專利名稱：：耐砷菌氧化預(yù)處理高砷復(fù)雜難處理金礦——氰化提金方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于生物冶金
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種耐砷菌氧化預(yù)處理高砷復(fù)雜難處理金礦一氰化提金方法。技術(shù)背景難處理金礦石(又稱難浸、難選冶金礦石、頑固金礦石)是指該礦石經(jīng)磨細(xì)后直接浸金，金的浸出率較低或很低，一般以浸出率80%為界限，低于此者統(tǒng)稱為難處理金礦石。有些礦石極其難處理，這類礦石直接浸出率僅為10%30%。世界上約2/3的金礦資源屬難處理礦，目前，國外發(fā)達(dá)國家黃金的總產(chǎn)量己有l(wèi)/3左右是產(chǎn)自于難處理金礦石，這一比例逐年增加。我國難處理金礦資源比較豐富，在已探明的地質(zhì)儲(chǔ)量中，約有1000t左右屬于難處理金礦資源，約占探明儲(chǔ)量的30%。這類資源分布廣泛，在各個(gè)產(chǎn)金省中均有分布。我國難處理金礦資源儲(chǔ)量巨大，其中含砷復(fù)雜金礦是重要的類型。這類礦石中Au被毒砂、黃鐵礦等硫化物包裹，采用傳統(tǒng)工藝直接氰化提Au,其浸出率很低，所以在氰化前需進(jìn)行氧化預(yù)處理，以提高Au的浸出率。目前工業(yè)上應(yīng)用的氧化預(yù)處理工藝主要有焙燒氧化預(yù)處理法、加壓氧化預(yù)處理法和細(xì)菌氧化預(yù)處理法。焙燒氧化預(yù)處理法主要優(yōu)點(diǎn)是工藝成熟，適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)可靠，操作簡單，但焙燒溫度應(yīng)控制在60080(TC之間，若爐內(nèi)溫度過高，會(huì)出現(xiàn)再結(jié)晶和燒結(jié)現(xiàn)象，造成金的二次包裹，降低金的浸出率。另外重要的一面是焙燒工藝過程會(huì)產(chǎn)生大量的有毒氣體，例如S02、As203，盡管后續(xù)有制酸和收白霜AS203，但費(fèi)用較高，而且往往造成S02、AS203對環(huán)境的嚴(yán)重污染，這是焙燒工藝的嚴(yán)重缺陷。加壓氧化預(yù)處理法是使原礦石或精礦連續(xù)通過一臺(tái)高壓釜進(jìn)行處理，釜中的溫度保持在20(TC左右，剩余氧壓力為500Kpa，停留時(shí)間45200分鐘。加壓氧化法的特點(diǎn)是金的浸出率高，反應(yīng)速度快，適應(yīng)性強(qiáng)。但設(shè)備材料要求高，投資費(fèi)用大，操作技術(shù)要求嚴(yán)格，工藝成本和設(shè)備維護(hù)費(fèi)用高，對含有機(jī)碳較高的原料處理效果不良。細(xì)菌氧化預(yù)處理法是微生物學(xué)、冶金學(xué)、礦物學(xué)多學(xué)科交叉的新型工藝，它是利用特定的浸礦細(xì)菌在酸性條件下，將包裹金的黃鐵礦、砷黃鐵礦等有害成分氧化成硫酸鹽、堿式硫酸鹽或砷酸鹽，達(dá)到完全暴露金的目的。細(xì)菌氧化預(yù)處理法具有操作簡單、投資少、環(huán)境友好、金浸出率高、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。在環(huán)境污染問題日益受到重視的今天，細(xì)菌氧化預(yù)處理法被稱為"綠色冶金工藝"而倍受青睞。但對于細(xì)菌氧化含砷難處理金礦的預(yù)處理方法存在兩個(gè)主要的瓶頸問題，其一是優(yōu)良菌種的選擇。根據(jù)溫度范圍，浸礦細(xì)菌主要可分為以下三類(l)嗜中溫細(xì)菌，最佳生長溫度為3045°C;(2)中等嗜熱細(xì)菌，最佳生長溫度為4555'C;(3)高溫嗜熱菌，最佳生長溫度為6085°C。按形態(tài)分三類桿菌、球菌、螺旋菌。目前研究的眾多浸礦細(xì)菌中多以常溫單一菌種為主。其二是砷對細(xì)菌的毒性問題。砷對細(xì)菌有毒害作用，砷含量是工藝中一個(gè)重要的指標(biāo)，目前工業(yè)中應(yīng)用的難處理金礦的砷含量控制在46%，據(jù)資料顯示我國金礦礦石類型繁多、金精礦砷含量高(遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于6%)且變化大，成份極其復(fù)雜。這樣就阻礙了高砷復(fù)雜難處理金礦的應(yīng)用。因此研發(fā)高效的優(yōu)良菌種，來處理高砷復(fù)雜難處理金礦是十分重要的。
發(fā)明內(nèi)容針對上述細(xì)菌氧化預(yù)處理法存在的問題，本發(fā)明提供一種耐砷菌氧化預(yù)處理高砷復(fù)雜難處理金礦一氰化提金方法，本發(fā)明采用耐砷菌將高砷復(fù)雜難處理金礦中包裹金的黃鐵礦、砷黃鐵礦等載金礦物氧化，使金完全暴露，從而提高金的浸出率。本發(fā)明中所應(yīng)用的耐砷浸礦細(xì)菌是由氧化亞鐵硫桿菌(CCTCCNO:M207216)、氧化硫硫桿菌(CCTCCNO:M207215)和氧化亞鐵微螺菌(CCTCCNO:M207217)三種混合而成，以上三種細(xì)菌均已在中國典型培養(yǎng)物保藏中心保藏，保藏日期2007年4月30日，地址中國.武漢.武漢大學(xué)。本發(fā)明采用的三種菌混合在一起具有協(xié)同作用、優(yōu)勢互補(bǔ)的特點(diǎn)。該浸礦細(xì)菌的耐砷能力可達(dá)到20g/L。本發(fā)明包括以下工藝步驟(1)細(xì)菌培養(yǎng)將含有氧化氬鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌的混合菌液，在帶有攪拌裝置的氧化槽中，接種至9K培養(yǎng)基(成分見表l)中，進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，接種量為:菌種培養(yǎng)基=1:10~20，培養(yǎng)溫度為4460'C，培養(yǎng)液pH值為1.0-2.0，培養(yǎng)時(shí)間24小時(shí)；表19K培養(yǎng)基成分<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>將表i中的溶液i、ir混合即為9K培養(yǎng)基。(2)浮選精礦調(diào)漿將浮選精礦經(jīng)水洗脫藥，加水調(diào)整成濃度為20~30%的礦漿；該高砷復(fù)雜難處理浮選金礦的成分:Au含量20g/t以上，S含量8%30%，F(xiàn)e含量10%40%，As含量8。/。200/。。(3)細(xì)菌氧化浮選精礦將調(diào)整好的礦漿加入到細(xì)菌氧化槽中，充氣并攪拌，充氣量為0.3~0.5m3/h，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)為6001400rpm，溫度保持在44~60°C，用濃度為30~40%的硫酸調(diào)整pH值為1.0-2.0，氧化時(shí)間為90200小時(shí)，氧化的時(shí)間與精礦的含量、粒度以及細(xì)菌氧化的礦漿濃度有關(guān)，氧化過程中定時(shí)檢測浸出液酸度、電位以及砷含量的變化。當(dāng)固砷含量<0.3%結(jié)束氧化；(4)固液分離將氧化槽中的礦漿采用濃密機(jī)進(jìn)行固液分離，分離后的固體氧化渣轉(zhuǎn)到下一流程，進(jìn)行氰化提金；含砷細(xì)菌氧化液進(jìn)入中和槽中，力卩Ca(OH)2(石灰)中和降砷；本步驟發(fā)生的中和反應(yīng)如下式2H3As04+3Ca(OH)2=Ca3(As04)2+6H20H2S04+Ca(OH)2=CaS042H202FeAs04+3Ca(OH)2=Ca3(As04)2+2FeO(OH)+2H20(5)氰化提金將氧化渣加水調(diào)成20~30%的渣漿，再加Ca(OH)2石灰，將氧化渣的礦漿酸度調(diào)整到11~13之間，酸度穩(wěn)定后加入氰化鈉，氰化鈉用量為5~16Kg/t，反應(yīng)過程pH值保持11-13之間，氰化時(shí)間24小時(shí)，得到含金的貴液。本步驟發(fā)生的氰化反應(yīng)如下式4Au+8CN_+02+H20=4Au(CN)2-+40H-本發(fā)明具有下述顯著優(yōu)點(diǎn)1、溫度特點(diǎn)目前工業(yè)上的操作溫度是304(TC，由于該工藝是放熱反應(yīng)必須采用循環(huán)冷水降溫，以保持溫度的平穩(wěn)。與現(xiàn)行的常溫浸礦細(xì)菌相比，本發(fā)明中應(yīng)用的浸礦細(xì)菌具有較高的生長溫度，在446(TC溫度條件下，該菌具有良好的活性和氧化能力，可大大節(jié)約循環(huán)冷水降溫的動(dòng)力消耗。2、耐砷特點(diǎn)本發(fā)明中的浸礦菌為三種混合細(xì)菌氧化亞鐵硫桿菌(CCTCCNO:M207216)、氧化硫硫桿菌(CCTCCNO:M207215)和氧化亞鐵微螺菌(CCTCCNO:M207217),該混合菌具有很強(qiáng)的耐砷性能，可達(dá)到20g/L。三種混合菌種在不同氧化階段有各自的優(yōu)勢菌種，各菌種間發(fā)揮協(xié)同作用，促進(jìn)了礦石中礦物的快速有效的氧化。3、可處理高砷金礦目前工業(yè)中廣泛應(yīng)用的細(xì)菌處理金礦的砷含量一般在23%，不能高于46%，否則浸礦細(xì)菌將活性大大降低甚至死亡。通過20個(gè)礦山樣品實(shí)驗(yàn)表明，采用本發(fā)明的工藝可以處理含砷8~20%的高砷復(fù)雜金礦，脫砷率8598%，此指標(biāo)大大高于目前工藝的操作指標(biāo)。本發(fā)明擴(kuò)大了細(xì)菌氧化預(yù)處理工藝所用原料的適用范圍，將原來無法處理的含砷8~20%的高砷復(fù)雜金礦，通過本發(fā)明加以利用。4、高的金浸出率細(xì)菌氧化處理后的細(xì)菌氧化渣，經(jīng)過氰化浸出，金的浸出率大幅提高，金浸出率可達(dá)9095%，可以提高5080%，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。5、環(huán)境友好本發(fā)明較之焙燒和加壓氧化預(yù)處理工藝，細(xì)菌氧化預(yù)處理工藝方法操作簡單、投資少、環(huán)境溫和友好、經(jīng)濟(jì)效益明顯。圖1為本發(fā)明的工藝流程圖具體實(shí)施方式以下實(shí)施例的細(xì)菌培養(yǎng)均采用相同方法。細(xì)菌培養(yǎng)將含有氧化氬鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌的混合菌液，在帶有攪拌裝置的氧化槽中，接種至9K培養(yǎng)基中，進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，接種量為菌種培養(yǎng)基=1:10~20，培養(yǎng)溫度為4460'C，培養(yǎng)液pH值為1.0~2.0，培養(yǎng)時(shí)間24小時(shí)；例1:本例所處理的浮選精礦成分如表2:表2實(shí)施例1精礦化學(xué)成分分析(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>此礦屬于高砷復(fù)雜難處理精礦，礦物中的金主要被毒砂和黃鐵礦等硫化物包裹，金的直接氰化浸出率僅為21.91%。1、浮選精礦調(diào)漿高砷復(fù)雜難處理浮選金精礦按2030%礦漿濃度進(jìn)行調(diào)漿。2、細(xì)菌氧化浮選精礦將調(diào)整好的礦漿加入到細(xì)菌氧化槽中，氧化槽中礦漿濃度分別為15%,充氣及攪拌(充氣量0.30.5m3/h，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)6001400rpm)，溫度保持在4460°C，pH值保持在1.0~2.0之間，氧化時(shí)間192小時(shí)。氧化的時(shí)間與精礦的砷含量、粒度以及細(xì)菌氧化的礦漿濃度有關(guān)。氧化過程中定時(shí)檢測浸出液酸度、電位以及砷含量的變化。當(dāng)固砷含量小于0.3%結(jié)束氧化。3、固液分離將氧化槽中的礦槳采用濃密機(jī)進(jìn)行固液分離，分離后的固體氧化渣轉(zhuǎn)到下一流程，進(jìn)行氰化提金；含砷細(xì)菌氧化液進(jìn)入中和槽中，加石灰中和降砷；4、氰化提金將氧化渣加水調(diào)成20~30%的渣漿，用石灰將渣漿酸度調(diào)整到11~13之間，酸度穩(wěn)定后加入氰化鈉，氰化鈉用量8.00kg/t，反應(yīng)過程pH值保持在11~13之間，氰化時(shí)間24小時(shí)。經(jīng)過上述步驟的細(xì)菌氧化預(yù)處理一氰化提金，得到表3結(jié)果。表3實(shí)施例1細(xì)菌氧化預(yù)處理一氰化提金結(jié)果細(xì)菌氧化——氰化浸出細(xì)菌氧化脫砷率(％)金的浸出率(％)原金精礦直接氰化浸出21.91礦漿濃度15%細(xì)菌氧化——氰化浸出96.0390.50經(jīng)過本發(fā)明處理后，金的浸出率比直接氰化浸出提高68.59%。例2本例所處理的浮選精礦成分如表4:表4實(shí)施例2精礦化學(xué)成分分析(％)Au*Ag*CuPbFeSs2x%)As46.87.80.021.9733.3712.4316.758.01*單位(g/t)此礦屬于高砷復(fù)雜難處理精礦，礦物中的金主要被毒砂和黃鐵礦等硫化物包裹，金的直接氰化浸出率僅為27.2%。1、浮選精礦調(diào)漿高砷復(fù)雜難處理浮選金精礦按2030%礦漿濃度進(jìn)行調(diào)漿。2、細(xì)菌氧化浮選精礦將調(diào)整好的礦漿加入到細(xì)菌氧化槽中，氧化槽中礦漿濃度分別為15%,充氣及攪拌(充氣量0.30.5m3/h，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)6001400rpm)，溫度保持在4460°C，pH值保持在1.02.0之間，氧化時(shí)間96小時(shí)。氧化的時(shí)間與精礦的砷含量、粒度以及細(xì)菌氧化的礦漿濃度有關(guān)。氧化過程中定時(shí)檢測浸出液酸度、電位以及砷含量的變化。當(dāng)固砷含量小于0.3%結(jié)束氧化。3、固液分離將氧化槽中的礦漿采用濃密機(jī)進(jìn)行固液分離，分離后的固體氧化渣轉(zhuǎn)到下一流程，進(jìn)行氰化提金；含砷細(xì)菌氧化液進(jìn)入中和槽中，加石灰中和降砷；4、氰化提金將氧化渣加水調(diào)成20~30%的渣漿，用石灰將渣漿酸度調(diào)整到11~13之間，酸度穩(wěn)定后加入氰化鈉，氰化鈉用量8.23kg/t，反應(yīng)過程pH值保持在ll13之間，氰化時(shí)間24小時(shí)。經(jīng)過上述步驟的細(xì)菌氧化預(yù)處理一氰化提金，得到表5結(jié)果。表5實(shí)施例2細(xì)菌氧化預(yù)處理一氰化提金結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>經(jīng)過本發(fā)明處理后，金的浸出率比直接氰化浸出提高65.63%。例3:本例所處理的浮選精礦成分如表6:表6實(shí)施例3精礦化學(xué)成分分析(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>*單位(g/t)此礦屬于極高砷復(fù)雜難處理精礦，礦物中的金主要被毒砂和黃鐵礦等硫化物包裹，金的直接氰化浸出率僅為21.52%。1、浮選精礦調(diào)漿高砷復(fù)雜難處理浮選金精礦按2030%礦漿濃度進(jìn)行調(diào)漿。2、細(xì)菌氧化浮選精礦將調(diào)整好的礦漿加入到細(xì)菌氧化槽中，氧化槽中礦漿濃度分別為15%，充氣及攪拌(充氣量0.30.5m3/h，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)6001400rpm),溫度保持在4460°C，pH值保持在1.02.0之間，氧化時(shí)間168小時(shí)。氧化的時(shí)間與精礦的砷含量、粒度以及細(xì)菌氧化的礦漿濃度有關(guān)。氧化過程中定時(shí)檢測浸出液酸度、電位以及砷含量的變化。當(dāng)固砷含量小于0.3%結(jié)束氧化。3、固液分離將氧化槽中的礦漿采用濃密機(jī)進(jìn)行固液分離，分離后的固體氧化渣轉(zhuǎn)到下一流程，進(jìn)行氰化提金；含砷細(xì)菌氧化液進(jìn)入中和槽中，加石灰中和降砷；4、氰化提金將氧化渣加水調(diào)成20~30%的渣漿，用石灰將渣漿酸度調(diào)整到11~13之間，酸度穩(wěn)定后加入氰化鈉，氰化鈉用量15.62kg/t，反應(yīng)過程pH值保持在1113之間，氰化時(shí)間24小時(shí)。經(jīng)過上述步驟的細(xì)菌氧化預(yù)處理一-氰化提金，得到表7結(jié)果。表7實(shí)施例3細(xì)菌氧化預(yù)處理一氰化提金結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>經(jīng)過本發(fā)明處理后，金的浸出率比直接氰化浸出提高73.69%。例4本例所處理的浮選精礦成分如表8:表8實(shí)施例4精礦化學(xué)成分分析(。/。)Au承Ag*CuPbFeSAs52.802.600.020.4024.2521.7411.78*單位(g/t)此礦屬于極高砷復(fù)雜難處理精礦，礦物中的金主要被毒砂和黃鐵礦等硫化物包裹，金的直接氰化浸出率僅為18.94%。1、浮選精礦調(diào)漿高砷復(fù)雜難處理浮選金精礦按2030%礦漿濃度進(jìn)行調(diào)漿。2、細(xì)菌氧化浮選精礦將調(diào)整好的礦漿加入到細(xì)菌氧化槽中，氧化槽中礦漿濃度分別為15%,充氣及攪拌(充氣量0.30.5m3/11，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)6001400rpm)，溫度保持在4460°C，pH值保持在1.02.0之間，氧化時(shí)間144小時(shí)。氧化的時(shí)間與精礦的砷含量、粒度以及細(xì)菌氧化的礦漿濃度有關(guān)。氧化過程中定時(shí)檢測浸出液酸度、電位以及砷含量的變化。當(dāng)固砷含量小于0.3%結(jié)束氧化。3、固液分離將氧化槽中的礦漿采用濃密機(jī)進(jìn)行固液分離，分離后的固體氧化渣轉(zhuǎn)到下一流程，進(jìn)行氰化提金；含砷細(xì)菌氧化液進(jìn)入中和槽中，加石灰中和降砷；4、氰化提金將氧化渣加水調(diào)成2030%的渣漿，用石灰將渣漿酸度調(diào)整到11~13之間，酸度穩(wěn)定后加入氰化鈉，氰化鈉用量11.88kg/t，反應(yīng)過程pH值保持在1113之間，氰化時(shí)間24小時(shí)。表9實(shí)施例4細(xì)菌氧化預(yù)處理一氰化提金結(jié)果細(xì)菌氧化——氰化浸出細(xì)菌氧化脫砷率(％)金的浸出率(％)原金精礦直接氰化浸出18.94礦漿濃度15%細(xì)菌氧化——氰化浸出95.4296.38經(jīng)過本發(fā)明處理后，金的浸出率比直接氰化浸出提高77.44%。權(quán)利要求1、一種耐砷菌氧化預(yù)處理高砷復(fù)雜難處理金礦-氰化提金方法，其特征在于包括以下步驟(1)細(xì)菌培養(yǎng)將含有氧化氬鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌的混合菌液，在帶有攪拌裝置的氧化槽中，接種至9K培養(yǎng)基中，進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，接種量為菌種培養(yǎng)基＝110～20，培養(yǎng)溫度為44～60℃，培養(yǎng)液PH值為1.0～2.0，培養(yǎng)時(shí)間24小時(shí)；(2)浮選精礦脫藥及調(diào)漿將浮選精礦經(jīng)水洗脫藥加水調(diào)整成濃度為20～30％的礦漿；(3)細(xì)菌氧化浮選精礦將調(diào)整好的礦漿加入到細(xì)菌氧化槽中，充氣并攪拌，充氣量為0.3～0.5m3/h，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)為600～1400rpm，溫度保持在44～60℃，用濃度為30～40％的硫酸調(diào)整pH值為1.0～2.0，氧化時(shí)間為90～200小時(shí)，當(dāng)固砷含量＜0.3％結(jié)束氧化；(4)固液分離將氧化槽中的礦漿采用濃密機(jī)進(jìn)行固液分離，分離后的固體氧化渣轉(zhuǎn)到下一流程，進(jìn)行氰化提金；含砷細(xì)菌氧化液進(jìn)入中和槽中，加石灰中和降砷；(5)氰化提金將氧化渣加水調(diào)成20～30％的渣漿，再加石灰，將氧化渣的礦漿酸度調(diào)整到11～13之間，酸度穩(wěn)定后加入氰化鈉，氰化鈉用量為5～16Kg/t，反應(yīng)過程pH值保持11～13之間，氰化時(shí)間24小時(shí)，得到含金的貴液。全文摘要一種耐砷菌氧化預(yù)處理高砷復(fù)雜難處理金礦——氰化提金方法，包括耐砷細(xì)菌培養(yǎng)、浮選精礦調(diào)漿、細(xì)菌氧化浮選精礦、固液分離、氰化提金五個(gè)步驟，本發(fā)明采用了氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌混合而成的特效耐砷菌，針對高砷復(fù)雜難處理金礦進(jìn)行氧化預(yù)處理，可處理含砷8～20％的高砷復(fù)雜金礦，脫砷率85～98％，經(jīng)過氰化浸出，金浸出率可達(dá)90～95％，本發(fā)明工藝方法浸礦菌種獨(dú)特、大大節(jié)省降溫成本、對含砷8～20％的高砷復(fù)雜金礦直接氧化，適應(yīng)廣泛、操作簡單，環(huán)境友好，效益顯著。文檔編號(hào)C22B3/00GK101333599SQ20081001123公開日2008年12月31日申請日期2008年4月30日優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日發(fā)明者佟琳琳,鞏恩普,立楊,楊洪英申請人:東北大學(xué)