[发明专利]一种难处理金矿生物堆浸预氧化方法

说明书

技术领域

本发明涉及湿法冶金领域，具体地，本发明涉及一种难处理金矿生物堆浸预氧化方法，特别适用于含砷高硫、以黄铁矿为主要载金矿物的低品位金矿的堆浸预氧化。

背景技术

难处理金矿预氧化技术包括焙烧法、热压法和生物法，主要应用于浮选金精矿和高品位原矿的预氧化。由于对金矿的不断开采利用，高品位易处理的金矿资源已经越来越少，大量的低品位难处理金矿资源尚未得到有效利用。国内外学术界和工业界一直在寻找有效利用低品位金矿的新技术，其中低成本的生物堆浸技术是最有商业化前景的技术之一。

难处理金矿中很大一类是含金硫化矿，黄铁矿和砷黄铁矿（毒砂）是常见的载金硫化矿，金以次显微粒状包裹于其中。硫化矿物溶解特性取决于其价带特征，其中黄铁矿的价带由金属原子轨道构成，失电子并不意味Fe-S键断裂，是载金矿物中最难溶解的硫化矿物。黄铁矿的氧化遵循纯电化学机理，氧化剂Fe³⁺从黄铁矿价带夺电子后，不能破坏价键，只能提高界面金属的氧化势，而金属将与溶液中水反应，形成金属络合物，所形成的金属络合物与黄铁矿中硫发生表面反应，最终生成硫酸盐。黄铁矿的溶解需要较高的氧化还原电位，在氧化还原电位低于800mV时，氧化速度较慢；同时黄铁矿的氧化速度随着温度的升高不断加快。美国Newmont公司于1988年开展低品位难处理金矿堆浸氧化及提金技术的研究，并从2000年开始进行5年的工业试验与试生产，工业试验与生产实践表明，该技术可有效提取难处理金矿中的金，但存在黄铁矿氧化效率低（堆浸300天，氧化率20%～30%）的突出问题，导致金浸出率低（53.6%）。黄铁矿氧化效率低的主要原因包括，矿堆温度低（20～30℃）和浸出液氧化还原电位低（700～750mV）。我国紫金矿业公司开展了低品位难处理金矿的生物堆浸预氧化工业试验，矿堆温度提高至25～40℃，浸出365天，矿石中黄铁矿氧化率达到40%，氧化效率超过Newmont公司的实践；类似于Newmont公司的实践，紫金矿业公司的工业试验也是通过矿堆氧化亚铁，导致浸出液氧化还原电位较低（720～780mV）。试验虽然提高了矿堆的温度，但是较低氧化还原电位的浸出液进入矿堆后对黄铁矿的氧化效果有限，导致金的暴露不够，影响到金的氰化浸出效率。

黄铁矿氧化动力学研究表明，黄铁矿的氧化速率主要受氧化还原电位和温度控制。在生物堆浸体系中同时实现高温、高电位，可以显著提高黄铁矿的氧化速率。但是，根据铁氧化菌的生长特性，在同一个矿堆中很难同时实现亚铁的高效生物氧化与黄铁矿快速溶解。所以急需解决同时在矿堆中实现高电位和高温度的方法，这对于提高难处理浸矿的生物氧化效率具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为解决上述问题，提供一种难处理金矿生物堆浸预氧化的方法，通过调控堆浸系统的温度、pH值、氧化还原电位等参数并合理匹配，实现矿堆中较高的温度和喷淋液较高的氧化还原电位，实现难处理金矿载金矿物黄铁矿的高效氧化。

本发明难处理金矿生物堆浸预氧化方法，包括以下步骤：

1）原矿石经破碎后筑堆，将筑堆后的低品位难处理金矿进行喷淋浸出，控制浸出液的温度大于45℃；

2）当浸出液pH值低于1.5时，中和浸出液使pH值至1.5～1.9；

3）将中和后的浸出液送至生物固定床，通过固定床吸附的嗜酸菌将亚铁氧化为高铁，当溶液氧化还原电位达到850mV以上后，获得高电位氧化液；

4）步骤3）所得高电位氧化液循环用于步骤1）的喷淋，直至矿石预氧化完成。

根据本发明的难处理金矿生物堆浸预氧化方法，步骤3）控制固定床温度为30～40℃，此温度范围为所用嗜酸菌生长的最适温度，从而可以保证亚铁氧化的顺利进行。

根据本发明的难处理金矿生物堆浸预氧化方法，步骤1）通过控制堆高、调整喷淋强度及喷淋时间控制所述浸出液温度大于45℃。

根据本发明的难处理金矿生物堆浸预氧化方法，步骤1）所述喷淋时间每天小于6小时，喷淋强度小于6L/m²·h；浸出液温度低于45℃时，减少喷淋时间。

本发明步骤1）所述初始喷淋液为当地酸性矿坑水，矿坑水中含有嗜酸铁硫氧化菌，菌浓度10⁵～10⁶个/mL，铁浓度为1～5g/L，pH值1.9～2.5。

根据本发明的难处理金矿生物堆浸预氧化方法，步骤2）采用石灰石进行中和。