doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2015.04.010难处理金矿提金的现状及发展趋势孙留根1，袁朝新1，王云1，孙彦文1，常耀超1，徐晓辉1，杜齐平2，刘永涛2（1.北京矿冶研究总院，北京100160；2.中核沽源铀业有限责任公司，河北张家口076550）摘要：简要介绍了难处理金精矿氰化类和非氰化类处理方法的机理及国内外最新研究及应用现状，综合比较了各种方法的优缺点，并指出了研究的发展方向。

关键词：难处理金矿；预处理；焙烧；生物氧化；氰化中图分类号：TF831 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2015）04-0000-00Status and Development of Gold Extraction from Refractory Gold OreSUN Liu-gen1, YUAN Chao-xin1, WANG Yun1, SUN Yan-wen1, CHANG Yao-chao1, XU Xiao-hui1, DU Qi-ping2, LIUYong-tao(1. Beijing General Research Institute of Mining & Metallurgy, Beijing 100160, China;2. Zhonghe Guyuan Uranium Industry Co., Ltd, Zhangjiakou 076550, Hebei, China)Abstract: Processing mechanism, latest research and application status of refractory gold concentrate by cyanidation and non-cyanidation were briefly introduced. Advantages and disadvantages of each method were analyzed. The development direction of processing refractory gold ore was proposed.Key words: refractory gold ore; pretreatment; roasting; biological oxidation; cyanidation氰化法是现代湿法提金的最重要方法，世界黄金产量的80%是采用氰化法获得的。

随着易处理矿石资源的减少，人们逐渐把目光投向难处理金矿，我国难处理金矿资源[1-2]约占已探明黄金地质储量的25%~30%。

但这些资源不能用常规选法经济地回收，需对精矿进行预处理，再用常规氰化浸出等方法回收。

难处理金矿石分三种：中等难处理矿石、复杂难处理矿石、高度难处理矿石。

中等难处理矿石：占总量20%~30%的金以微细粒和显微形态包裹于脉石矿物中，金属硫化物含量约占1%~4%，采用常规氰化法提金或浮选法浮集，金回收率均较低。

复杂难处理矿石：含砷3%以上，碳1%~2%，硫5%~6%，锑0.5%~5%。

常规氰化金浸出率一般为20%~50%，氰化钠消耗量大，虽然浮选工艺能获得较高品位的金精矿，但精矿中砷、碳、锑等有害元素的含量也比较高，会给后续提金工艺带来影响。

高度难处理矿石：金银与铅、锑硫化物和含锑的硫砷铜矿物共生，以合金和化合物形式（如银金矿、金碲化合物、AuSb2和Au2Bi等）被化学包裹。

为了提高有价金属的回收率，实现资源的综合利用，国内外冶金工作者经过多年的研究，探索出多种难处理金矿的处理方法[3]，按照是否使用氰化物分为氰化法和非氰化法，详细分类如图1所示。

收稿日期：2014-10-23基金项目：国家重大科学仪器设备开发专项(2012YQ22011905)作者简介：孙留根(1978-)，男，河南许昌人，博士研究生，高级工程师.图1 难处理金矿处理方法Fig.1 Processing method for refractory gold ore1 氰化法1.1 火法氧化法火法氧化法即焙烧法，是传统的处理难处理金矿的预处理方法，包括传统氧化焙烧[4-5]、两段焙烧[6-9]、富氧焙烧[10]、微波焙烧[11]、循环流态化焙烧[12-13]等。

1.1.1 传统氧化焙烧主要用于含有机碳、黄铁矿等难处理金矿，通过焙烧使活性有机碳燃烧挥发，降低有机碳“劫金”能力；硫化物燃烧生成疏松多孔的焙砂，使浸染状或包裹状存在于硫化物的金粒得以裸露，增加金与浸出液接触的表面积[14]。

该法经过多年的发展完善，工艺已趋近完美。

但是对于含砷、含锑难处理金矿传统焙烧无法解决。

1.1.2 两段焙烧将含砷金精矿在一段炉中低氧条件下焙烧，使砷生成As2O3进入烟气，然后进入二段焙烧使金与硫化矿物剥离裸露，铁充分氧化，因此两段焙烧法可有效回收矿物中的砷，回收率达到96%以上，并以As2O3产品得以回收，经济效益好，无污染。

1.1.3 微波焙烧微波冶金开始于20世纪70年代，是利用频率300 MHz~300 GHz的微波对物料进行加热。

Nanthakumar等[15]对含Au 1.52×10-6、C 5.95%、S 1.56%、Fe 1.89%的低品位难浸金矿进行微波预处理研究的结果表明，经700 W的微波预处理后，金回收率达到95%以上，相当于580 ℃焙烧后常规氰化浸出26 h的回收率，硫基本被氧化，总碳降低60%以上。

但是微波焙烧对能量的利用率低，如需要将煤转化成电能，转化率一般仅有30%，电能转化为电磁波，再转化为热能，运行成本高。

1.1.4 循环流态化焙烧北京矿冶研究总院[12]2009年成功将循环流态化焙烧应用于低硫难处理金矿原矿的焙烧，日处理能力200 t，原矿含硫6%左右、Au 6~10 g/t，添加粉煤6%左右，焙烧温度控制在700~750 ℃，金浸出率达到85.8%，而采用普通沸腾焙烧金浸出率小于70%。

结果表明，采用循环流态化焙烧，金浸出率提高了15个百分点以上，能解决传统焙烧（沸腾炉焙烧）工艺中诸如低硫矿不能自热、焙烧时间短造成的欠烧，或焙烧不稳定而造成的过烧等现象。

循环流态化工段吨矿运行成本为53.3元。

1.1.5 富氧焙烧富氧焙烧时硫化矿燃烧更充分，缩短燃烧时间，从而使包裹金充分暴露，提高了焙烧效率。

但是富氧焙烧需要制氧站，设备投资大，运行成本高[16]。

国内黄金焙烧行业很少采用富氧焙烧，而国外则较多。

1.2 湿法氧化法该方法是添加生物细菌和O2、O3、Cl2、NaClO3、NaClO、MnO2、H2O2、KMnO4、HNO3等氧化剂对难处理金矿进行预处理，可以分为热压氧化法[17-21]、生物氧化法[22-25]、硝酸氧化法[26-30]、水氯化法[31]（次氯酸盐法）、电化学法和其它氧化法[32-33]等。

1.2.1 热压氧化法热压浸出是20世纪50年代美国Chemical Construction Company公司和加拿大Sherritt Gordon Mines Limited 公司首次开发用于处理碱金属硫化物和难处理金矿。

金矿热压浸出是高温高压下、在密闭容器中加入浸出介质，搅拌浸出分解硫化矿物，使被包裹金裸露出来。

金矿热压氧化法分为酸性热压氧化和碱性热压氧化。

酸性热压氧化法[21]浸出介质采用硫酸，pH控制在1.5~2.5，温度180~225 ℃，氧化剂为氧气，总压力1.1~3.2 MPa，加压浸出时间1~3 h。

美国高尔德斯切克金矿采用该方法处理含Au 7 g/t、S 2.5 %的浸染状黄铁矿金矿石，金浸出率达90%左右。

碱性加压浸出主要是加入碱性物质，温度控制在100~200 ℃、总压力＞3 MPa的条件下与氧发生反应，但是该法仅适用于碳酸盐含量高、硫化物含量低的难处理矿石。

热压氧化法既可以处理原矿和精矿，也可以处理含砷稍高的矿物，反应速度快，砷硫化物在短时间内就可以被完全氧化分解。

尽管加压氧化会产生含砷酸性溶液，但砷可以被铁络合，减少砷的二次污染。

但热压氧化法也存在下述缺点：生产条件苛刻，矿浆为酸性体系，对设备材质和生产管理要求严格，产生的大量酸性液体需要中和，且投资大，维修费用高。

使得该方法得不到广泛应用。

1.2.2 生物氧化法南非Fairview金矿率先在1986年实现难处理金矿细菌槽浸的工业化[24]，巴西、澳大利亚、美国、加拿大等国相继建成10余个细菌槽浸厂。

我国难处理金矿细菌氧化工艺的研究起始于20世纪80年代，发展速度很快，规模越来越大，由10~40 t/d 提高到几百至上千吨精矿，效率逐渐提高，氧化接触时间由原来的8~10 d缩短到3.5 d。

烟台黄金冶炼厂在2000年12月成功建成了我国第一家50 t/d规模的生物氧化—氰化锌粉工艺提金示范厂，然后在2002年建成日处理金精矿150 t的生物氧化提金厂（辽宁天利），浸矿菌株的筛选、培养、驯化和放大技术达到国际领先水平[25]。

细菌浸出的优点：设备简单，操作方便，适应于处理贫矿、废矿、尾矿等；可以综合浸出，综合回收多种金属；对周围环境产生的危害性很小，无烟气污染；细菌氧化对低砷、高砷都可行(但不能含有铜精矿)；无副产品产出问题。

细菌浸出的缺点：细菌适应性差，特别是在高原地区，温差较大，含氧量低，不利于细菌的生长；产生的大量酸性溶液需进行中和处理；中和渣和氰化尾渣的产出量较大，每吨金精矿产出1.6~1.8 t具有危害性的废渣；细菌氧化槽建造费用高，氧化周期较长；矿物中的元素除了金银外，其他都不能综合回收。

尤其是该法不适合含碳质难处理金矿的预处理，这些缺点使这一工艺的推广受到很大的限制。

1.2.3 硝酸氧化法硝酸氧化法有Arseno法、Nitrox法、Redox法和HMC法。

其原理是硝酸在有氧的条件下，氧化性非常强，控制一定的液固比和温度条件，可将硫化物（黄铁矿和砷黄铁矿）迅速氧化，为防止硝酸氧化时生成单质硫，往往采用加压氧化，这样就存在投资高的问题。

而且硝酸氧化法存在硝酸高效回收的难题。

Arseno法[28]氧化介质为硝酸，或者是硝酸与硫酸的混合酸，控制温度在80~100 ℃，总压力0.4~0.8 MPa，氧化剂为氧气，硝酸浓度为250 mg/L，不添加调整剂，相对氧耗165%。

该法的缺点是反应压力高，对反应设备的材质要求高，对操作要求高，仍存在单质硫的生成，并影响金的氰化浸出率。

Nitrox法[29]控制温度在80~100 ℃，常压浸出，氧化剂为空气，硝酸浓度为250 mg/L，不添加调整剂，相对氧耗325%。

该法最早在安大略胜布兰普顿建立示范厂，规模为100 t/d的难处理金矿，由加拿大Hydrochem 公司研发，但是该法大部分的硫转化为单质硫并覆盖在矿石颗粒表面，影响了氰化浸出。