CN102560110A

CN102560110A - 低品位难选冶含金矿石或精矿生物预氧化处理工艺

Info

Publication number: CN102560110A
Application number: CN2010105885376A
Authority: CN
Inventors: 武彪; 温建康; 陈勃伟; 刘美林; 姚国成; 刘学
Original assignee: Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Current assignee: Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明提供一种低品位难选冶含金矿石或精矿生物预氧化处理工艺，它是将低品位难选冶金精矿裹到支撑矿石颗粒表面，经过生物堆浸预氧化，对渣进行水洗筛分，大颗粒的返回补充支撑物料，将包裹金精矿预氧化渣进行氰化提金的一种新工艺。细菌主要是以氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和氧化亚铁螺旋菌为主的混合菌，温度为30～45℃；精矿粒度为80～400目，支撑矿石粒度10～30mm，精矿包裹厚度＜2mm；预氧化周期30～90天，预氧化率提高到50～70％，金回收率达到80～95％。与生物搅拌预氧化和全堆浸预氧化相比，解决了预氧化周期长、金回收率低的问题，经济效益显著。本工艺特别适合应用于黄铁矿含量较高的含金矿石，并且对环境友好，符合有色冶金行业低碳经济的发展。

Description

低品位难选冶含金矿石或精矿生物预氧化处理工艺

技术领域

主要利用含铁氧化性能、硫氧化性能的浸矿微生物群落，通过驯化调节浸矿微生物氧化性能，达到对包裹于支撑矿石表面金精矿的高效氧化，充分裸露被包裹金，提高金的综合回收率。该工艺是一种针对低品位难选冶金矿资源的节能、环保、高效提取技术。

背景技术

难选冶矿石通常为高砷、高硫、高碳型和微细粒浸染型金矿石，约占世界总金矿资源的2/3，在我国已探明储量中约占1/4，主要分布于滇桂黔金三角及辽宁、四川与甘肃等省区。该类型金矿床具有品位低、规模大、矿体与围岩界线不明显，金主要呈显微-次显微形式被包裹于硫化矿中，很难被裸露出来，综合回收率低。

针对难选冶金矿主要有三种预处理工艺实现了工业化应用，分别为高压浸出法、高温焙烧和生物预氧化法，生物预氧化法操作简单、成本低，具有经济优势。生物搅拌预氧化技术已大规模实现了商业化应用，一般矿浆浓度为10～25％，浸出周期4～6天，金的回收率较高。但是搅拌罐耐腐蚀型要求较高，搅拌系统能耗高，造成成本偏高。针对低品位难处理金矿，全堆浸生物预氧化工艺越发成熟，该工艺操作成本低，但预氧化周期为10～12个月，金的回收率仅为50～70％。将金精矿包裹于支撑矿石表面，然后进行堆浸预氧化技术是一种新型的工艺技术。该技术综合了生物搅拌和全堆浸预氧化技术的优点，同时也克服了上述两种技术的一些缺点，缩短了浸出周期，提高了浸出效率，降低了成本。该技术工艺特别适合于黄铁矿含量较高、氧化速率较慢的含金矿石。

目前，针对低品位难处理金矿，还存在着浮选回收率低、预处理过程中砷硫氧化率低、生物预氧化周期长、金颗粒暴露不充分、境污染严重等技术难题有待突破，急需低成本、高效率、低污染的技术来开发。

发明内容

本发明的目的是提供一种低品位难选冶含金矿石或精矿生物预氧化处理新工艺，该工艺具有流程简单、设备省、投资和运营成本低、不需要经过高温熔炼，不排放污染性烟尘和二氧化硫等有害气体，可实现低品位、偏远地区金矿资源的高效回收。

为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

(1)细菌的培养与驯化：将从属地采回的酸性矿坑水，添加9K培养基进行培养驯化，得到含有嗜酸氧化亚铁硫杆菌、嗜酸氧化硫硫杆菌、嗜酸氧化亚铁螺旋菌的混合菌液；

(2)金精矿的包裹：将润湿的支撑矿石与干的金精矿混合均匀，使细粒的金精矿粘附于支撑矿石表面，然后经过皮带筑堆；

(3)生物预氧化：喷淋管道及自动喷淋装置铺设完成后开始第一阶段喷淋操作，喷淋液为含混合菌的酸性溶液，接种量为滴淋液量的10％～20％，溶液中细菌浓度为＞10⁷个/ml，喷淋强度为0.3～0.5L/(min.m²)，喷淋液pH值1.2～2.0。

(4)预氧化渣的筛分：将预氧化渣进行水洗筛分，细粒的通过石灰中和，pH调节到11～13后，进行氰化/炭浆提金。

水洗筛分后粗颗粒返回到包裹工序用于补充支撑物料。

所述的驯化条件是加入粒度小于50微米硫化矿粉末，加入矿石粉后形成的矿浆浓度为1～10％重量百分比，pH值在1.5～1.8之间，得到以氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和氧化亚铁螺旋菌为主的混合菌，成熟菌液的氧化还原电位为550～650mV(SCE)，细菌浓度为10⁷～10⁹个/ml，所述细菌生长温度为30～45℃。

加水润湿支撑物料，其加水量为支撑物料重量的10～12％，金精矿重量为支撑物料重量的20％～25％，然后在转速为40～50转/分钟的滚筒内包裹。

粒度10mm～30mm的矿石为支撑物料。

喷淋强度为0.3～0.5L/(min.m²)，喷淋液pH值1.2～2.0。

支撑矿石含金硫化矿石。

金精矿粒度为80～400目。

精矿包裹厚度＜2mm。

生物堆浸预氧化：筑堆时埋设温度、气体成分感应器件、底部通气管道，堆浸过程中进行间断通气，比保持细菌的活性，提高氧化速率。实时监控矿堆的温度、气体成分、细菌活性、细菌浓度变化，以调整堆浸操作参数，提高生物堆浸预氧化效率。

预氧化渣的筛分：将预氧化渣进行水洗筛分，粗颗粒返回补充支撑物料，细粒的进入氰化系统。

氰化提金：矿浆浓度为20～30％，通过石灰中和，pH调节到11～13，等pH稳定后加入氰化钠，反应一段时间得到含金贵液。

本发明具有以下显著的优点：

1)适用范围广：生物搅拌预氧化对金精矿品位要求较高，金品位必须＞20g/t，否则经济上不可行。本技术适宜于难选含金矿石，最低金精矿品位可达12g/t。尤其当黄铁矿含量较高时，氧化速率比较慢，在4～6天内很难高效氧化，预氧化效率较低，而在30～90天内可充分氧化，提高了预氧化率。

2)操作成本低：本技术综合了生物搅拌和全堆浸预氧化技术的优点，同时也克服了上述两种技术的一些缺点，缩短了浸出周期，提高了预氧化效率，降低了成本。

3)金的回收率高：采用本技术，预氧化周期30～90天内，金回收率达到80～95％。同时，以含金硫化矿石作为支撑矿石，在细菌和黄铁矿溶解过程中产生高铁的作用，进一步加快了支撑矿石的溶解速率，进一步提高了金的综合回收利用率。

4)环境友好：该工艺与焙烧和加压预氧化相比，操作简单、成本低，无有害气体排放，环境友好，经济效益显著。1、该技术创新的应用金精矿包裹堆浸技术，综合了生物搅拌和全堆浸预氧化技术的优点，同时也克服了上述两种技术的一些缺点，缩短了浸出周期，提高了预氧化效率，降低了成本。

附图说明

图1为本发明工艺流程框图

图1中，浮选金精矿进入包裹工序，再送入生物堆浸预氧化工序，该工序加有经培养和驯化的混合菌，经预氧化的氧化渣经过水洗筛分，粗粒级作为支撑矿石返回包裹工序，预氧化金精矿渣经中和调节pH值，再进行氰化浸出，得金产品。

具体实施方案

实施例：

国内某金矿山矿石的主要类型为硫化物碳质微细粒浸染型难处理金矿石，金品位2.98g/t，含硫9.5％，其中硫化物含量为25～30％。矿石是以黄铁矿为基体矿物的硫化矿石，金的粒度很细，最大金粒小于8μm，其他的大多在5μm以下，大多浸染在硫化物之中，占总含金量90％。矿石中大部分铁与硫一起构成硫化矿物——黄铁矿、白铁矿及毒砂，少部分铁构成铁的氧化矿物——磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿，另有一部分铁以杂质形式分布在碳酸盐矿物及硅铝酸盐矿物中；脉石矿物主要有石英、长石、绿泥石、绢云母及碳酸盐矿物。黄铁矿为主要的硫化矿物，多呈胶状结构，结晶程度高，粒度微细，37μm以下的占50％以上，多呈星散状分布在矿石中。

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

(1)支撑物料的准备

一般情况下，选择在酸性条件下很难溶解的支撑物料，这样在预氧化过程不易溶解，对氧化过程影响较小。为了进一步提高金矿综合回收率，选择硫化矿石为支撑物料。支撑物的大小影响比表面积，进而影响堆浸过程的预氧化效率，支撑物尺寸增大，金精矿与支撑物重量比降低，必须增大矿堆尺寸及高度，将会增大液体流动速率，改善氧和热的传递。支撑物尺寸减少，矿堆尺寸及高度随之降低。所以，必须准备合适粒度的支撑矿石。

将矿山开采剥离出来的含金矿石经颚式碎矿机粗碎后得到最大粒度为150mm～200mm的矿石产品。粗碎后的矿石产品经圆锥碎矿机细碎后得到最大粒度为10mm～30mm的矿石产品。然后通过筛分，筛除粒度小于10mm的矿石，选择粒度10mm～30mm的矿石为支撑物料。

(2)金精矿的包裹

支撑物料加水润湿，加水量为支撑物料重量的10～12％，然后添加干燥的金精矿，金精矿重量为支撑物料重量的20％，然后在转速为40～50转/分钟的滚筒内包裹，在滚筒内停留时间为4～5分钟，接着将产品经皮带运输机运往堆场，进行筑堆。

矿石筑堆前，需要对堆场进行平整夯实和防渗底垫、管道铺设等操作；其中，防渗粘土层厚度不小于150mm，矿石缓冲层厚度不小于900mm。具体铺设程序为：防渗粘土层-HDPE防水层-细沙层-矿石缓冲层(同时埋设浸液收集管道)-充气管道。筑堆过程中埋设温度、气体成分等感应探头，以供堆浸过程监测与堆浸操作参数调控之用，筑好堆场后在堆场表面铺设喷淋管道及自动喷淋装置。

(3)细菌的培养、驯化及接种

从矿山属地采集含菌酸性溶液，接入9K培养基((NH₄)SO₄ 3g/L，KCl 0.1g/L，K₂HPO₄ 0.5g/L，Ca(NO₃)₂ 0.01g/L，FeSO₄·7H₂O 44.43g/L)进行富集培养，然后加入粒度小于50微米硫化矿粉末，加入矿石粉后形成的矿浆浓度为1～10％重量百分比，pH值在1.5～1.8之间，得到以氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和氧化亚铁螺旋菌为主的混合菌。成熟菌液的氧化还原电位为550～650mV(SCE)，细菌浓度为10⁷～10⁹个/ml，所述细菌生长温度为30～45℃。最后经工业放大培养后，接入矿堆中，接种量为滴淋液量的10％。

(4)生物堆浸预氧化

喷淋管道及自动喷淋装置铺设完成后开始第一阶段喷淋操作，喷淋液为含混合菌的酸性溶液；溶液中细菌浓度为＞10⁷个/ml，喷淋强度为0.3～0.5L/(min.m²)，喷淋液pH值1.2～2.0。喷淋溶液渗入到矿堆的各个部位，细菌吸附于矿石表面并对矿石产生生物氧化溶解作用。生物氧化期间实行定期休闲制度，视不同地区和不同季节气候变化，喷淋时间与休闲时间比例约为1∶1～1∶2。严格监控矿堆中温度变化、气体成分变化、细菌浓度等参数，并根据监测数据调节充气量、喷淋强度浸液无机营养物浓度等操作参数。

(4)氰化提金

氧化完成后将渣进行水洗筛分，粗颗粒的返回补充支撑物料，细粒的为氧化完的金精矿，冲洗到搅拌桶里进行氰化浸出。加氰化物之前加入部分石灰，调节pH至10～12，调浆浓度为30～40％，氰化钠用量为3～5Kg/t，氰化时间为24小时。

经本发明处理后，金精矿预氧化效率提高到50～70％，金的回收率提高到80～95％。

Claims

1.一种低品位难选冶含金矿石或精矿生物预氧化处理工艺，其特征在于：它包括以下几个步骤：

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：水洗筛分后粗颗粒返回到包裹工序用于补充支撑物料。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的驯化条件是加入粒度小于50微米硫化矿粉末，加入矿石粉后形成的矿浆浓度为1～10％重量百分比，pH值在1.5～1.8之间，得到以氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和氧化亚铁螺旋菌为主的混合菌，成熟菌液的氧化还原电位为550～650mV(SCE)，细菌浓度为10⁷～10⁹个/ml，所述细菌生长温度为30～45℃。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：加水润湿支撑物料，其加水量为支撑物料重量的10～12％，金精矿重量为支撑物料重量的20％～25％，然后在转速为40～50转/分钟的滚筒内包裹。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：粒度10mm～30mm的矿石为支撑物料。

6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：喷淋强度为0.3～0.5L/(min.m²)，喷淋液pH值1.2～2.0。

7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：支撑矿石含金硫化矿石。

8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：金精矿粒度为80～400目。

9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：精矿包裹厚度＜2mm。