一、國內難處理金礦資源的分布狀況及特點:
我國難處理金礦資源比較豐富,現已探明的黃金地質儲量中,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,在各個產金省份中均有分布。其中,貴州,云南、四川、甘肅、青海、內蒙、廣西、陜西等西部省份占有較大比重,遼寧、江西、廣東、湖南等省區也有較大的儲量。主要的資源礦區如:廣西金牙金礦(30噸)、貴州爛泥溝礦區(52噸)、貴州紫木函礦區(26噸)、貴州丫他礦區(16噸),云南鎮源冬瓜要礦區(10噸),甘肅舟曲坪定礦區(15噸),甘肅岷縣鹿兒壩礦區(30噸),遼寧鳳城(38噸),廣東長坑礦區(25噸),安徽馬山礦區(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和礦物組成是最根本的原因,根據工藝礦物學的特點分析,國內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,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。
第二種為金以微細粒和顯微形態包裹于脈石礦物及有害雜質中的含礦石,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粒金占到20-30%,采用常規氰化提金,或浮選法浮集,金回收率均很低。
第三種為金與砷、硫嵌布關系密切的金礦石,其特點是砷與硫為金的主要載體礦物,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較低,若應用浮選法富集,金也可以獲得較高的回收率指標,但因含砷超標難以出售。
針對以上特征,解決國內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、氰化提金之前先進行預處理,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,也將一些干擾氰化浸金的有害組分除去;
第二、通過添加某些化學物質或試劑,以抑制或消除有害組分對氰化浸金過程的干擾達到強化浸出的目的;
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境污染問題。
上述三種技術措施,都應該作為我們今后難選冶技術研究和開發的主攻方向,但從國內外的技術發展趨勢來看,難處理金礦石的預處理技術,將會成為今后一段時期開發應用的重要目標。
二.國內難處理金礦資源的利用規狀及前景。
對于國內難處理金礦資源的開發利用,我們在過去的十年內開展了大量的研究工作,從“八五”期間的黃金行業科研計劃到“九五”的國家科技攻關,加上企業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、安全環保地提取出的黃金占每年的總產量的比例并不高。從目前已在開發利用的方式上,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處理技術或強化浸金措施實現的就地產金方式,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境產生了一定程度的污染和破壞,急需從工藝技術上根本解決問題。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處理工藝的技術水平。
目前國內經批準面向全國收購含金物料進行冶煉加工的定點企業共有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工程有限責任公司冶煉廠三家已開始采用細菌氰化預處理工藝可以處理部分含砷金精礦外,其余的冶煉企業大部分采用的仍是金精礦直接氰化工藝或焙燒––氰化工藝,這對國內目前的難處理金礦資源的“貧、細、雜”的多樣性來說,受到了一定的限制。
因此,目前國內難處理金礦資源的開發利用現狀是:雖然難處理金礦資源所占比重較大,但開發利用程度相對較低。冶煉企業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水平相對較低,產出的復雜金精礦銷售困難,因而使難處理金礦資源的開發受到限制。這樣也就造成了國內黃金工業生產的被動局面,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或開發利用程度低?,F在較為有利的方面是諸多冶煉企業已將注意力轉向含砷、含碳、微細粒包裹型難處理含金物料的開發利用上,紛紛尋求各自的渠道和方式,力求突破工藝技術難點,搶先占領潛在市場。因而可以預見隨著預處理技術的工業化推廣應用,難選冶物料的產量將會越來越大,難處理金礦資源開發利用的前景也將更加廣闊。
三.國外難選冶技術應用狀況及發展趨勢
難選冶技術的研究與開發一直被美國、南非、澳大利亞、加拿大等國所重視。目前所應用的預處理工藝基本上是由國外開發研究并率先后在工業中加以利用的。這些工藝開發應用,也使國外大部分己探明的難處理資源基本上都能得到經濟合理、安全環保的開發利用。除極微細的碳質難浸金礦仍缺乏有效的處理辦法外,目前,世界黃金的總產量己有1/3左右是產自于難浸金礦。
從國外對難選冶技術的研究路線和應用效果可以看出,難選冶技術的主要關鍵在于預氧化或預選除去碳質礦物的“劫金”性,因此所謂的難選冶技術主要即是指預處理技術。目前已經開發應用或正在研究的預處理技術有焙燒工藝、加壓氧化工藝、細菌氧化工藝、化學氧化工藝、以及氯化法和含硫試劑氧化法等,從國外預處理工藝的發展趨勢和應用程度分析,焙燒氧化、加壓氧化工藝和細菌氧化這三種預處理工藝將會成為未來難處理金礦的基本工藝技術。
焙燒是難處理金礦石的最古老而傳統的預處理方法,象早期使用的多膛爐焙燒、回轉窯焙燒,馬弗爐焙燒,隨著技術的進步和市場的需求,近十幾年來開發出的兩段沸騰焙燒和原礦循環沸騰爐焙燒給這一傳統工藝的工業應用帶來新的生機。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。
焙燒工藝的優點是適應性相對較強,(可處理含碳質的難浸金礦),*作費用相對較低,(當含硫80%以上時,很容易自然進行),并且當礦石中含銅時,可通過的浸成水浸工藝綜合回收銅。該工藝的缺點是對*作參數和給料成分變化比較敏感,容易造成過燒或欠燒,欠燒時礦石中的含硫和含砷礦物分解不充分,過燒時焙砂出現局部燒使焙砂的孔隙被封閉找點粒二次包裹,從而導致金的浸出率下降。再者焙燒時會產生二氧化硫和三氧化二砷,綜合回收不利時,會嚴重污染大氣與環境。從目前來看隨著環保要求越來越嚴格,與工藝相配套的煙氣治理成本將會大幅度提高。因此,該工藝將會受到濕法預處理工藝的挑戰。為了更好地解決環保要求,降低能耗,增加焙燒強度、提高浸出率,焙燒工藝的技術也得到了一定的完善和發展,最近幾年國外的研究機構正在開發研究熱解––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,雖然目前均還處于試驗研究階段,但像微波焙燒工藝等已顯示出了良好的工業應用前景。
熱壓氧化法在拉美國家被認為是最有效的預處理工藝。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生反應,使礦物結構發生變化的機理,通過在酸性介質中的高溫、高壓下的的一系列反應,使被包裹的金暴露出來。達到氰化浸金的目的。1985年,美國麥克勞林提金廠首次應用酸性熱壓氧化預處理工藝以來,美國、加拿大、巴西和巴布新加坡等國家先后建立了近10座應用該工藝的提金廠,這些提金廠大多數為日處理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。
熱壓氧化工藝的優點在于黃鐵礦和毒砂的氧化產物都是可溶的,因此,無論金顆粒多么細都會被解離,因而金的回收率較高,許多難處理金精礦經加壓浸出后,浸出率高達98%以上,同時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。缺點是:設備的設計和材質要求很高;由于壓力*作及設備的防腐問題會帶來一定的安全危險;與生物氧化法相比,*作和維護水平的要求更高;再者,基建投資費用較高,因而普遍認為只有建設大規模處理廠,經濟上才比較合理。有文獻提出,日處理量應在1200噸以上。