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金矿难选冶技术现状及发展前景.doc

金矿难选冶技术现状及发展前景

卡奔缘情
2010-12-26 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《金矿难选冶技术现状及发展前景doc》,可适用于其他资料领域

金矿难选冶技术现状及发展前景金矿难选冶技术现状及发展前景一、国内难处理金矿资源的分布状况及特点    我国难处理金矿资源比较丰富现已探明的黄金地质储量中约有吨左右属于难处理金矿资源约占探明储量的。这类资源分布广泛在各个产金省份中均有分布。其中贵州云南、四川、甘肃、青海、内蒙、广西、陕西等西部省份占有较大比重辽宁、江西、广东、湖南等省区也有较大的储量。主要的资源矿区如:广西金牙金矿(吨)、贵州烂泥沟矿区(吨)、贵州紫木函矿区(吨)、贵州丫他矿区(吨)云南镇源冬瓜要矿区(吨)甘肃舟曲坪定矿区(吨)甘肃岷县鹿儿坝矿区(吨)辽宁凤城(吨)广东长坑矿区(吨)安徽马山矿区(吨)等。造成这些矿石难处理的原因是多方面的矿石中金的赋存状态和矿物组成是最根本的原因根据工艺矿物学的特点分析国内难处理矿金矿资源大体上可分为三种主要类型。    第一种为高砷、碳、硫类型金矿石在此类型中含砷以上含碳含硫用常规氰化提金工艺金浸出率一般为且需消耗大量的NaCN采用浮选工艺富集时虽能获得较高的金精矿品位但精矿中含砷、碳、锑等有害元素含量高而给下一步提金工艺带来影响。   第二种为金以微细粒和显微形态包裹于脉石矿物及有害杂质中的含矿石在此类型中金属硫化物含量少约为嵌布于脉石矿物晶体中的微细粒金占到采用常规氰化提金或浮选法浮集金回收率均很低。   第三种为金与砷、硫嵌布关系密切的金矿石其特点是砷与硫为金的主要载体矿物砷含量为中等此种类型矿石采用单一氰化提金工艺金浸出提标较低若应用浮选法富集金也可以获得较高的回收率指标但因含砷超标难以出售。   针对以上特征解决国内的难处理金矿资源这一难题仍然需从以下三方面入手:   第一、氰化提金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有害组分除去   第二、通过添加某些化学物质或试剂以抑制或消除有害组分对氰化浸金过程的干扰达到强化浸出的目的   第三、寻找新的高效的或无毒的浸金溶剂取代氰化物彻底解决环境污染问题。   上述三种技术措施都应该作为我们今后难选冶技术研究和开发的主攻方向但从国内外的技术发展趋势来看难处理金矿石的预处理技术将会成为今后一段时期开发应用的重要目标。二.国内难处理金矿资源的利用规状及前景   对于国内难处理金矿资源的开发利用我们在过去的十年内开展了大量的研究工作从“八五”期间的黄金行业科研计划到“九五”的国家科技攻关加上企业和矿山的各方面投入使难处理资源得到了一定程度的开发利用。但总体形势上并不乐观真正从难处理的金矿资源中有效合理、安全环保地提取出的黄金占每年的总产量的比例并不高。从目前已在开发利用的方式上大体可分成两类一类是难处理金矿的资源矿山通过采取预处理技术或强化浸金措施实现的就地产金方式如湖南黄金洞金矿通过采用二段氧化焙烧工艺处理高砷金精矿甘肃岷县的鹿峰金矿采用原矿焙烧工艺处理含砷、碳、低硫的原矿以及乌拉嘎金矿和江西金山金矿的金精矿氰化工艺等。这部分矿山的资源利用状况是金回收率普遍不高或者对环境产生了一定程度的污染和破坏急需从工艺技术上根本解决问题。另一类难处理金矿资源的矿山则采用浮选或其它工艺富集的方式产出难选冶的金精矿集中销售到冶炼厂这种方式的资源利用率还主要取决于冶炼厂的预处理工艺的技术水平。   目前国内经批准面向全国收购含金物料进行冶炼加工的定点企业共有家其中黄金冶炼厂家有色冶炼厂家这些冶炼企业中除烟台黄金冶炼厂、莱州黄金冶炼厂和陕西中矿生物矿业工程有限责任公司冶炼厂三家已开始采用细菌氰化预处理工艺可以处理部分含砷金精矿外其余的冶炼企业大部分采用的仍是金精矿直接氰化工艺或焙烧––氰化工艺这对国内目前的难处理金矿资源的“贫、细、杂”的多样性来说受到了一定的限制。   因此目前国内难处理金矿资源的开发利用现状是:虽然难处理金矿资源所占比重较大但开发利用程度相对较低。冶炼企业对单一含金易处理物料的需求量大原料市场竞争激烈。而针对难处理金精矿的加工工艺的技术水平相对较低产出的复杂金精矿销售困难因而使难处理金矿资源的开发受到限制。这样也就造成了国内黄金工业生产的被动局面一方面是易处理金矿资源越来越枯竭另一方面已投入大量地勘资金而探明的难处理资源得不到开发或开发利用程度低。现在较为有利的方面是诸多冶炼企业已将注意力转向含砷、含碳、微细粒包裹型难处理含金物料的开发利用上纷纷寻求各自的渠道和方式力求突破工艺技术难点抢先占领潜在市场。因而可以预见随着预处理技术的工业化推广应用难选冶物料的产量将会越来越大难处理金矿资源开发利用的前景也将更加广阔。 三.国外难选冶技术应用状况及发展趋势   难选冶技术的研究与开发一直被美国、南非、澳大利亚、加拿大等国所重视。目前所应用的预处理工艺基本上是由国外开发研究并率先后在工业中加以利用的。这些工艺开发应用也使国外大部分己探明的难处理资源基本上都能得到经济合理、安全环保的开发利用。除极微细的碳质难浸金矿仍缺乏有效的处理办法外目前世界黄金的总产量己有左右是产自于难浸金矿。   从国外对难选冶技术的研究路线和应用效果可以看出难选冶技术的主要关键在于预氧化或预选除去碳质矿物的“劫金”性因此所谓的难选冶技术主要即是指预处理技术。目前已经开发应用或正在研究的预处理技术有焙烧工艺、加压氧化工艺、细菌氧化工艺、化学氧化工艺、以及氯化法和含硫试剂氧化法等从国外预处理工艺的发展趋势和应用程度分析焙烧氧化、加压氧化工艺和细菌氧化这三种预处理工艺将会成为未来难处理金矿的基本工艺技术。   焙烧是难处理金矿石的最古老而传统的预处理方法象早期使用的多膛炉焙烧、回转窑焙烧马弗炉焙烧随着技术的进步和市场的需求近十几年来开发出的两段沸腾焙烧和原矿循环沸腾炉焙烧给这一传统工艺的工业应用带来新的生机。近十年中世界各地新建焙烧氧化厂十多座。较为有代表性的应用矿山如美国的JerrittCanyon和BigSpring以及南非的NewConsort等金矿。   焙烧工艺的优点是适应性相对较强(可处理含碳质的难浸金矿)操作费用相对较低(当含硫以上时很容易自然进行)并且当矿石中含铜时可通过的浸成水浸工艺综合回收铜。该工艺的缺点是对操作参数和给料成分变化比较敏感容易造成过烧或欠烧欠烧时矿石中的含硫和含砷矿物分解不充分过烧时焙砂出现局部烧使焙砂的孔隙被封闭找点粒二次包裹从而导致金的浸出率下降。再者焙烧时会产生二氧化硫和三氧化二砷综合回收不利时会严重污染大气与环境。从目前来看随着环保要求越来越严格与工艺相配套的烟气治理成本将会大幅度提高。因此该工艺将会受到湿法预处理工艺的挑战。为了更好地解决环保要求降低能耗增加焙烧强度、提高浸出率焙烧工艺的技术也得到了一定的完善和发展最近几年国外的研究机构正在开发研究热解––氧化焙烧法闪速焙烧法和微波焙烧法等更加有效的焙烧技术虽然目前均还处于试验研究阶段但像微波焙烧工艺等已显示出了良好的工业应用前景。   热压氧化法在拉美国家被认为是最有效的预处理工艺。其分为酸性热压氧化和碱性热压氧化两种。碱性热压氧化由于仅适用于碳酸盐含量高、硫化物含量低(<)的难处理金矿石因而相比较而言酸性热压氧化工艺的应用较为广泛。   酸性热压氧化基于在高温高压下黄铁矿、毒砂等硫化矿物与氧发生反应使矿物结构发生变化的机理通过在酸性介质中的高温、高压下的的一系列反应使被包裹的金暴露出来。达到氰化浸金的目的。年美国麦克劳林提金厂首次应用酸性热压氧化预处理工艺以来美国、加拿大、巴西和巴布新加坡等国家先后建立了近座应用该工艺的提金厂这些提金厂大多数为日处理吨以上的大型原矿热压氧化工艺。如美国的GoldStrikeGetchell。文该工艺对难处理金精矿也是比较不效的巴西的SaoRenton、希腊的Olypias、巴布亚新几内亚的Porgora和加拿大的Campbell金矿则是处理金精矿的代表。   热压氧化工艺的优点在于黄铁矿和毒砂的氧化产物都是可溶的因此无论金颗粒多么细都会被解离因而金的回收率较高许多难处理金精矿经加压浸出后浸出率高达以上同时该工艺可以直接处理原矿这对于不易于浮选富集的金矿石而言更加有效由于采用的是湿法工艺流程不带来烟气污染问题。缺点是:设备的设计和材质要求很高由于压力操作及设备的防腐问题会带来一定的安全危险与生物氧化法相比操作和维护水平的要求更高再者基建投资费用较高因而普遍认为只有建设大规模处理厂经济上才比较合理。有文献提出日处理量应在吨以上。   最近澳大利亚Dominion矿物公司提出的超细磨––低温低压氧化技术(Activex)通过超细磨矿(~μm)提高了矿物质表面活性降低工艺的氧化温度和压力使反应釜材质防腐问题变小因此可以预见该工艺在突破设备的压力和防腐问题后工业应用的前景将会变得更加广阔。   线菌氧化技术是继热压氧化和焙烧氧化之后又一种具有强大生命力的预处理工艺目前应用于槽浸氧化和堆浸氧化两个方面。后者主要用于从低品位的难处理金矿中回收金。该预处理技术有BIOX法和BacTech法两种。BIOX法是南非Gencor公司年开始率研究开发的技术从年首先在南非Fairview金矿建成td规模的细菌氧化预处理厂以来Gencor公司开始陆续地向国外金矿转让该项技术并从年起陆续建成座处理难选冶精矿的细菌氧化厂分别是南非的Fairvew(td)巴西的SaoBento(td)澳大利亚的HarbourLight(td)和Wiltuna(td)加纳的Ashanti(td)其中以加纳的Ashanti的规模目前最大它处理的矿石是含碳质的硫化物金矿直接氰化金浸出率仅~细菌氧化预处理后的氰化金浸出率可提高到以上。最近乌兹别克斯的Navoi公司也已购买了该技术拟处理Kokpntas金矿的难处理金矿石目前即将投产。   BacTech法是澳大利亚BacTech公司开发的技术巴克泰克公司第一个将嗜热菌(适宜温度范围~℃)成功地用于生产实践在澳大利亚的Yonanmi(尤安密)金矿成功地生产了两年以上处理能力为td。   细菌氧化艺从国外的应用实践分析具有很多的优点:与热压和焙烧工艺相比基建投资较低生产成本也较低同时生产操作的复杂程度相对不高砷最后生成砷酸铁化合物比生成气体再回收利用要安全和更加环保细菌可以有选择地氧化砷黄铁矿当矿石中金主要与砷黄铁矿共生时在砷黄铁矿和黄铁矿混合的矿物中只氧化砷黄铁矿就能使金解离不需要氧化全部硫化物。   但是该工艺也存在一定的缺点:氧化时间长矿浆浓度低需要大容积和搅拌槽在酸性介层中完成氧化过程因而需要防腐材料成外包材料正常工作时一般需要降温冷却需要消耗额外的能量最后还有一点不利之处是如果在操作中出现一次“误操作”细菌可能会死亡这需要几个星期才能把细菌的生物量恢复起来。    尽管目前应用细菌氧化工艺的工厂还不多但作为一种比较新的工艺与其它的预处理工艺相比已充分显示了非常好的发展前景。除上述三种预处理工艺外化学氧化法也曾在工业上得到过应用曾采用闪速氯化工艺处理卡林型碳质矿石。目前各国仍在研究开发各种更加有效易于工业实施的预处理技术如硝酸作为催化剂的硝酸催化氧化法同步完成预处理和浸金过程的HMC工艺硫酸、碳酸、氢氧化钠、氯化盐介质中电化学氧化法工艺等各种化学氧化法在试验室研究和半工业试验研究中均获得了良好的效果但尚需解决许多工程化的技术问题。从国外难选冶技术的发展趋势看研究开发操作条件比较温和反应速度快工艺投资费用和生产费用合适环境污染小的预处理技术是主要的发展方向。 四、国内难选冶技术的现状及发展前景   国内难选冶技术的开发研究起始于九十年代初“八五”期间国内的科研机构针对国内陆续发现的难处理金矿资源开展了许多很有见地的试验研究工作。但大都停留在试验室所获得的成果水平上。工业上的应用几乎为空白。贵州丹寨的精矿焙烧提金厂曾进行过难处理金矿资源工业化利用的尝试因为种种原因仅运行了几年。   较为系统的研究起始于“九五”国家科技攻关。长春黄金研究院、北京有色金属研究院等科研院所对氧化焙烧工艺碱性热压氧化工艺和细菌氧化工艺这三大预处理工艺借助国家“九五”科技攻关计划进行了较为系统的研究并取得了阶段性成果为我国难处理矿资源的开发利用奠定了坚实的技术基础。   北京有色金属研究院依托湖南黄金洞金矿完成了系统的小试、中试和工业试验三个研究阶段该项研究课题针对黄金洞金矿的高砷难处理金精矿通过系统的试验研究重点解决了两段焙烧工艺的技术条件和参数并完成了td规模两段的焙烧––氰化工业试验。该工艺在缺氧气下脱砷在氧化气氛下脱硫产出疏松多孔焙砂在试验室条件下氰化浸出率由一段焙烧前的提高到左右。烟气中的砷以白砒形式得到回收综合回收率达烟气中的SO达~符合制酸条件采用吸收方法治理吸收率达到以上。工艺试验表明采用两段焙烧工艺处理含砷金精矿不仅提高了金的浸出率同时综合回收了砷、硫等伴生元素。目前该工艺生产厂正处于调试阶段正常生产后可为国内焙烧工艺厂提供较为全面的工业参数。   除黄金洞金矿外目前国内采用焙烧氰化工艺的冶炼厂有座总生产能力达吨左右但所采用的工艺皆为一段焙烧氧化提金工艺因而对于含砷的复杂金矿还不能达到技术和环保要求。另外甘肃岷县的鹿峰金矿采用原矿沸腾焙烧技术处理含砷、锑、碳的原矿但目前工艺的仍处于调试阶段。   就焙烧工艺在国内的应用状况来看以氧化焙烧作为难处理金矿的预处理工艺虽然目前应用并不普遍由于有多家冶炼厂已采用了一段氧化焙烧工艺处理相对比较复杂的含金物料因而具备了一定的工艺技术改造的基础。国大黄金冶炼厂目前正在与南化院和北京矿冶研究总院合作进行两段焙烧工艺的技术改造。因此氧化焙烧预处理工艺在国内应该有较广阔的发展前景。   热压氧化工艺在国内的工业应用仍然为空白但经过“九五”科技攻关的系统化研究从小型试验到扩大连续性试验的大量工作中我们获得了大量的工艺技术研究数据。为下一步的工业化应用打下了基础。尤其在年至年期间长春黄金研究院与核工业北京化工冶金研究院合作针对吉林浑江金矿的难处理原矿通过采用碱性热压氧化––釜内快速氰化提金工艺技术有效地氧化分解了载金硫化物使金浸出率从直接氰化的低于提高到以上。并且完成了kgd的扩大性试验。该工艺研究由于采用的是碱性热压工艺氧化过程的温度和压力相比国外的酸性热压技术要低因而更加适合于我们的国情更容易在国内推广应用。山东金翅岭金矿正在筹备建设热压氧化–––氰化提金厂。   细菌氧化工艺虽然是比较新的工艺但在国内却是发展最迅速的工艺它目前在国内的工业化应用程度和受青眯程度已远远地超过了前两种工艺这完全得益于各个科研院所做的大量试验研究和探索工作目前正在从事细菌氧化工艺研究的科研单位不低于十家如长春黄金研究院、东北大学、吉林冶金研究院和陕西中矿生物矿业工程责任有限公司等这些研究单位针对国内的难处理金精矿做了大量的试验研究工作。其中长春黄金研究院已形成了较为完善的工艺研究系统从菌种的选育、培养、驯化到kgd、kgd、kgd的连续试验已基本达到了扩大性工业试验的研究规模从而可为该工艺的工程化应用提供较为系统和详细的技术咨询与技术服务。年月他们在烟台黄金冶炼厂成功地建成了国内第一家td规模的细菌氧化–––氰化炭浆工艺提金示范厂到目前已经历了个月的生产实践现在该工艺流程畅通技术指标稳定在金精矿磨至毫米占氧化温度℃氧化矿浆浓度氧化时间天的较较佳工艺条件下金的氰化浸出率达到以上为细菌氧化工艺在国内的工业化应用开创了良好的局面。   在开发应用国内细菌氧化技术的同时注重技术的引进与吸收也是实现该工艺工程化应用的重要途径莱州黄金冶炼厂与澳大利亚和南非合作全套引进国外先进的技术与设备为该工艺的推广应用提供了更加广阔的选择途径。   经过自主开发的研究和引进吸收的工业化实践为我国细菌氧化工艺的推广应用奠定了技术基础目前更为多的矿山和企业已开始重视该工艺的应用有的企业正在筹建工艺生产厂。从目前的发展趋势看细菌氧化工艺在今后势必将成为难选冶技术的主流。   从国内外难选冶技术的应用和发展趋势分析焙烧工艺、热压工艺和细菌氧化工艺将成为二十一世纪难处理金矿资源的基本预处理工艺。原因在于这三种工艺均具有氧化分解成金硫化矿物破坏硫化矿物晶体结构使被包裹的金暴露出来以利于氯化提金的共同特性同时均以被工艺化应用实践所检验和具有较深的技术研究基础。但每一种工艺又都有自身的特性环境特性和经济特性所以我们在选择应用一项预处理工艺时应根据所处理的矿石物学特性矿区地域、环保要求、经济效益等情况进行系统地综合分析尤其对于来料加工的冶炼企业由于含金矿金物料来源广泛矿物种类复杂在工艺的选择时更还要充分考虑原料的市场及工艺的合适性。只有这样我国的难选冶技术才能走向良性的发展轨道。

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