金矿生物氧化提金工艺的应用探索

2016-09-02程严玲新疆天地源矿业工程技术有限公司乌鲁木齐830002

新疆有色金属 2016年6期

关键词：氰化搅拌器矿浆

程严玲（新疆天地源矿业工程技术有限公司　乌鲁木齐　830002）

金矿生物氧化提金工艺的应用探索

程严玲
（新疆天地源矿业工程技术有限公司乌鲁木齐830002）

新疆阿希金矿采用生物氧化、氰化和树脂吸附提金工艺处理高含砷、难处理的金矿，其氰化浸出率稳定在98％左右，而其树脂的吸附率则可以稳定在98.5％左右，效益非常明显。

高含砷金精矿生物氧化预处理树脂提金浸出率

新疆阿希金矿最主要的资源是一些微细粒的高硫、高砷金精矿，其中的金以显微的状态，或是次显微的状态，甚至是晶格金的状态被包裹在一些含砷的硫化物当中，因此处理起来非常难。当采用常规方法直接提取，其浸出率相对较低，为此，阿希金矿采用了一种特殊的工艺：生物氧化-氰化-树脂吸附方法对其中的金矿进行提纯，这一套系统在建成并投产之后，其氰化的浸出率可以达到98％，而其树脂的吸附率也可以稳定在98.5％以上，实现非常显著的综合经济效益。

1　技术路线

通过对阿希金矿含砷矿进行分析，总结了金矿物中的主要特点，再根据具体的矿物细菌氧化要求，设计出了一套较为先进的新型反应器，这个反应器可以使金矿首先经过细菌氧化的预处理，再将其投入到氰化浸出系统当中，并用树脂作为其主要的吸附介质，最终完成整个提金过程。

1.1技术难点

在具体的技术工艺方面，由于整个的细菌氧化周期比较长，所以技术工艺需要的参数也相对较多，这需要我们在进行自动化控制时要取得比较全面的突破。在实施细菌驯化时，要加强对细菌的氧化机理研究，分析总结得出细菌的最佳生存条件，有利于使固、液、气这三项条件来满足所有细菌的生长需求。而在矿物方面，由于各种不同金矿石所具有的化学成分不同，在浸矿的过程中，会受到各方面因素的影响，从而导致细菌难以更好的生存。

1.2关键技术条件

（1）为了提高细菌的生活适应性，要分别的完成0.065、0.17、1.5、10m3生物氧化器方面的设计，只有设计出一个合理的浸出试验，才能够成功的驯化出一些更加适于在高海拔地区生长的细菌。

（2）要重新进行设计并制作出一些容积大、高效的生物氧化反应器。在研究生物氧化过程中的黄金选矿工艺时，其最主要的设备包括氧化槽、尺寸为8 m×8.5 m的浸出型搅拌槽，此外还有双层的搅拌器、下压式搅拌器等，具体的设计见图1。

图1　新设计重启分布环示意图

在此反应器中，必须要实现三项之间的良好传递，此外还要对槽内的温度进行调节。

在设计轴向流搅拌器时必须要使其适合搅拌较高黏度液体，而对于一些大面积的叶片来说，则要求其不仅要具有较高的混合效率，同时也要使其满足对于被搅拌的不同流体提供一个较大的剪切力，由此可以在很大程度上阻止气体从叶片当中穿过，以此来延长气液之间的接触时间。新设计出来的搅拌器叶片见图2。

图2　新设计的搅拌器叶片

（3）树脂提金工艺有它自身的独特性，由于树脂的容量比较大，耐磨性能佳，附着能力强，并且能够反复使用。正是由于这些优点，通常会采用树脂提金工艺和生物氧化工艺相结合的方法。

2　生产技术指标

2.1氧化作业

氧化作业十分关键，也是整个系统的重中之重，对于脱除硫和砷的过程，脱除率成为反映其氧化好坏的一个最重要的指标，那么，通过对以下的几个指标进行稳定的控制，可以达到一个较高的硫、砷脱除率。就以磨矿细度来说，达到0.074mm的占到了97％；而对于矿浆温度来说，基本处于43℃左右；至于矿浆浓度，可以达到15％～20％；矿浆的pH值则在1.5左右；氧化还原电位值为500～650mV之间；充气系数为0.06～0.13 m3/min；氧化的时间也达到了5.9天。

通过多年的不断努力，阿希金矿的硫、砷脱除率已经达到了一个较高的水平（表1），甚至远优于之前的设计值，这也为后续的氰化浸出能够达到更好的效果奠定了一个良好的基础。

2.2氧化渣氰化作业

表1　细菌氧化后氧化渣的硫、铁、砷含量％

氧化渣氰化作业则是这个工艺当中的一个重点环节，决定其成败的是氧化渣的浸出率。氧化渣进入浸出系统之前，要经过三级的压滤洗涤、碱浸、预浸出等过程，然后进行氰化浸出步骤，最后可以利用原有的树脂提金系统对这些氧化渣进行一边浸一边吸，可以达到最优的浸出吸附指标（表2）。

表2　氧化渣的浸出率对比　％

2.3作业当中如何控制关键参数

生物氧化提金工艺一开始是由国外引进，应用实践还不是很成熟，关键技术也大都是被国外的相关生产厂商所控制。国内各个厂商对于技术保密也都十分的严格，且相互之间的技术方面交流很少，由于种种原因，使得各个厂商都存在着难以攻破的技术难点。

（1）原料准备过程。一般情况下，金精矿当中的铁砷比必须要达到4∶1以上才可以顺利的生成砷酸铁，减少砷酸钙的产生。

（2）菌种的驯化过程。在对细菌进行耐砷驯化时，需要筛选出耐砷能力最强、活性又相对较高的细菌。经过驯化之后的菌种可以明显发现耐砷能力的提高。

（3）矿浆条件的控制。在现场操作时，一般要保证pH值在1.5～2.0之间，这样可以保证氧气的传质速率，而矿浆的浓度则要控制在15％～20％之间，这对于细菌的氧化过程最为有利。

（4）充气条件的控制。充气的速度很难控制，往往需要我们不断摸索，而充气的速度又在很大程度上是取决于搅拌强度和矿浆浓度，因此要保证固体含量达到25％、硫氧化率达到45％，而氧化的时间则最好超过60h，这样就可以保证充气量在0.05～0.10m3/h。

（5）氧化时间的控制。通过试验和相关的实践摸索，发现对于金精矿来说，氧化时间最好保持在144 h左右，此时砷的氧化率就可以达到78％以上。

2.4影响细菌最终氧化效果的主要因素

（1）生物因素。为了能够使细菌获得最大的活性，需要通过相关的驯化过程使细菌能够很好的适应与其工作条件十分相似的环境。驯化过程完成之后，耐受性较强的细菌则可以存活下来，从而形成了一个新的、耐受性很强的菌株。

（2）矿物因素。矿物是进行细菌氧化的主要工作对象，它也构成整个细菌浸矿工艺的一个内因。因此，必须要首先查明整个矿物的化学成分。在研究矿石时，要把细菌的氧化工艺作为其研究主体。其中硫化物的化学成分十分复杂，这就给细菌的浸出过程带来了一定困难。矿石当中主要是一些高砷的微细粒金精矿，而金与硫化物又很难分离。

（3）矿石粒度和矿浆浓度影响。细菌浸矿过程其实是在矿石的界面当中进行的，所以它的实际速率是和固体表面积有很大关系。一般情况下，矿石的粒度越细，其颗粒所具有的比表面就会越大，也就越有利于细菌和矿石之间更大的接触，从而加快了细菌的氧化。在相关的微生物浸矿工艺当中，矿浆的浓度一般都可以控制在10％～20％。