[发明专利]含砷高硫高钙细颗粒难处理卡琳型金矿电化学脱砷方法

说明书

技术领域

本发明属于金矿脱砷技术领域，具体涉及卡琳型金矿电化学脱砷处理方法。 

背景技术

卡琳型金矿（Carlin-typegold deposit)又称微细浸染型金矿或沉积岩容矿的微细浸染型金矿，是20世纪60年代初在美国西部内华达州首先被发现的难选冶型原生金矿。我国贵州省黔西南地区、滇黔桂和陕甘川埋藏着丰富的卡琳型金矿，埋藏浅、可露采，有很大的经济意义。 

卡琳型金矿的主要特征是：(1)分布于斑岩体周围的中酸性岩脉发育区；(2)容矿岩石为薄层状-纹层状和角砾状碳酸盐岩；(3)矿体主要受高角度断层控制。通常产于岩脉的一侧或附近；(4)矿石普遍具白色细网脉状方解石化和碳泥化，裂面上常见黑色碳质被膜；(5)金主要为次显微金；(6)成矿物质主要来自矿源层，部分来自岩浆，成矿热液水主要来自大气降水。其特点是金呈-2μm超微细粒嵌布于含金载体矿物中，金的载体矿物又以-43μm极细颗粒嵌布在围岩中。 

卡琳型金矿通常含有一定数量的砷和碳等有害杂质，其选矿富集和冶炼回收的难度很大，是一种典型的难处理的金矿，处理成本高，产出的熔炼渣会产生二次污染。 

含砷高硫高钙细颗粒的卡琳型金矿主要是以黄铁矿和含砷黄铁矿（毒砂（FeAsS））为主，占矿石矿物相对含量的10～15%；碳质矿物含量较高，占矿石矿物相对含量的10～15%；其他脉石矿物主要以石英、粘土矿物和萤石等为主，占矿石矿物相对含量的70～80%。矿石中金属硫矿物含量较高，金品位低，金为唯一的有价金属元素，金大多粒度很细，小部分为显微可见金，其余大部分为矿物中包裹的显微不可见金，这些少量的微细粒金嵌布于脉石中，多与黄铁矿共生，粒度极小（多<2μm，部分达4～5μm）。这种金矿非常难处理，对选矿非常不利。 

金矿中的碳质含量较高，总碳大于1.30%，其中有机碳为0.5%左右，有机碳和石墨在浮选过程中易与硫化矿一起被浮选上来，并且有机碳具有吸附金的作用，对提高传统的金浮选回收率和精矿品位以及金的氰化浸出率极为不利。 

毒砂颗粒结晶程度较高，呈自形的规则菱形尖角状或针柱状散布在脉石中，或半自形晶—它形晶粒状密集嵌布于脉石中，部分与黄铁矿共生。部分金与毒砂毗邻伴生于脉石颗粒中。 

毒砂的粒度分布在0.001-0.04mm，粒度大部分都在0.02mm以下其中小于0.01mm的占71.4%，且该粒度范围内大部分粒度<0.004mm。毒砂是一种中等稳定的矿物，只有在强碱性和还原环境中才稳定。研究指出，在酸性和氧化环境下，毒砂的氧化速度是黄铁矿的100倍。毒砂一旦被氧化，就会释放Fe、As、S等元素。其中需特别注意的是As和它的价态。砷在水溶液中以As(Ⅲ)和As(V)为主。砷是一种有毒元素，其毒性与价态有关。亚砷酸的毒性是砷酸的60倍。 

根据相关研究报道，黄铁矿与毒砂的浮选分离，采用的主要工艺方法有：(1)石灰硫酸铜法；(2)石灰铵盐法；(3)氧化法；(4)碱法；(5)亚硫酸盐法等。其中以氧化法抑砷浮硫工艺研究报道居多。 

氧化法的主要原理是：毒砂和黄铁矿都属热力学不稳定体系，易氧化，但在中性或弱碱性介质中，毒砂比黄铁矿的氧化速度快、氧化程度深；毒砂深度氧化后，其表面形成牢固的AsO₄^3-亲水氧化薄膜，失去可浮性；而黄铁矿的适度氧化却有利于浮选，其表面的氧化产物也易脱落，同时在表面有S⁰析出，疏水性增大。根据这一特点，通过选用合适的氧化剂进行选择性氧化，使黄铁矿和毒砂达到不同的氧化程度，增大两者可浮性差异，从而实现选别分离。 

但是这种传统的浮选法，对于包裹在脉石中的细颗粒金的作用较小，金难以分离出来，回收到的金含量少，同时砷含量较高，毒砂的粒度总体较细，大部分粒度仍小于0.02mm、使选冶难度加剧，硫砷相互间的亲和力特别强，伴生关系非常密切，无法分离。 

发明内容

本发明的目的是提供含砷高硫高钙细颗粒难处理卡琳型金矿电化学脱砷方法，利用电化学多种电极反应综合运用，将经过粉碎之后的矿石进行分子破碎，将矿石中的砷、硫分别转化分离，即利用氧化还原剂在电化学的作用下，将毒砂中的有毒的砷（如As₂O₃）转化为无毒的砷酸盐，从而将砷从矿石中脱离提取处理，这样既排除氰化物的危害，解决了卡琳型金矿难以采选冶炼的瓶颈，还将提高金的回收率和资源利用率。 

本发明的技术方案： 

含砷高硫高钙细颗粒难处理卡琳型金矿电化学脱砷方法，它包括如下步骤：