難處理金礦的生物預(yù)氧化技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用

臧 宏

（廣西賽可昱新材料科技有限公司，廣西壯族自治區(qū) 防城港 538000）

黃金是一種非常重要的金屬，其可以用作儲(chǔ)備、投資、電子業(yè)、首飾業(yè)、現(xiàn)代通訊等行業(yè)中。直到2013年，世界黃金的總產(chǎn)量約為2700噸。難處理金礦在金礦中占有的比例大概有30%左右，目前難處理金礦的預(yù)處理技術(shù)包括焙燒氧化、壓熱氧化、生物氧化、化學(xué)氧化等，其中生物預(yù)氧化技術(shù)是比較成熟的一種技術(shù)。

1 難處理金礦以及生物氧化技術(shù)概述

1.1 難處理金礦概述

金具有親硫、親氧的化學(xué)性質(zhì)，因此在礦石中可以形成各種各樣的形態(tài)，并且還會(huì)存在一些伴生元素。隨著人們對金礦資源的大力開采，易處理的金礦數(shù)量大量減少。難處理金礦中含有的黃金已經(jīng)占到世界黃金儲(chǔ)量的一半以上。難處理金礦主要是傳統(tǒng)的氰化處理法無法浸取的金礦。通常情況下，難處理金礦還有不同的分類。第一類是含金硫化礦，常見的載金礦物為砷黃鐵礦和黃鐵礦，其內(nèi)部的金形態(tài)為固溶體。第二種是含碳型金礦，其中含有一定數(shù)量的無機(jī)碳和有機(jī)碳等碳質(zhì)物。碳質(zhì)物的活動(dòng)較高，因此可以吸附金，并且可以將氰化處理過程中的溶解金吸附，從而產(chǎn)生貴液浸吞的情況。第三種是粘土型金礦。使用生物預(yù)氧化可以改變載金礦體的性質(zhì)，進(jìn)而解離出包裹金，從而保證后續(xù)氰化處理的順利進(jìn)行[1]。

難處理金礦石難浸的主要原因：包裹物理的機(jī)械包裹、化學(xué)的晶體固熔體和化學(xué)覆蓋膜，從而造成氰化物不能與金礦物接觸；耗氰耗氧物質(zhì)的存在，砷、銅、銻、鐵、錳、鎳、鈷等金屬硫化物和氧化物在溶液中有較高的溶解度，且大量消耗溶液中的氰化物和溶解氧。

1.2 生物氧化預(yù)處理技術(shù)概述

生物氧化技術(shù)主要是通過細(xì)菌來浸出氧化鐵、砷、硫等元素，暴露出被包裹的金，從而為后續(xù)的氰化處理提供條件。我國黃金工業(yè)產(chǎn)生中最早使用生物氧化技術(shù)是在20世紀(jì)80年代，并且就是用于難處理金礦的處理。經(jīng)過不斷的發(fā)展，生物氧化技術(shù)也得到了實(shí)踐應(yīng)用，我國很多企業(yè)都開始使用生物氧化預(yù)處理技術(shù)。

2 生物預(yù)氧化處理典型工藝工業(yè)應(yīng)用

2.1 BIOX處理工藝的工業(yè)應(yīng)用

20世紀(jì)70年代末，南非某公司開始研究難浸礦石的處理工藝，研究的主要目的是此公司金礦的含砷金精礦焙燒所造成的污染問題。此公司還建立半工業(yè)試驗(yàn)廠以及首座細(xì)菌氧化廠，同時(shí)將使用的細(xì)菌氧化工藝命名為BIOX工藝。后來開始向全球范圍內(nèi)進(jìn)行此工藝的商業(yè)轉(zhuǎn)讓。20世紀(jì)90年代，巴西某金礦將BIOX處理工藝應(yīng)用到金礦氧化處理車江中，后來又被澳大利亞兩個(gè)企業(yè)使用。目前世界上規(guī)模最大的BIOX氧化廠位于烏茲別克斯坦，其日處理能力已經(jīng)能夠達(dá)到1000t左右。

BIOX處理工藝使用的細(xì)菌種類被嚴(yán)格保密，但是普遍認(rèn)為其使用了氧化鐵螺旋菌、氧化硫硫桿菌以及氧化鐵硫桿菌組成的混合物。其比例根據(jù)礦石的成分不同而有所調(diào)整。此技術(shù)處理的過程中，首先會(huì)對金礦進(jìn)行磨礦處理，然后將其放入到細(xì)菌氧化槽中，氧化槽的數(shù)量較多，這樣能夠保證細(xì)菌可以在單槽內(nèi)具有最夠多的停留時(shí)間，進(jìn)而使細(xì)菌可以正常繁殖，也不會(huì)使礦漿流出現(xiàn)短路的情況。一般情況下，還需要冷卻礦漿，從而保證細(xì)菌的生存溫度適宜，溫度通常在40℃左右。冷卻的方式為蛇形管水冷卻。BIOX生物氧化技術(shù)的關(guān)鍵就是合理的充氣，并且保證彌散度較高。

2.2 Bac Tech工藝的工業(yè)應(yīng)用

Bac Tech工藝是在1984年出現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)英國某研究小組想尋找一種耐熱的氧化細(xì)菌。最終，此小組在澳大利亞的沙漠地區(qū)尋找到嗜熱細(xì)菌菌族，此菌族的最佳生長溫度為46℃。將此細(xì)菌應(yīng)用到金礦的生物氧化中，不需要坑卻礦漿。這種細(xì)菌還可以耐受較高的鹽度，比較適合缺乏淡水的地區(qū)。

Bac Tech工藝的處理與BIOX工藝比較相似，為了保證細(xì)菌的繁殖時(shí)間足夠，其也存在兩段氧化過程。雖然這種嗜熱細(xì)菌可以在55℃下存活較長時(shí)間，但是為了保證細(xì)菌具有較高的活性，還需要對其進(jìn)行冷卻處理。因此，在工業(yè)應(yīng)用的過程中還需要尋找一種更加耐熱的細(xì)菌。

2.3 MINBAC工藝的工業(yè)應(yīng)用

MINBAC工藝是國際著名的三家礦業(yè)工藝聯(lián)合開發(fā)的，包括南非Mintek公司、南非英美公司以及Bateman工程公司，這些公司在黃金開采行業(yè)都有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)前，已經(jīng)建立了一座中間試驗(yàn)廠來用于半工業(yè)試驗(yàn)。南非英美公司某金礦建立了氧化廠，使用的細(xì)菌為氧化鐵螺旋菌和氧化亞鐵硫桿菌。此工廠通過試運(yùn)行來獲得有關(guān)冷卻、充氣、混合等過程的比擬放大參數(shù)以及動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

2.4 Geobiotics工藝的工業(yè)應(yīng)用

Geobiotics公司一直都致力于生物氧化難處理金礦的經(jīng)濟(jì)效益以及工藝創(chuàng)新的研究。Geobiotics工藝結(jié)合了生物氧化技術(shù)中的原礦堆浸工藝和攪拌浸出的優(yōu)點(diǎn)，并且將這兩種工藝的缺點(diǎn)排除。相對于生物攪拌浸出技術(shù)來說，Geobiotics技術(shù)能夠提高黃金的回收率。

Geobiotics工藝可以將難處理金礦包覆在支撐物料上，并使用層疊法來進(jìn)行堆浸處理。包括氧化金礦層通常需要90d左右，硫化礦的氧化硫最高可以達(dá)到70%，而黃金的回收率最高可以達(dá)到95%。難處理金礦的氧化物可以為氰化處理過程中金的回收以及金精礦的溶解起到促進(jìn)作用。回收精礦包覆層時(shí)可以使用碳浸、水洗或者一些氰化方式。生物氧化的過程中，支撐礦物會(huì)逐漸降解和磨損，從而有利于金的氰化回收。

3 結(jié)語

生物氧化技術(shù)對難處理金礦的處理有著重要的作用，其可以使用細(xì)菌將金粒暴露出來，進(jìn)而為后續(xù)的氰化處理提供方便。目前，BIOX、Bac Tech、MINBAC、Geobiotics等生物氧化工藝已經(jīng)在工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮重要的作用。