产生的必要污染。
焙烧堆浸提工艺是为了提高碳质金矿石预氧化焙烧堆浸提金的提金效率而研究的。
根据实验，最佳的提金效率为91％，结合氧渣焙烧率And acid leaching rate，在低碳质金矿石研究中得到了更好的实验结果。
本研究从耦合热工学、晶体学、水解和酸性条件的角度出发，深入研究了碳质金矿石预氧化焙烧堆浸提金工艺的机理，主要在四个方面：1)设计合适的氧渣焙烧测试工艺，采用热工学方法测量焙烧曲线；2)低温预氧化要准确估计熔融数据，用于计算氧渣水解反应；3)应用热解结构来研究碳质金矿石预氧化焙烧堆浸提金工艺；4)根据实验结果设计最佳的酸性浸出工艺。
本研究的目的是提供关于采用碳质金矿石预氧化焙烧堆浸提金工艺的有价金属回收率有效性的新发现和技术支持。
难处理金精矿焙烧预氧化工艺实践
焙烧 氧 化法具 有 工 艺成 熟 、 生产 成本 低 、 处 理 量
果较好 ， 对 含砷 矿 物 处 理 效 果 较差 。所 以 ， 对 焙烧 工 艺进 行优 化改 良 ， 扩 大工 艺 对 矿 物 的适 应性 ， 是 焙烧 工艺 获得 竞争 优势 ， 提 升企 业经 济效 益 的重要举 措 。
１ ． ２ 含砷 难 处理 金精 矿二 段焙 烧预 氧化 工艺 应用 对 含高砷 难 处 理 金 精 矿 进 行 二 段 焙 烧 ｊ ： 一 段
取率 ， 实现 资 源的高 效 综 合 利用 ， 提 升企 业 的经 济效 益 。本文 以福 建金 山黄金 冶炼 有 限公 司 （ 下称 “ 金 山
黄金公 司” ） 焙烧氧化工艺技术改造为背景 ， 详 细 介
大等 优 点¨ ， 目前 已成 为 难 处 理 金 矿 预 处 理 技 术 应 用最 广 泛 的工 艺 之 一 ＿ ２ Ｊ ， 尤 其 是 处 理 含 高硫 、 高砷 、 高碳 的矿 石 ， 可 以获得 较优 的效 果 。近 １ ０年来 ， 随 着 相关 领域 研 究者 在焙 烧氧 化技 术 上 的突 破 ， 尤 其 是 沸腾 炉 的设 计 开 发 、 应用 ， 焙 烧 氧 化 工 艺 处 理 量 和 效率 均得 到 大 幅度 的提高 ， 在 黄金 冶炼 行业 的推广 步 伐 不 断加 快 。随 着 资 源 供 应 压 力 日益 增 大 ， 以及 环境 形势 的 日趋严 峻 ， 焙烧 氧化 工 艺也 遇 到 了一 些 问 题 亟 须解 决 ， 以提 高难 处理 矿物 中伴 生有 价 金属 的 提
金矿预处理
金、银矿石和精矿的预处理金银矿石和精矿含有硫、砷、碳、碲时，通常在冶金前需要预处理。
1、焙烧金银矿石大多为硫化矿，常规焙烧法多为鼓风自热焙烧。
对低硫或基本不含硫的矿石，在焙烧时也可加入黄铁矿，或与其他硫化矿混合进行自热焙烧。
焙烧温度、环境都需要试验决定。
A、硫金精矿的氧化焙烧金精矿在控制温度下缓慢地进行（初期550℃，终止时金700℃），就可获得金易为浸出溶解的红棕色多孔焙砂。
当金精矿中含有多于0.5%的锑或铅多于0.2%时，都会对浸出带来不利影响。
铜则会消耗大量的浸出溶剂（焙烧时加入少量的氯化钠）。
B、碲金精矿的氧化焙烧当碲化物与黄铁矿共生时，通过焙烧可同时除去。
C、砷金精矿的氧化焙烧砷的焙烧温度为650℃、弱氧化气氛时，脱除率为98%左右，挥发的砷需要以白吡的形式回收。
还有不让砷挥发，将砷通过焙烧以有利于浸出金的化合物的形式固定在矿石中。
D、含碳泥质氧化金矿的氧化焙烧在680℃氧化焙烧20分钟，就可提高金的浸出。
E、银精矿的氯化焙烧银精矿焙烧需要加入精矿重量的5~15%的食盐，在600℃条件下焙烧。
2、浮选分离矿石中的碳、砷3、加压氧化分解法A、加压酸浸氧化法用稀硫酸在温度170℃和氧压810~1010kPa,于高压釜中浸出。
B、加压碱浸氧化法在反应釜中预先加入石灰石、供氧、1013kpa、105℃条件下，氧化5~20小时，再浸出。
C、加压中性浸出氧化法在225℃和不加试剂的ph7~8条件下进行。
4、化学氧化法A、氯化法使用氯气、次氯酸钙、次氯酸钠等处理硫、砷金矿。
B、硝化法在密闭釜中常压供风、温度85~90℃、控制氧化还原电位750V条件下除砷、硫。
C、碱浸法用氢氧化钠3%、固液比1:2、常温常压下预处理32小时。
再浸出金。
D、N113催化氧化法在硫酸介质中加入软锰矿，添加催化剂N113，可在常压和100℃条件下分解毒砂、黄铁矿。
E、微生物氧化分解法使用氧化硫铁杆菌预处理砷硫金矿。
无论使用何种预处理方法必须进行实验，才能确定是否合理。
金矿焙烧提金工艺流程
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1. 选矿，将原矿中的金矿化物与脉石矿物分离，富集金含量。
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2焙烧氧化工艺
焙烧法是利用高温充气的条件下，使包裹金的硫化矿物分解为多孔的氧化物而使浸染其中的金暴露出来。
焙烧法作为难浸金矿的预处理方法已有几十年的历史了。
该法对矿石具有较广泛的适应性，操作、维护简单，技术可靠，但由于传统的焙烧处理放出S02, AS203等有毒气体，环境污染严重，因此其应用受到限制。
但随着两段焙烧、循环沸腾焙烧、富氧焙烧、固化焙烧、闪速焙烧、微波焙烧等焙烧新工艺的出现，在一定程度上减少了环境污染，提髙了金的回收率，并且投资和生产成本相应降低，从而使焙烧氧化法又成为难浸金矿石预处理优先考虑的方案之一。
焙烧氧化工艺的基本原理
高温条件下，难处理金矿将发生如下主要化学反应：
对于黄铁矿：
3FeS
2+ 8O
2
====Fe3
3
4
+ 6SO
2
↑ (5)
4FeS
2+ 11O
2
====2Fe
2
O3 + 8SO
2
↑ (6)
对于砷黄铁矿，在氧气不足和约450℃时：
3FeAsS==== FeAs
2
+ 2FeS + AsS ↑ (7)
12FeAsS + 29O
2====4Fe
3
O
4
+ 6As
2
O
3
↑ + 12SO
2
↑ (8)
在600℃以上时：
4FeAsS====4FeS + As
4
↑ (9)
As
4+ 3O
2
==== 2As
2
O
3
↑ (10)
焙烧氧化工艺技术特点
(1)该工艺处理速度快，适应性强，尤其是对含有机碳的矿石针对性强。
(2)副产品可以回收利用，可以综合回收砷、硫等伴生元素。
(3)在焙烧过程中，能造成硫化矿的“欠烧”或“过烧”，影响金的浸出率。
(4)焙烧过程产生大量的二氧体硫和三氧化二砷等有害气体，收尘系统复杂。
(5)工艺流程长而且复杂，操作参数要求严格，生产调试周期长。
(6)受到硫酸市场的影响和制约，酸价的波动直接影响该工艺的合理性。
两段焙烧原则工艺流程见图2。
图2两段焙烧原则工艺流程图
国内外焙烧氧化技术的开发和应用现状
目前最常见的焙烧氧化工艺主要有针对金精矿的两段沸腾焙烧和针对原矿
的固化沸腾焙烧。
对于含相当数量砷的金精矿一般采用两段焙烧工艺，即在400 ~450弋下控制弱氧化焙烧气氛或中性气氛，含砷矿物被氧化生成挥发性的三氧化二砷，同时
矿物中硫部分被氧化;然后在高温下(500℃以上)进行氧化焙烧，彻底脱硫和碳。
两段焙烧脱砷率较髙，焙砂残留% ~0. 5%的砷。
20世纪50年代中期开始就有几座金矿采用了两段焙烧工艺处理含砷金精矿的提金生产。
瑞典波立登公司也开发了其独有的技术。
例如该公司的赫尔辛堡厂处理含砷黄铁矿采用的就是两段焙烧工艺。
一段是缺氧焙烧，空气过剩系数为85% ~90%,而且是稀相焙烧，即绝大部分焙砂和烟气经烟道进入旋风收尘器，烟气中有升华的S2&SO2,砷有As4、As4S6和As2O3,在旋风收尘器由空气喷嘴加人空气使反应继续进行，硫转化为SO2,砷转化成As4O6。
实际上旋风收尘器也可以称为后燃烧室。
一段炉少量的焙砂和旋风收尘器回收的焙砂一起进人二段炉，二段炉进行氧化焙烧以进一步脱硫，其砷的脱出率可达到90% ~ 93%。
我国的山东烟台恒邦冶炼股份有限公司2004年引进瑞典波立登公司两段焙烧处理含砷金精矿专利技术，潼关冶炼厂目前也引进了该项技术。
另外中原黄金冶炼厂、山东招远国大、辽宁新都、灵宝黄金冶炼厂等都在使用金精矿焙烧工艺。
对于可浮性差、硫化矿物与脉石贫连生的难处理金矿石焙烧一般采用原矿沸腾焙烧工艺，同时利用矿石中所含碳酸盐矿物与焙烧过程中产生的硫、砷氧化物反应沉淀在焙砂物料中，烟气中硫、砷含量低，因此烟气治理较容易。
美国在Cortez金矿建起了世界上第一家固砷固硫原矿焙烧厂，该矿含t, As 0. 12% , S %, %。
该工艺流程采用闭路干式自磨系统，利用热风干燥带出矿粉，同时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，金的总回收率为80%。
目前国外已投产的原矿焙烧厂有十多家，其处理的矿石性质及焙烧工艺有所差别。
矿石碎磨设备基本都采用干式磨矿，有的采用碎矿+干式球磨的磨矿系统，如Goldsrtrick 金矿;有的则采用烘干半自磨+ 干式球磨的磨矿系统，如Minahasa金矿。
焙烧炉的补加燃料有的采用煤，也有的采用油，此外有掺烧金精矿作为燃料的。
我国的原矿沸腾焙烧工艺目前也取得了重大成果。
长春黄金研究院在借鉴国外沸腾焙烧和循环沸腾焙烧炉、双层沸腾焙烧炉等新工艺设备的基础上，针对我国难处理金矿石的工艺矿物学特点，自主研发了“内循环式沸腾焙烧炉”，创新性采用了“欠氧高温焙烧技术”、焙烧过程砷、硫“固化自洁”技术，焙砂“固气交换”余热利用技术，以及首次引进水泥行业的立式辊磨技术与设备，从而形
成了具有完全自主知识产权的原矿干式磨矿一沸腾焙烧一碳浆法提金的新工艺。
利用该技术，选择了具有充分代表性而且蕴藏有大量难处理金矿资源的贵州省黔西南州紫木凼金矿，建成了年处理33万t的焙烧提金生产厂。
紫木凼金矿的原矿经沸腾焙烧预处理后，金浸出率由直接瓴化的低于10%提高到82%以上，经过焙烧过程中“自洁固化”作用，原矿中砷的固化率达98%以上，硫的固化率达90%以上。
焙烧法具有传统优势，随着鲁奇循环沸腾炉、波立登密闭收尘系统等新装置的出现使两段焙烧技术处理金精矿在今后得到发展外，固砷固硫焙烧原矿的技术将会有大的发展，尤其对于难选的难浸金矿大规模经营开发，必须采用新的焙烧工艺和装置，改变过去传统焙烧法污染严重的现状。