一、國內(nèi)難處理金礦資源的分布狀況及特點(diǎn):
我國難處理金礦資源比較豐富,現(xiàn)已探明的黃金地質(zhì)儲量中,約有1000噸左右屬于難處理金礦資源,約占探明儲量的1/4。這類資源分布廣泛,在各個(gè)產(chǎn)金省份中均有分布。其中,貴州,云南、四川、甘肅、青海、內(nèi)蒙、廣西、陜西等西部省份占有較大比重,遼寧、江西、廣東、湖南等省區(qū)也有較大的儲量。主要的資源礦區(qū)如:廣西金牙金礦(30噸)、貴州爛泥溝礦區(qū)(52噸)、貴州紫木函礦區(qū)(26噸)、貴州丫他礦區(qū)(16噸),云南鎮(zhèn)源冬瓜要礦區(qū)(10噸),甘肅舟曲坪定礦區(qū)(15噸),甘肅岷縣鹿兒壩礦區(qū)(30噸),遼寧鳳城(38噸),廣東長坑礦區(qū)(25噸),安徽馬山礦區(qū)(14噸)等。造成這些礦石難處理的原因是多方面的,礦石中金的賦存狀態(tài)和礦物組成是最根本的原因,根據(jù)工藝礦物學(xué)的特點(diǎn)分析,國內(nèi)難處理礦金礦資源大體上可分為三種主要類型。
第一種為高砷、碳、硫類型金礦石,在此類型中,含砷3%以上,含碳1-2%,含硫5-6%,用常規(guī)氰化提金工藝,金浸出率一般為20-50%,且需消耗大量的Na2CN,采用浮選工藝富集時(shí),雖能獲得較高的金精礦品位,但精礦中含砷、碳、銻等有害元素含量高,而給下一步提金工藝帶來影響。
第二種為金以微細(xì)粒和顯微形態(tài)包裹于脈石礦物及有害雜質(zhì)中的含礦石,在此類型中,金屬硫化物含量少,約為1-2%,嵌布于脈石礦物晶體中的微細(xì)粒金占到20-30%,采用常規(guī)氰化提金,或浮選法浮集,金回收率均很低。
第三種為金與砷、硫嵌布關(guān)系密切的金礦石,其特點(diǎn)是砷與硫?yàn)榻鸬闹饕d體礦物,砷含量為中等,此種類型礦石采用單一氰化提金工藝金浸出提標(biāo)較低,若應(yīng)用浮選法富集,金也可以獲得較高的回收率指標(biāo),但因含砷超標(biāo)難以出售。
針對以上特征,解決國內(nèi)的難處理金礦資源這一難題仍然需從以下三方面入手:
第一、氰化提金之前先進(jìn)行預(yù)處理,將金礦中伴生的主體礦物氧化分解,使被包裹的金解離暴露出來,同時(shí),也將一些干擾氰化浸金的有害組分除去;
第二、通過添加某些化學(xué)物質(zhì)或試劑,以抑制或消除有害組分對氰化浸金過程的干擾達(dá)到強(qiáng)化浸出的目的;
第三、尋找新的高效的或無毒的浸金溶劑,取代氰化物徹底解決環(huán)境污染問題。
上述三種技術(shù)措施,都應(yīng)該作為我們今后難選冶技術(shù)研究和開發(fā)的主攻方向,但從國內(nèi)外的技術(shù)發(fā)展趨勢來看,難處理金礦石的預(yù)處理技術(shù),將會(huì)成為今后一段時(shí)期開發(fā)應(yīng)用的重要目標(biāo)。
二.國內(nèi)難處理金礦資源的利用規(guī)狀及前景。
對于國內(nèi)難處理金礦資源的開發(fā)利用,我們在過去的十年內(nèi)開展了大量的研究工作,從“八五”期間的黃金行業(yè)科研計(jì)劃到“九五”的國家科技攻關(guān),加上企業(yè)和礦山的各方面投入,使難處理資源得到了一定程度的開發(fā)利用。但總體形勢上并不樂觀,真正從難處理的金礦資源中有效合理、安全環(huán)保地提取出的黃金占每年的總產(chǎn)量的比例并不高。從目前已在開發(fā)利用的方式上,大體可分成兩類,一類是難處理金礦的資源礦山通過采取預(yù)處理技術(shù)或強(qiáng)化浸金措施實(shí)現(xiàn)的就地產(chǎn)金方式,如湖南黃金洞金礦通過采用二段氧化焙燒工藝處理高砷金精礦,甘肅岷縣的鹿峰金礦,采用原礦焙燒工藝處理含砷、碳、低硫的原礦,以及烏拉嘎金礦和江西金山金礦的金精礦氰化工藝等。這部分礦山的資源利用狀況是金回收率普遍不高或者對環(huán)境產(chǎn)生了一定程度的污染和破壞,急需從工藝技術(shù)上根本解決問題。另一類難處理金礦資源的礦山則采用浮選或其它工藝富集的方式產(chǎn)出難選冶的金精礦,集中銷售到冶煉廠,這種方式的資源利用率還主要取決于冶煉廠的預(yù)處理工藝的技術(shù)水平。
目前國內(nèi)經(jīng)批準(zhǔn)面向全國收購含金物料進(jìn)行冶煉加工的定點(diǎn)企業(yè)共有34家,其中黃金冶煉廠22家,有色冶煉廠12家,這些冶煉企業(yè)中除煙臺黃金冶煉廠、萊州黃金冶煉廠和陜西中礦生物礦業(yè)工程有限責(zé)任公司冶煉廠三家已開始采用細(xì)菌氰化預(yù)處理工藝可以處理部分含砷金精礦外,其余的冶煉企業(yè)大部分采用的仍是金精礦直接氰化工藝或焙燒––氰化工藝,這對國內(nèi)目前的難處理金礦資源的“貧、細(xì)、雜”的多樣性來說,受到了一定的限制。
因此,目前國內(nèi)難處理金礦資源的開發(fā)利用現(xiàn)狀是:雖然難處理金礦資源所占比重較大,但開發(fā)利用程度相對較低。冶煉企業(yè)對單一含金易處理物料的需求量大,原料市場競爭激烈。而針對難處理金精礦的加工工藝的技術(shù)水平相對較低,產(chǎn)出的復(fù)雜金精礦銷售困難,因而使難處理金礦資源的開發(fā)受到限制。這樣也就造成了國內(nèi)黃金工業(yè)生產(chǎn)的被動(dòng)局面,一方面是易處理金礦資源越來越枯竭;另一方面已投入大量地勘資金而探明的難處理資源得不到開發(fā)或開發(fā)利用程度低。現(xiàn)在較為有利的方面是諸多冶煉企業(yè)已將注意力轉(zhuǎn)向含砷、含碳、微細(xì)粒包裹型難處理含金物料的開發(fā)利用上,紛紛尋求各自的渠道和方式,力求突破工藝技術(shù)難點(diǎn),搶先占領(lǐng)潛在市場。因而可以預(yù)見隨著預(yù)處理技術(shù)的工業(yè)化推廣應(yīng)用,難選冶物料的產(chǎn)量將會(huì)越來越大,難處理金礦資源開發(fā)利用的前景也將更加廣闊。
三.國外難選冶技術(shù)應(yīng)用狀況及發(fā)展趨勢
難選冶技術(shù)的研究與開發(fā)一直被美國、南非、澳大利亞、加拿大等國所重視。目前所應(yīng)用的預(yù)處理工藝基本上是由國外開發(fā)研究并率先后在工業(yè)中加以利用的。這些工藝開發(fā)應(yīng)用,也使國外大部分己探明的難處理資源基本上都能得到經(jīng)濟(jì)合理、安全環(huán)保的開發(fā)利用。除極微細(xì)的碳質(zhì)難浸金礦仍缺乏有效的處理辦法外,目前,世界黃金的總產(chǎn)量己有1/3左右是產(chǎn)自于難浸金礦。
從國外對難選冶技術(shù)的研究路線和應(yīng)用效果可以看出,難選冶技術(shù)的主要關(guān)鍵在于預(yù)氧化或預(yù)選除去碳質(zhì)礦物的“劫金”性,因此所謂的難選冶技術(shù)主要即是指預(yù)處理技術(shù)。目前已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用或正在研究的預(yù)處理技術(shù)有焙燒工藝、加壓氧化工藝、細(xì)菌氧化工藝、化學(xué)氧化工藝、以及氯化法和含硫試劑氧化法等,從國外預(yù)處理工藝的發(fā)展趨勢和應(yīng)用程度分析,焙燒氧化、加壓氧化工藝和細(xì)菌氧化這三種預(yù)處理工藝將會(huì)成為未來難處理金礦的基本工藝技術(shù)。
焙燒是難處理金礦石的最古老而傳統(tǒng)的預(yù)處理方法,象早期使用的多膛爐焙燒、回轉(zhuǎn)窯焙燒,馬弗爐焙燒,隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場的需求,近十幾年來開發(fā)出的兩段沸騰焙燒和原礦循環(huán)沸騰爐焙燒給這一傳統(tǒng)工藝的工業(yè)應(yīng)用帶來新的生機(jī)。近十年中,世界各地新建焙燒氧化廠十多座。較為有代表性的應(yīng)用礦山如美國的Jerritt Canyon和Big Spring以及南非的New Consort 等金礦。
焙燒工藝的優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性相對較強(qiáng),(可處理含碳質(zhì)的難浸金礦),*作費(fèi)用相對較低,(當(dāng)含硫80%以上時(shí),很容易自然進(jìn)行),并且當(dāng)?shù)V石中含銅時(shí),可通過的浸成水浸工藝綜合回收銅。該工藝的缺點(diǎn)是對*作參數(shù)和給料成分變化比較敏感,容易造成過燒或欠燒,欠燒時(shí)礦石中的含硫和含砷礦物分解不充分,過燒時(shí)焙砂出現(xiàn)局部燒使焙砂的孔隙被封閉找點(diǎn)粒二次包裹,從而導(dǎo)致金的浸出率下降。再者焙燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化硫和三氧化二砷,綜合回收不利時(shí),會(huì)嚴(yán)重污染大氣與環(huán)境。從目前來看隨著環(huán)保要求越來越嚴(yán)格,與工藝相配套的煙氣治理成本將會(huì)大幅度提高。因此,該工藝將會(huì)受到濕法預(yù)處理工藝的挑戰(zhàn)。為了更好地解決環(huán)保要求,降低能耗,增加焙燒強(qiáng)度、提高浸出率,焙燒工藝的技術(shù)也得到了一定的完善和發(fā)展,最近幾年國外的研究機(jī)構(gòu)正在開發(fā)研究熱解––氧化焙燒法,閃速焙燒法和微波焙燒法等更加有效的焙燒技術(shù),雖然目前均還處于試驗(yàn)研究階段,但像微波焙燒工藝等已顯示出了良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
熱壓氧化法在拉美國家被認(rèn)為是最有效的預(yù)處理工藝。其分為酸性熱壓氧化和堿性熱壓氧化兩種。堿性熱壓氧化由于僅適用于碳酸鹽含量高、硫化物含量低(<20%)的難處理金礦石,因而,相比較而言酸性熱壓氧化工藝的應(yīng)用較為廣泛。
酸性熱壓氧化基于在高溫高壓下,黃鐵礦、毒砂等硫化礦物與氧發(fā)生反應(yīng),使礦物結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的機(jī)理,通過在酸性介質(zhì)中的高溫、高壓下的的一系列反應(yīng),使被包裹的金暴露出來。達(dá)到氰化浸金的目的。1985年,美國麥克勞林提金廠首次應(yīng)用酸性熱壓氧化預(yù)處理工藝以來,美國、加拿大、巴西和巴布新加坡等國家先后建立了近10座應(yīng)用該工藝的提金廠,這些提金廠大多數(shù)為日處理1000噸以上的大型原礦熱壓氧化工藝。如美國的Gold Strike Getchell。文該工藝對難處理金精礦也是比較不效的,巴西的Sao Renton、希臘的Olypias、巴布亞新幾內(nèi)亞的Porgora和加拿大的Campbell金礦則是處理金精礦的代表。
熱壓氧化工藝的優(yōu)點(diǎn)在于黃鐵礦和毒砂的氧化產(chǎn)物都是可溶的,因此,無論金顆粒多么細(xì)都會(huì)被解離,因而金的回收率較高,許多難處理金精礦經(jīng)加壓浸出后,浸出率高達(dá)98%以上,同時(shí)該工藝可以直接處理原礦,這對于不易于浮選富集的金礦石而言更加有效;由于采用的是濕法工藝流程,不帶來煙氣污染問題。缺點(diǎn)是:設(shè)備的設(shè)計(jì)和材質(zhì)要求很高;由于壓力*作及設(shè)備的防腐問題會(huì)帶來一定的安全危險(xiǎn);與生物氧化法相比,*作和維護(hù)水平的要求更高;再者,基建投資費(fèi)用較高,因而普遍認(rèn)為只有建設(shè)大規(guī)模處理廠,經(jīng)濟(jì)上才比較合理。有文獻(xiàn)提出,日處理量應(yīng)在1200噸以上。