CN103184336B

CN103184336B - 高砷高碳微细粒难处理金矿生物提金工艺及所用微生物

Info

Publication number: CN103184336B
Application number: CN201110459938.6A
Authority: CN
Inventors: 武彪; 温建康; 陈勃伟; 尚鹤
Original assignee: Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Current assignee: GRINM Resources and Environment Technology Co Ltd
Priority date: 2011-12-31
Filing date: 2011-12-31
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2031-12-31
Also published as: CN103184336A

Abstract

本发明提供一种用于高砷高碳微细粒难处理金矿生物提金工艺中的微生物，及利用该微生物进行高砷高碳微细粒难处理金矿的提金工艺，将矿物磨矿调浆后，加入所述微生物，充气搅拌进行预氧化，预氧化周期为5～7天；预氧化后的矿浆进行固液分离，上清液加入石灰中和后降砷返回用于调浆，底流加水调节矿浆浓度后加石灰保持pH在11～12，加入氰化钠提金，得到含金贵液。本发明工艺能够充分利用低品位的多重难处理金矿资源，提高矿山综合利用水平，节约成本，提高利润，促进冶金行业低碳经济的发展。本发明特别适合应用于我国滇黔桂金三角地区高砷高碳卡林型金矿的开发。

Description

高砷高碳微细粒难处理金矿生物提金工艺及所用微生物

技术领域

本发明涉及一种难处理金矿生物提金工艺，特别是高砷(砷含量一般在1wt％以上)高碳(有机碳含量一般在0.5wt％以上)微细粒难处理金矿的生物提金工艺，以及用于该工艺中的一种微生物。

背景技术

我国金矿类型繁多，金矿保有储量4265吨，但其中大型、特大型金矿床少，中小型金矿床多，低品位难处理矿石占全国探明储量的比例较大，主要以卡林型金矿(Carlin-type gold deposit)为主，是典型最难处理的金矿之一。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-次显微形式分散产出。我国滇黔桂“金三角”地区的金矿资源主要以含砷含碳卡林型金矿为主，金往往以显微或次显微甚至晶格金的形式浸染于毒砂、黄铁矿等硫化矿中。该类矿属多重极难处理矿石，若采用常规氰化提金工艺处理，金的浸出率很低，主要因为在这类矿石中金以极微细粒形态被含砷硫化物包裹，在氰化浸出过程中，金很难与浸出药剂相结合，而且溶液中形成的砷的硫化物溶解度较高，氰化时会大量消耗溶液中的氰化物和溶解氧，以及在氰化浸金时含碳基质可以吸附金的络合物的“劫金”现象。

目前针对含砷含碳卡林型金矿主要采用的是浮选+生物、火法预处理+氰化的联合工艺流程进行处理。焙烧氧化预处理法主要优点是工艺成熟，技术可靠，但焙烧温度应控制在600～800℃之间，若炉内温度过高，会造成再结晶和烧结现象，造成金的二次包裹，降低金的浸出率。另外会产生大量的有毒气体，例如二氧化硫、砷的挥发，给环保造成很大的压力。细菌氧化预处理法是微生物学与湿法冶金学多学科交叉的新型技术工艺，就是利用特定的浸矿细菌在酸性条件下，将包裹金的硫化物氧化，使金充分暴露，提高氰化效果。该技术工艺具有操作简单、投资少、环境友好等特点，具有未来“绿色冶金”之称。但针对多重难处理金矿，有两个瓶颈问题：其一是抗砷菌的选育与驯化，其二是碳“劫金”问题的解决。

目前，针对多重难处理金矿，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、金颗粒暴露不充分和氰化过程中有机碳“劫金”、环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

本发明的目的是克服上述技术的不足，提供一种针对多重极难处理金矿的提金工艺，主要解决了高砷高碳微细粒金矿提金效率低的难题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于高砷高碳微细粒难处理金矿生物提金工艺中的微生物，其名称为Sulfobacillus thermosulfidooxidans Retech-BIOX-1，现已保藏在中国国家典型培养物保藏中心CCTCC，地址位于武汉大学校内，保藏日期为2011年7月14日，保藏编号为CCTCC NO.M2011253。

该菌耐砷能力能力达20g/L，同时对有机碳降解能力达50％，有效解决了碳劫金现象，金的氰化效率达90％以上。

一种高砷高碳微细粒难处理金矿生物提金工艺，包括以下步骤：

a.预氧化：将矿物磨矿调浆后，加入所述微生物，之后进入预氧化槽中，充气搅拌进行预氧化反应，充气量为0.35～0.50m³/h，搅拌转速为600～1200rpm，调节pH为1.0～2.0，预氧化周期为5～7天；

b.固液分离：预氧化后的矿浆进入浓密机进行固液分离，上清液加入石灰中和后降砷返回步骤a中用于调浆，浓密机底流进入氰化提金流程；

c.氰化提金：将浓密机底流加水将矿浆浓度调节至25～30wt％，然后加石灰搅拌，保持pH在11～12，然后加入氰化钠提金，氰化钠用量为5～15Kg/t矿，氰化时间为48～60h，得到含金贵液。如上所述的提金工艺，其中优选地，所述磨矿调浆，是将由矿石原料经过浮选得到的金精矿磨矿后，脱除金精矿中夹带的浮选药剂后进入调浆槽，之后向调浆槽中加入9K培养基及菌液，将矿浆浓度调节至20～25wt％，并将pH调至1.0～2.0。

如上所述的提金工艺，其中优选地，所述微生物在加入到矿浆之前，预先接种于9K培养基中进行扩大培养，微生物的接种量为体积百分比10％，培养基的pH为1.0～2.0，培养温度为45～55℃，培养时间为24～36小时。

本发明的有益效果在于：

1.温度特点

由于金精矿中含硫，在氧化过程中放热，预氧化体系中温度较高，必须采用冷却水循环降温，保证细菌的活性。目前，工业上大多温度为30～45℃，采用的细菌为常温菌和中等嗜热菌。本发明所采用的细菌大大提高了温度受限条件，在温度为45～55℃条件下，仍能保持较高的氧化能力，提高了反应速率，降低了冷却能耗。

2.耐砷特点

随着矿产资源的不断开发，金的品位不断降低，杂质元素含量不断升高。而金跟毒砂伴生程度比较密切，毒性元素砷含量较高，一般金精矿砷含量高于2wt％，有的甚至高于4wt％以上，给细菌的生长带来严峻的考验。本发明采用细菌经过多次驯化与改良，具有较强的适应性能，耐砷能力能力达20g/L，特别适用于高砷难处理金矿的氧化。

3.降碳作用

目前，大部分低品位金矿中都含碳，碳“劫金”问题一直未能有效解决。本发明采用细菌对有机碳有一定的降解作用，碳的降解率达50％，而且在该菌的新陈代谢作用，使部分有机碳表面钝化，大大降低了对金的吸附，特别适用于含碳较高金矿，金氰化率可达90％以上。

4.适应性广阔

对于高砷高碳型多重难处理金矿，预氧化效率低一直是生物冶金技术的瓶颈，未能取得突破性进展。本发明所采用细菌适应性广阔，能处理含砷高于4wt％、含碳高于2wt％的金精矿，大大提高了含砷含碳型复杂难处理金矿的综合回收利用水平。

5.环境友好

该技术使毒性元素砷得到无害处理，而且操作条件温和，降低了能耗。与焙烧和热压预氧化技术相比，具有成本低、环境友好等显著特点，经济效益十分显著。

综上所述，本发明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及耐砷性能，达到对包裹硫化矿的高效溶解，充分裸露被包裹金。添加真菌类异养菌，使矿石中的碳得到降解和钝化，消除“劫金现象”。该工艺具有流程短、设备省、投资和运营成本低、操作简单，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，同时砷得到无害化处理，可实现低品位、偏远地区金矿资源的高效回收。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

本发明所采用的Sulfobacillus thermosulfidooxidans Retech-BIOX-1，现已保藏在中国国家典型培养物保藏中心CCTCC，地址位于武汉大学校内，保藏日期为2011年7月14日，保藏编号为CCTCC NO.M2011253。

具体实施方式

实施例1

国内贵州兴义市普安县金矿为高砷高碳微细粒难处金矿，金精矿中砷和有机碳含量较高，而且金粒微细，嵌布在硫精矿中，采用常规氰化浸出，金的浸出率仅为19.87％。金精矿主要元素分析见表1：

表1金精矿元素分析

元素	Au(g/t)	Ag(g/t)	S(％)	As(％)	Cu(％)
						含量	23.78	4.4	35.85	6.47	0.033
元素	Pb(％)	Zn(％)	Fe(％)	有机C(％)
						含量	0.008	0.053	29.73	2.42

(1)菌种培养：将菌种接种于9K培养基中进行扩大培养，接种量为体积百分比10％，培养基pH为1.0～2.0，培养温度为45～55℃，培养时间24～36小时。

(2)浮选金精矿磨矿调浆：将由矿石原料经过浮选得到的金精矿磨矿后，送入浓缩机中脱除金精矿中夹带的浮选药剂等对细菌有害的有机杂质后进入调浆槽，之后向调浆槽中加入9K培养基及菌液，矿浆浓度调节至20～25wt％，并利用稀硫酸将pH调至1.0～2.0；

(3)预氧化：调节好的矿浆流入预氧化槽中，然后充气搅拌进行预氧化反应，搅拌转速为600～1200rpm，采用部分冷凝水冷却，温度控制在45～55℃，用浓度为20wt％的硫酸溶液调节pH在1.0～2.0，预氧化周期为5～7天。

(4)固液分离：预氧化完成后，矿浆进入浓密机进行固液分离，分离后的固体氧化渣进入氰化提金流程，分离后的溶液经加石灰中和降砷，pH在2.0～3.0，后可回用于调浆；中和渣堆存。

(5)氰化提金：将浓密机底流加水将矿浆浓度调节至25～30wt％，加石灰搅拌使pH在11～12，然后加入氰化钠，氰化钠用量为10.15Kg/t.矿，氰化时间为48～60h，得到含金贵液可进行后续金的提取操作，氰化渣堆存。

经该工艺流程，采用生物预氧化-氰化提金工艺，处理效果见表2：

表2生物预氧化-提金结果

由表中可见，采用本发明工艺，金氰化效率大幅度提高，取得了良好的经济、社会效益。

实施例2

贵州贞丰县金矿砷、有机碳含量较高，采用常规氰化浸出金浸出率为18.56％，故采用生物预氧化-氰化浸出工艺，工艺流程与实施例1相同，金精矿多元素分析及处理效果见表3、表4。

表3金精矿元素分析

元素	Au(g/t)	Ag(g/t)	S(％)	As(％)	Cu(％)
						含量	25.28	2.42	28.64	7.28	0.023
元素	Pb(％)	Zn(％)	Fe(％)	有机C(％)
						含量	0.006	0.075	28.68	2.51

表4生物预氧化-提金结果

Claims

1.一种用于高砷高碳微细粒难处理金矿生物提金工艺中的微生物，其特征在于，其名称为Sulfobacillus thermosulfidooxidans Retech-BIOX-1，现已保藏在中国典型培养物保藏中心CCTCC，地址位于武汉大学校内，保藏日期为2011年7月14日，保藏编号为CCTCC NO.M2011253。

2.一种高砷高碳微细粒难处理金矿生物提金工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a.将矿物磨矿调浆后，加入权利要求1所述微生物，之后进入预氧化槽中，充气搅拌进行预氧化反应，充气量为0.35～0.50m³/h，搅拌转速为600～1200rpm，调节pH为1.0～2.0，预氧化周期为5～7天；

b.预氧化后的矿浆进入浓密机进行固液分离，上清液加入石灰中和后降砷返回步骤a中用于调浆，浓密机底流进入氰化提金流程；

c.将浓密机底流加水将矿浆浓度调节至25～30wt%，然后加石灰搅拌，保持pH在11～12，然后加入氰化钠提金，氰化钠用量为5～15Kg/t矿，氰化时间为48～60h，得到含金贵液。

3.如权利要求2所述的提金工艺，其特征在于，所述微生物在加入到矿浆之前，预先接种于9K培养基中进行扩大培养，微生物的接种量为体积百分比10%，培养基的pH为1.0～2.0，培养温度为45～55℃，培养时间为24～36小时。

4.如权利要求3所述的提金工艺，其特征在于，所述磨矿调浆，是将由矿石原料经过浮选得到的金精矿磨矿后，脱除金精矿中夹带的浮选药剂后进入调浆槽，之后向调浆槽中加入权利要求3所述的扩大培养的微生物菌液，将矿浆浓度调节至20～25wt%，并将pH调至1.0～2.0。