我國黃金選冶技術現(xiàn)狀及發(fā)展方向

我國黃金資源儲量豐富，分布較廣，黃金生產(chǎn)企業(yè)星羅棋布，覆蓋面大，故黃金選冶技術齊全。有常規(guī)采用的選冶技術，還有近年來掌握的難選冶技術，并對選冶一些新技術如非氰浸出劑和化學氧化法等也進行了研究和探討。選冶技術的進步，促進了我國黃金工業(yè)的發(fā)展。目前我國的黃金產(chǎn)量居世界第五位，成為產(chǎn)金大國之一，而某些技術領域已達到或接近世界先進水平。下面對我國黃金選冶技術現(xiàn)狀及其發(fā)展方向作一介紹。
                
     黃金選冶的傳統(tǒng)工藝及新技術重選提金工藝重選是最傳統(tǒng)的提金方法。由于它工藝過程簡單，成本低廉，對捕集單體租粒金有效，故對于砂礦的提金，該工藝仍占主導地位。不過近來年。重選工藝用于巖金礦山提金的發(fā)展非常迅速，國外已有幾座新建或擴建的大型巖金礦山采用重選法在磨礦回路中提取單體金。國內(nèi)某些巖金礦山也有應用，均收到很好的效果。重選設備的改進和創(chuàng)新，推動了重選提金工藝的發(fā)展。如研制成功的可動溜槽、圓型跳汰機、利用離心力場的尼爾森選礦機以及我國研制成功的鼓動溜槽、STL型的水套式離心機，使重選回收率進一步提高，收到了明顯的效果。 

               　
     浮選提金工藝 
            
     從50年代到70年代，我國黃金生產(chǎn)除砂金以外，基本上是用浮選的方法產(chǎn)出精礦，然后送冶煉廠生產(chǎn)出成品金。這種方法對含有金、銅、鉛、鋅等金屬的硫化礦來說仍然是最經(jīng)濟和最合理的流程，它可以實現(xiàn)多金屬綜合利用。80年代后，浮選提金工藝已有很大發(fā)展，已進入了一個新的水平。
                 
           
      浮選新設備和新藥劑近幾年來，由于浮選新設備和浮選新藥劑的出現(xiàn)，不斷提高了浮選的回收指標（品位和回收率）。如發(fā)達國家應用了浮選柱，使浮選工藝上了一個新的臺階。我國對老式的A型浮選機進行了改進，研制的有SF型、BS-K4型、JJF型、QF型、CHF-Y型等高效浮選機，使精礦品位和回收率都有不同程度的提高。如河南某金礦采用BS-K4浮選機后，精礦品位由原來的17.44克／噸提高到24克／噸，尾礦品位由0.55克／噸降低到0.3克／噸。 
                 
            　　
     采用新型浮選藥劑和組合用藥后，由于大大改善了浮選條件和加強了捕收能力、從而提高了浮選回收率和降低了藥耗。如江西某銅礦采用了高級黃藥捕收劑Y-89，有效改善了銅、銀、硫的選別指標，特別是伴生金回收率提高了2.5％。并且藥劑用量總計減少了46g／t。湖北某銅礦用P-60的與異丁基黃藥混合使用浮選硫化礦。使金回收率提高了5.77％。 

                
      浮選聯(lián)合工藝
                 
            
     單一的浮選工藝已不適應日趨復雜的礦石性質(zhì)，選礦提金工藝技術的發(fā)展已形成向聯(lián)合工藝流程發(fā)展的趨勢。如重選--浮選流程，浮選--氰化流程（精礦或尾礦氰化），氰化--浮選以及重選（浮選）--炭浸工藝均在國內(nèi)外黃金礦山普遍應用。如重選--浮選流程可克服落選對租粒金捕收比較困難的缺點。河北某金礦屬含金多金屬礦床，日處理能力300噸／天，采用的流程為浮選--精礦氰化--浸渣分離流程，實現(xiàn)了多金屬綜合回收的目的。鑒于礦石性質(zhì)的不斷變化和日趨復雜性，采用聯(lián)合選礦工藝流程確實能最大限度地提高回收指標，這對于我國黃金礦山特別是已經(jīng)投產(chǎn)多年的老礦山進行挖潛改造綜合回收，增加效益是十分有利的。 

            
     氰化提金工藝
                
           
      20世紀初，氰化法提金就在工業(yè)上得到推廣應用。目前世界上新建的金礦中約有80％都采用氰化法提金。如何縮短浸出時間，進一步提高浸出率，降低氰化物消耗是人們不斷研究探索的課題。因此，目前該工藝的發(fā)展在國際上已經(jīng)達到相當高的水平。
            
     氰化提金工藝的改進
               
           
      （1）在浸出過程中使用氧化劑（純氧或氧化物）并延伸出加氧炭浸工藝，如氧樹脂浸出等。使用輔助氧化劑的益處：一是有效提高金、銀浸出率；二是加快浸出速度、縮短浸出時間；三是降低氰化物消耗，減少硝酸鉛用量。我國廣西龍頭山金礦采用助浸工藝，使浸出率提高了4.31％。輔助氧化劑的應用已作為優(yōu)化氰化工藝的最佳技術，在世界各地廣泛推廣。
     （2）采用氨--氰體系浸出銅金礦石，于1986年在國外的一家小型尾礦處理廠獲得成功。我國在提高琿春含銅金精礦的試驗研究中，采用了氨--氰體系浸出，使金浸出率顯著提高到38.98％。對金銅礦石、含銅精礦的氰化浸出，該技術將顯示出較強的生命力。
               
            
     （3）邊磨邊浸工藝能強化浸出效果。如最近山西地勘局216地質(zhì)隊采用TW型塔式磨浸機對合砷難浸金精礦進行邊磨邊浸，處理量為30噸／日，在磨礦細度95％－98％-400目條件下，金浸出率提高了8％。若利用塔式磨浸機實行邊磨邊浸新工藝能在黃金礦山推廣應用，將是氰化提金工藝的一項重大革新。 
                 　　
            
     從氰化浸出液中回收金工藝的發(fā)展
                 
     從氰化浸出液（或礦漿）中回收金，工業(yè)生產(chǎn)較為成熟的三大工藝，即鋅粉置換工藝；活性炭吸附工藝和離子交換樹脂工藝。活性炭吸附工藝以其更經(jīng)濟和有效，離子交換樹脂工藝以其優(yōu)越的物理和化學性能均成為后來居上者，得到迅速發(fā)展。盡管如此，鋅粉置換工藝在處理含銀高的礦石和含金高的溶液是十分有益的。
                 
     發(fā)達國家，在礦漿系統(tǒng)中，活性炭吸附發(fā)展趨勢是炭浸工藝。炭種普遍采用了強度高、耐磨損的椰殼炭。、炭解析廣泛采用扎德拉工藝。近年來，推廣應用加溫加壓解析工藝和無氰解析工藝。我國黑龍江省老柞山金礦成功地采用無氰解析工藝，年可節(jié)約固體氰化鈉33噸，價值53萬元。
                
     離子交換樹脂工藝在東歐國家應用較為廣泛。新型樹脂的開發(fā)與應用成為樹脂礦漿工藝向前發(fā)展的核心。如新型陰離子交換樹脂和螯合型樹脂的應用，大大改善了樹脂吸附性能。
     新疆阿希金礦是國內(nèi)第一座引進樹脂提金技術的大型黃金礦山，生產(chǎn)規(guī)模750噸／天。生產(chǎn)實踐證明，樹脂的機械強度高、磨損小，樹脂的消耗量僅為25克／噸；樹脂的吸附容量高、吸附速度快；吸附礦漿濃度比炭漿法高出5％-7％。由此也說明樹脂礦漿法在許多方面優(yōu)于炭漿法，值得在國內(nèi)推廣應用。
            
     非氨浸出劑的研究和應用
                
     氰化物溶解金，很不理想之處就是它有劇毒性。多少年以來，人們試圖采用其它毒性較小的浸出劑來取代它。有關這方面的研究，近年來已有了很大進展，被開發(fā)的浸出劑包括硫脲、氯氣、溴、碘、氮、硫代氰酸鹽、硫代硫酸鹽，而較具工業(yè)意義的還屬硫脲和溴。
                 
     硫脲浸金在國內(nèi)外都有大量的研究成果、硫腺浸金速度快，無毒，對銅、砷等有害元素不敏感，它可能成為除氰化物以外最有希望用于工業(yè)生產(chǎn)的溶金藥劑。
                 
     阻礙硫脲工業(yè)應用推廣的問題是藥劑耗量高；浸出礦漿為酸性、浸出設備需防腐；缺乏從硫脲溶液中有效回收金、銀的優(yōu)良方法，與氰化提金相比，不具經(jīng)濟優(yōu)勢。因此，目前僅限于小規(guī)模工業(yè)應用（處理高品位金精礦）。最近，愛爾蘭Minmet公司研究出了用硫脲浸金的新工藝。該工藝在吸附、回收和溶液循環(huán)使用等方面都進行了重大改進。從而減少了硫脲的損耗，提高了浸出和沉淀效率。該工藝適用于各種品位的礦石，與氰化法相比電力消耗低，試劑用量少。節(jié)省了環(huán)境的治理費用。適合小規(guī)模的礦山應用。
                 
     溴化提金，很有可能成為一種替代氰化提金的最有前途的浸出工藝。 Great Lake化學公司，為了評價溴與氰化物浸金的效果，對溴化提金工藝進行系統(tǒng)的研究。結果表明，作為金的浸出劑，溴優(yōu)于氰化物。主要表現(xiàn)在如下幾個方面：（1）價格便宜。（2）浸出率高?？蛇_到與氰化浸金相同的浸出率（90％－95％）。（3）浸出速度快。用4h浸出相當于用氰化物浸出24h－48h的浸出結果。（4）在低濃度時，無毒、無腐蝕性。（5）藥劑可循環(huán)使用。（6）從溶液中回收金方便，可采用氰化法的回收工藝。為了填補溴化提金技術的空白，該公司一直在進行研究工作。雖然溴的應用目前尚處在較初級階段，但隨著時間的推移，澳化提金工藝會逐漸被人們認識和接受。工藝的優(yōu)點也將通過工業(yè)生產(chǎn)所驗證。 

            
     堆浸提金工藝
                
            
     堆浸提金工藝，目前被認為是最經(jīng)濟的提金方法。生產(chǎn)實踐表明，堆浸生產(chǎn)礦山的基建投資，平均約為建設選廠的25％。生產(chǎn)成本與較經(jīng)濟的炭漿法相比也僅為所需費用的35％－40％。世界上各產(chǎn)金大國近年來黃金產(chǎn)量的增加，有相當一部分來自于堆浸提金。目前，堆浸的生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)大型化，堆浸技術也向縱深發(fā)展。
            
     生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，入浸品位逐步降低
                
            
     目前，國際上大型的堆浸廠有秘魯?shù)腨anacocha金礦堆浸廠和美國的RoundMountain金礦推浸廠。Yanacocha金礦堆浸廠每月處理礦石136萬噸，平均金品位為1.4克／噸。 

                 
      Round Mountain金礦堆浸廠，日處理能力4.5萬噸，平均金品位為1.1克／噸。我國目前最大規(guī)模的堆浸廠當屬福建閩西紫金山金礦。年處理礦石260萬噸，人浸礦石品位1.4克／噸-1.7克／噸，浸出率70％。
           
      礦步制粒技術的改進
                
            
     制粒技術的應用使堆浸提金工藝躍上一個新臺階，通過采用制粒技術，對于滲透性差、含泥質(zhì)礦物多的礦石，以及廢棄的尾礦都能進行堆浸提金。另外在制粒過程中加入氰化物使氰化物與礦石較均勻的接觸，以強化浸出效果、這也是制粒技術的一項革新。
            
      添加輔助藥劑，提高浸出率?？s短浸出時間
             
     （1）純氧、過氧化鈣將被用于堆浸工藝。 柱浸試驗結果表明，該工藝能提高堆浸回收率，縮短浸出周期，降低氧化物的消耗和水耗。
            
     （2）添加表面活性劑，明顯改善浸出效果。添加這種表面活性劑，對破碎的硅質(zhì)氧化礦石進行浸出試驗，浸出率提高24％；對泥質(zhì)礦石進行堆浸試驗，浸出率提高了4％。
            
     難選冶金礦石的提金技術
                
            
     難處理金礦石是指用常規(guī)的氰化提金方法，金的直接浸出率不高的金礦石，一般為80％以下，典型的難處理礦石直接浸出率僅為10％-30％。造成難浸的原因主要是微細粒金和包裹金以及礦石中含砷、含碳等有害雜質(zhì)。此類礦石需進行預處理才能合理利用，并獲得經(jīng)濟效益。處理的方法較多，有焙燒法、加壓氧化法、生物氧化法及其它化學氧化法等。
            
     焙燒預處理技術
                
            
     焙燒氧化法是較古老的預處理方法，特別是對含硫、含砷較高的礦石，這種方法可以自熱平衡，可以回收和，是一種比較理想的方法。隨著技術的進步和市場的需求，此法近年來得到新的發(fā)展。早期使用的有多堂爐焙燒、回轉(zhuǎn)窯焙燒、馬弗爐焙燒。沸騰爐氧化焙燒金礦石始于1947年，兩段沸騰爐焙燒、原礦循環(huán)沸騰爐焙燒法是近十幾年才得到商用。兩段焙燒、循環(huán)焙燒以及正在發(fā)展的熱解--氧化焙燒法、閃速焙燒法、微波焙燒法都以解決環(huán)保、降低能耗、提高浸出率和增加焙燒強度為目的。焙燒氧化法的特點是適應性強，但隨著環(huán)保要求的提高，廢氣治理成本提高，此方法受到濕法預處理方法的挑戰(zhàn)。
                
            
     國外采用沸騰爐焙燒的主要廠家有11家，以原礦循環(huán)沸騰爐焙燒和兩段沸騰爐焙燒為多。如美國的IBM公司為處理部分包裹金和含有機炭的礦石采用了投資和操作成本最低的兩段焙燒法。
                 
     我國的湖南某礦和新疆某礦為處理高砷金精礦也采用了焙燒法進行預處理。 
            
     加壓氧化預處理技術
                 
            
     這種方法是用加壓氧化酸浸或用加壓堿浸對礦石進行預處理。先除去礦石中的S、As、Sb等有害雜質(zhì)，使金礦物充分暴露，然后用氰化法回收金。
                 
            
     環(huán)保的要求和金浸出率的要求，促進了加壓氧化法的發(fā)展。1984年此法首先應用于Homestake，Mclanlgh金礦，并從此得到快速發(fā)展。目前國外有代表性的加壓氧化廠有11家。
                 
            
     超細磨--低溫低壓氧化難處理金礦石技術是澳大利亞Dominion礦物公司發(fā)展的技術，通過超細磨，礦物表面活性提高，氧化溫度、壓力降低，反應釜材質(zhì)、防腐問題變小，是比較有發(fā)展前途的。 

            
     生物氧化預處理技術
                
     生物氧化預處理是利用細菌可以氧化浸出硫、砷、鐵等元素的機理，從而使包裹的金暴露出來，以便為下一步用氰化法提金創(chuàng)造條件。
                
            
     生物氧化技術應用于黃金工業(yè)生產(chǎn)解決難處理金礦石，預氧化提金是90年代迅速發(fā)展起來的環(huán)保型高新技術。目前在國際上已有六家生物氧化--氰化提金廠在正常生產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模已從40噸／日發(fā)展到960噸／日，金的浸出指標達到90％-95％，與之相配套的各項技術，如工藝控制、在線檢測、設備結構、材料等都在不斷完善和優(yōu)化。生產(chǎn)實踐證明，該工藝用于處理難浸金礦石提金是有效的，不僅經(jīng)濟效益可觀，且環(huán)境效益、社會效益顯著，展示出良好的工業(yè)發(fā)展前景。 

     
     我國細菌氧化-氰化提金工藝研究近幾年發(fā)展較快，長春黃金研究院做了大量的試驗研究工作。以典型的鳳城難處理金礦石為重點進行了系統(tǒng)研究。在菌種選育、工藝流程、技術指標、設備研制等方面取得了突破性進展。金浸出率達95.02％，比常規(guī)氰化提高了91.61％，獲得了十分理想的技術經(jīng)濟指標。1999年已完成小型試驗研究和擴大試驗，并通過了技術成果鑒定。我國目前已有兩家生物氧化--氰化提金廠投產(chǎn)。 
                 　　
     化學氧化法預處理技術
                 
     硝酸氧化法      
            
     硝酸氧化法是用硝酸作為介質(zhì)，在常壓下把空氣中的氧帶入礦漿并氧化黃鐵礦和砷黃鐵礦。氧化后的產(chǎn)物NO2和水生成硝酸再返回使用。
              　
     據(jù)報道，加拿大已成功地進行了小型連續(xù)試驗，并著手建設半工業(yè)試驗廠，用該法來處理砷黃鐵礦含金的難浸礦石。
                
     電化學氧化法
                
     電化學氧化法是利用電極反應氧化黃鐵礦和砷黃鐵礦。電化學氧化法對于黃鐵礦和砷黃鐵礦的氧化產(chǎn)物與加壓氧化、細菌氧化基本一樣，是使礦物生成砷酸鐵、硫酸鐵等物質(zhì)從而解離金。同其它方法相比，此法不帶來大氣污染，不存在高壓問題，同時氧化速度較快。因此，電化學氧化法的研究受到重視。 

     俄羅斯已進行了500公斤／批規(guī)模的電化學預處理擴大試驗。澳大利亞也進行了砷黃鐵礦電化學氧化試驗研究。
            
     金、銀精煉新技術      
                
     隨著濕法冶金工藝的發(fā)展，以及國際黃金市場對金產(chǎn)品質(zhì)量的要求，傳統(tǒng)的火法煉金技術很少單獨使用。目前，化學法、電解法、萃取法以其產(chǎn)品純度高，環(huán)境污染小，精煉周期短，能回收多種貴金屬等優(yōu)點而被推廣應用。 
                 　
           
      Boliden貴金屬精煉工藝      
            
     Boliden公司發(fā)明的貴金屬精煉工藝，一是用高電流密度電解精煉銀，二是采用二步沉淀法精煉金。
                 
            
     Boliden貴金屬精煉工藝優(yōu)點是：（1）快速高效。銀精煉用5，金精煉僅用3。因此，在工藝中積存金屬時間比常規(guī)方法節(jié)省一半。（2）冶煉回收率高。銀的總回收率大于99.5％，金的總回收率大于99.8％。（3）產(chǎn)品質(zhì)量高?？蛇_1＃標準金、銀質(zhì)量。
           
      金碘化精煉工藝
                 
     日本采用了一種碘金精煉工藝，可快速獲得1#金。
                 

     金碘化精煉工藝的優(yōu)點是：（1）不產(chǎn)生廢氣和廢水。（2）工藝只用電能操作。（3）工藝速度比電解法快約3－5倍。（4）可獲得1#金。
            
     金氯化精煉工藝
                 
     Denver礦山工程公司提供的金氯化精煉工藝與常規(guī)的精煉技術有較大差別。該工藝有一個固氣相高溫氯氣反應器，金錠在微負壓條件下與氯氣接觸，當在特殊的工藝條件下操作時，氯氣與銀、鋅、汞等合質(zhì)金雜質(zhì)反應形成氯化物，而金以元素形式產(chǎn)出，然后熔鑄即可。
                
     該工藝優(yōu)點是：（1）投資和生產(chǎn)成本低。（2）處理速度快。（3）回收率高，損耗小于0.1％。（4）操作相當簡單。（5）系統(tǒng)內(nèi)幾乎沒有存金。但該工藝的局限性是不能從金中分離出鉑，且要求物料含金至少5％－10％。
            
     我國金、銀精煉工藝的改進
            
     國內(nèi)的金、銀精煉，在大型冶煉廠采用的有化學法，化學法--火法及電解法，而在中小型黃金礦山一直延用火法煉金工藝，金回收率低，質(zhì)量不高。近幾年，隨著黃金市場將逐步開放，并參與國際市場競爭，國家對金的質(zhì)量要求也越來越高。因此，各大型冶煉廠，特別是黃金礦山開始重視金、銀精煉提純工藝技術改進。如山東招遠黃金冶煉集團公司，金泥冶煉廢除了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐火法煉金工藝，目前采用的是酸化還原電解精煉工藝。金、銀質(zhì)量大大提高。 

           
      結束語    
             
     重選以其突出的優(yōu)勢而成為巖金礦山重要的提金手段之一。重選新設備的開發(fā)和應用，推動了重選提金技術的發(fā)展。
            
     浮選新設備和新藥劑的出現(xiàn)，促進了浮選提金技術的發(fā)展。但單一浮選已無法滿足日趨復雜的礦石性質(zhì)，采用多種方式和方法組成的聯(lián)合工藝流程，才能最大限度地回收有價金屬。 
                
     由于氰化物溶金有效，回收效果最佳，所以氰化提金工藝在黃金生產(chǎn)領域仍將占主導地位。而非氰提金技術還應加大開發(fā)研究力度。      
            　　
     由于堆浸能充分利用資源，低成本回收金，故仍將廣泛應用于黃金礦山。 
            
     焙燒法、加壓氧化法、生物氧化法各有其優(yōu)缺點，在工業(yè)上將處于并存狀態(tài)。生物氧化法和微波氧化法由于其環(huán)境效果好，因此最具應用前景。
                
            
     傳統(tǒng)的火法煉金已不能滿足國際黃金市場的要求，故各種精煉工藝相繼產(chǎn)生，但以回收率高、生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染輕、生產(chǎn)周期短的精煉技術更具有應用價值。