阅读说明：本技术 一种难处理原生矿预处理及氰化提金的方法 (Method for pretreatment and cyaniding gold extraction of refractory crude ore ) 是由 王梅君 陈庆根 陈进松 简勇章 林海彬 邱耀兴 于 2020-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种难处理原生矿预处理及氰化提金的方法,包括如下步骤：原矿破碎、矿堆生物氧化；硫磺氧化；体系介质转化；矿堆氰化浸出；电解得到金锭。本发明相对于现有的生物氧化工艺,成本都大幅降低,具有经济优势,不仅节省药剂成本,同时增加了金属回收率,延长矿山的服务年限。(The invention discloses a method for pretreatment and cyaniding gold extraction of refractory original ore, which comprises the following steps: crushing raw ores and biologically oxidizing ore piles; oxidizing sulfur; converting a system medium; cyaniding and leaching the ore heap; electrolyzing to obtain gold ingots. Compared with the existing biological oxidation process, the method has the advantages of greatly reducing the cost, having economic advantages, saving the medicament cost, increasing the metal recovery rate and prolonging the service life of mines.)

一种难处理原生矿预处理及氰化提金的方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种难处理原生矿预处理及氰化提金的方法。

背景技术

黄金是较稀有、珍贵的金属，不仅是用于储备和投资的特殊通货，同时又是首饰业、电子业、现代通讯、航天航空业等部门的重要材料。

在工艺回收上，难处理的金矿石，通常经过浮选得到精金矿，精金矿经压力氧化、生物氧化、焙烧，以及超细磨等工艺进行预处理，而后氰化。但该方法设备投入成本高，对于许多小型金矿、低品位矿石、尾矿或废石都难以经济回收。

当前还有生物氧化堆浸工艺，该工艺需进行酸预处理、生物氧化、体系转化等三个步骤，因此酸耗成本和生物氧化效率，是该工艺的是否经济有效的关键。原矿直接氧化必然会大量耗酸，1996年在鹿儿坝金矿进行的生物堆浸就因此原因而被迫中止。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种难处理原生矿预处理及氰化提金的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种难处理原生矿预处理及氰化提金的方法，包括如下步骤：

S1、将工业硫酸与原矿破碎后得到的矿样进行混合后筑堆；

S2、使用稀硫酸溶液对步骤S1中完成筑堆的矿堆进行酸洗，酸洗后液进入洗水池，在洗水池中对酸洗后液补酸后，返回酸洗，直至酸洗后液的pH<2.2后将酸洗后液接入菌液池；

S3、将步骤S2酸洗后的矿堆进行生物氧化：

酸洗后液达到pH<2.2后向矿堆中接入菌液池的菌液，开始进行生物氧化；在矿堆的底部铺设充气管，充气管上设有曝气孔；所述充气管连接于低压罗茨风机，用于对矿堆进行充气；

S4、按质量百分比在一级氧化槽中加入硫磺、原矿粉和培养基，混合后通入空气进行氧化；所述一级氧化槽和二级氧化槽串联连接，混合物在一级氧化槽中氧化后进入二级氧化槽中继续氧化，最终得到的氧化产物进入浓密机，浓密机底流返回一级氧化槽中氧化，浓密机溢流接入生物氧化过程中的矿堆，用作对矿堆生物氧化过程的酸度调节，控制矿堆流出液体pH<2.2；一级氧化槽和二级氧化槽产生的热量通过热交换用于菌液池中菌液的加热；

S5、体系介质转化：

用自来水对矿堆进行水洗至呈水洗液弱酸性，水洗液进入洗水池；待矿堆沥干，洗水池和菌液池的液体分别泵入下个矿堆的洗水池和菌液池，而本矿堆的菌液池改为碱洗池，洗水池改为贵液池；用石灰配制的碱性溶液对矿堆进行碱洗，直至矿堆流出液体pH为10～11停止，流出的液体进入碱洗池；

S6、矿堆氰化浸出：

前15天采用质量浓度为1‰的***溶液对矿堆进行滴淋，然后改用质量浓度为0.5‰的***溶液对矿堆进行滴淋，得到的浸出贵液进入贵液池，浸出贵液经过活性炭吸附后，返回氰化浸出；180d后结束氰化浸出；

S7、氰化浸出结束后，用4g/L NaOH对矿堆进行洗涤，直到矿堆流出的液体中NaCN浓度在10ppm以下为止，此时改用清水喷淋洗涤，直到矿堆流出的液体的pH值降至6，得到的洗涤后液返回碱洗池；

S8、连续生产得到浸出贵液，活性炭吸附后进行解吸，电解得到金锭。

进一步地，步骤S1中，将原矿使用三段破碎直至矿石粒度达到P80＝12mm。

进一步地，步骤S1中，按5kg/t的重量比例将工业硫酸与原矿破碎后得到的矿样进行混合后筑堆。

进一步地，步骤S2中，酸洗后液泵入菌液池对菌液池进行水分补充，补充过程中，控制菌液池电位>550mV，补水的同时利用矿堆溶出的铁以及余酸进行细菌培养。

进一步地，步骤S3的矿堆生物氧化的过程中，一周充气2-3次，每次充气1小时，充气生物氧化时间为150d。

进一步地，步骤S3中，矿堆生物氧化过程中，矿堆流出液体回到菌液池中，再重新接入矿堆进行循环利用，生物氧化结束后，使用石灰对菌液池中的氧化后液进行中和，中和渣排入尾矿库，中和后液外排或回用。

进一步地，步骤S4中，所述一级氧化槽和二级氧化槽的有效容积为1800m³，所述一级氧化槽的流速均为50m³/h，所述二级氧化槽的流速150m³/h，混合物在一级氧化槽停留36h，在二级氧化槽停留12h，合计停留时间2d，硫氧化率45％，控制一级氧化槽和二级氧化槽硫酸浓度小于60g/L。

进一步地，步骤S4中，按质量百分比计，在一级氧化槽中加入10％硫磺、5％原矿粉和85％的9K培养基。

进一步地，步骤S4中，原矿粉的粒度为P80＝74μm。

进一步地，步骤S6中，滴淋速度8～12L/(m²·h)。

本发明的有益效果在于：本发明相对于现有的生物氧化工艺，成本都大幅降低，具有经济优势，不仅节省药剂成本，同时增加了金属回收率，延长矿山的服务年限。

附图说明

图1为本发明实施例1的方法流程图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

实施例1

本实施例提供一种难处理原生矿预处理及氰化提金的方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1、将原矿使用三段破碎，最终矿石粒度达到P80＝12mm，按5kg/t的重量比例将工业硫酸与原矿破碎后得到的矿样进行混合后筑堆；

S2、使用2g/L的稀硫酸溶液对步骤S1中完成筑堆的矿堆进行酸洗，酸洗后液进入洗水池，在洗水池中对酸洗后液补酸后，返回酸洗，直至酸洗后液的pH<2.2后将酸洗后液接入菌液池。

具体地，酸洗结束后，酸洗后液可泵入菌液池，对菌液池进行水分补充，补充过程中，控制菌液池电位>550mV，补水的同时可利用矿堆溶出的铁以及余酸进行细菌培养。

S3、将步骤S2酸洗后的矿堆进行生物氧化：

酸洗后液达到pH<2.2后向矿堆中接入菌液池的菌液，开始进行生物氧化；矿堆的底部铺设有充气管，所述充气管长1-2m；充气管上设有直径为8mm的曝气孔，曝气孔之间相隔0.5m；所述充气管连接于低压罗茨风机，用于对矿堆进行充气；一周充气2-3次，每次充气1小时；生物氧化时间为150d。筑堆时充入空气可以加快矿堆生物氧化过程。

在本实施例中，生物氧化过程中，矿堆流出液体回到菌液池中，再重新接入矿堆进行循环利用，生物氧化结束后，使用石灰对菌液池中的氧化后液进行中和，中和渣排入尾矿库，中和后液外排或回用，中和渣成分主要为氢氧化铁，氢氧化钙。

S4、按质量百分比在一级氧化槽中加入10％硫磺、5％粒度为P80＝74μm的原矿粉和85％的9K培养基，混合后通入空气进行氧化；所述一级氧化槽和二级氧化槽串联连接，混合物在一级氧化槽中氧化后进入二级氧化槽中继续氧化，最终得到的氧化产物进入浓密机，浓密机底流返回一级氧化槽中氧化，浓密机溢流接入生物氧化过程中的矿堆，用作对矿堆生物氧化过程的酸度调节，控制矿堆流出液体pH<2.2；一级氧化槽和二级氧化槽产生的热量通过热交换用于菌液池中菌液的加热；

具体地，在本实施例中，一级氧化槽有三个，二级氧化槽有一个，三个一级氧化槽之间并联，并分别与所述二级氧化槽串联。

所述一级氧化槽和二级氧化槽的有效容积为1800m³，所述一级氧化槽的流速均为50m³/h，所述二级氧化槽的流速150m³/h，混合物在一级氧化槽停留36h，在二级氧化槽停留12h，合计停留时间2d，硫氧化率45％，控制一级氧化槽和二级氧化槽硫酸浓度小于60g/L。

步骤S2、S3中，消耗的硫酸约有1/5来自于外购的硫酸，4/5来自于S4中硫磺氧化得到的浓密机溢流中的硫酸，最终矿堆硫化物氧化率为50％，期间监测菌液池电位、pH的变化情况。控制菌液池中的pH在1.3～2.2。

S5、体系介质转化：

用自来水对矿堆进行水洗至呈水洗液弱酸性，水洗液进入洗水池；待矿堆沥干，洗水池和菌液池的液体分别泵入下个矿堆的洗水池和菌液池，而本矿堆的菌液池改为碱洗池，洗水池改为贵液池；用5g/L的石灰配制的碱性溶液对矿堆进行碱洗，直至矿堆流出液体pH为10～11停止，流出的液体进入碱洗池；

S6、矿堆氰化浸出：

前15天采用质量浓度为1‰的***溶液对矿堆进行滴淋，然后改用质量浓度为0.5‰的***溶液对矿堆进行滴淋，滴淋速度8～12L/(m²·h)，得到的浸出贵液进入贵液池，浸出贵液经过活性炭吸附后，返回氰化浸出；180d后结束氰化浸出；

S7、氰化浸出结束后，用4g/L NaOH对矿堆进行洗涤，直到矿堆流出的液体中NaCN浓度在10ppm以下为止，此时改用清水喷淋洗涤，直到矿堆流出的液体的pH值降至6，得到的洗涤后液返回碱洗池；

S8、连续生产得到的浸出贵液，用活性炭吸附后进行解吸，电解得到金锭。

实施例2

内蒙某金矿山，原矿中Au 0.80g/t、TS 1.01％、S^2-0.96％、CaO 0.019％、MgO1.71％、TC 1.2％，矿石粒度P80＝12mm，用于生产。其中TS主要为FeS₂、FeS、S，TC主要为碳酸盐矿物。

(1)主要化学反应方程式

1)氧化槽中，硫磺氧化的主要化学反应方程式

2S+3O₂+2H₂O＝2H₂SO₄；

表示焓，则生成物的焓小于反应物的焓，反应放热。

2)矿堆氧化主要化学反应方程式

4FeS₂+15O₂+2H₂O→2Fe₂(SO₄)₃+2H₂SO₄

4FeS+9O₂+2H₂SO₄→2Fe₂(SO₄)₃+2H₂O

2S+3O₂+2H₂O＝2H₂SO₄

MgO+H₂SO₄＝MgSO₄+H₂O

CaO+H₂SO₄＝CaSO₄+H₂O

CO₃ ^2-+H₂SO₄＝CO₂+H₂O+SO₄ ^2-

3MgO+Fe₂(SO₄)₃+3H₂O＝2Fe(OH)₃+3MgSO₄

3CaO+Fe₂(SO₄)₃+3H₂O＝2Fe(OH)₃+3CaSO₄

MgO+FeSO₄+H₂O＝Fe(OH)₂+MgSO₄

CaO+FeSO₄+H₂O＝Fe(OH)₂+CaSO₄

理论计算得到：

(1)加硫酸调控pH

1)CaO耗酸0.019％×1000/56×98＝0.33kg/t；

2)MgO耗酸1.71％×1000/40×98＝41.9kg/t；

3)TC耗酸1.2％/12×60×1000/60×98＝98kg/t

4)细菌氧化硫理论产酸1.08％×1000/32×98＝33.08kg/t

矿样吨矿理论耗酸合计：0.33+41.89+98-33.08＝107.14kg/t。

5)硫酸600元/t(含运费)，硫酸的耗量按理论计算的70％计算则

吨矿耗酸成本：107.14×0.7×600/1000＝45.0元

6)样品Au综合回收率为70％，则：

吨矿产金价值：1t×0.8×0.7×260＝145.6元

7)年处理吨矿300wt

年处理300wt矿石，则硫酸成本：300wt×45.0＝1.35亿

年处理300wt矿石，则金属价值：300wt×145.6＝4.37亿

(2)加入硫磺氧化体系

1)300wt吨矿理论耗酸，硫酸耗量按理论耗量的70％计算则：

300wt×(0.33+41.89+98-33.08)×0.7＝22.5wt。

2)1t硫磺产酸量：1t/32×98＝3t

理论需硫磺：22.5/3×4/5＝6wt(1/5硫酸来自于外购)

氧化系统硫磺年处理量为：50m³/h×10％×3×24×45％×365＝5.913wt

3)硫磺产热：Q＝m/M×△H0 J＝5.913×10⁴×10⁶/32×606＝112×10¹⁰kJ

4)水温升高30℃，可加热水：

m＝Q/(C×△T)＝112×10¹⁰/(4.2×10³×30)＝888.9wm³/a

5)按堆比重2t/m³，堆高10m计算，V＝m/ρ＝100×10⁴/2＝50×10⁴m³假设S2＝2/3S1，则通过V＝[S1+S2+√(S1*S2)]*h/3

计算得：S2＝3.36×10⁴m²

则年理论需加热的水量为：3.36×10⁴×10/10³×24×365＝294.3w m³/a

通过计算可知，生物氧化硫磺产生的酸和热量，足够堆场使用；同时按工业经验，一套氧化硫系统，投资成本约为6000w，1/5硫酸价格约为2700w/a，硫磺废料成本1500w/a，电力成本500w/a，除第一年设备投入外，而后4～6年，成本都大幅得低于直接加硫酸的生物氧化工艺，具有经济优势。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。