金矿石的处理技术

金矿石的处理技术

赵福刚

(中钢集团马鞍山矿山研究院)

摘要：叙述了金矿的基本性质以及国内的分布情况，对金矿石的一般处理工艺进行了叙述，特别是对国内外处理难选冶金矿石的技术情况进行了综述，并就金矿石的选别技术发展提出了一些建议。

关键词：金矿石 性质 选别技术

1.金的基本性质

金为化学元素周期表中的IB族元素，纯金为金黄色，具有耀眼的光泽，白光下反射率达到74%。金具有良好的延展性1g纯金可拉成350mm长，直径0.00434的细丝，或压成厚度为0.23×10-8mm的金箔。金的化学性质非常稳定，由于金的电离势高，难以失去外层电子成正离子，也不易接受电子成阴离子，故其化学性质稳定，与其他元素的亲和力微弱，金在低温或高温时均不被氧所直接氧化，常温下金与盐酸、硝酸、硫酸不起作用，但能溶于王水，能使金溶解的还有氰化物溶液，硫氰化物溶液，硫脲溶液，硫代硫酸盐溶液，碱金属的硫化物也会腐蚀金，生成可溶性的硫化金。自然界中金的离子化合物很少，多呈金属状态存在，金具有亲硫性，常与硫化物如黄铁矿、毒砂、方铅矿、辉锑矿等密切共生，易与亲硫的银铜等元素形成金属互化物；金具有亲铁性，经常与亲铁的铂族元素形成金属互化物；金还具有亲铜性，它在元素周期表中，占据着亲铜和亲铁元素之间的边缘位置，与铜、铁属同一列族。因此在自然界中赋存的自然金很少，多以与银、铜、铅、锌、铁等元素形成共伴

生化合物存在。

2. 金矿石在国内的分布情况

我国的金矿资源比较丰富，基本上每个省都有黄金资源，探明矿区1265处，总保有储量4265吨，资源储量1159.1t，保有储量787.4t，居世界第7位。我国已经发现的金矿物有38种，若包括亚种和变种则达46种，据全国矿产储量汇总表统计，1996年末，其中岩金2515.8t,占59%，砂金557.42t，占13.1%，共伴生金1191.56t，占27.9%。我国金矿资源分布广泛，除上海市、香港特别行政区外，在全国各个省（区、市）都有金矿产出。我国黄金资源在地区分布上是不平衡的，东部地区金矿分布广、类型多。砂金较为集中的地区是东北北部边缘地带，中国大陆三个巨型深断裂体系控制着岩金矿的总体分布，长江中下游有色金属集中区是伴（共）生金的主产地。金矿主要分布在9个成矿区：A 东北北部砂金矿区。主要有黑河、乌拉噶和桦川一带的砂金矿，属于河流冲积砂矿。 B 燕辽金矿区。包括吉林东部及河北北部的一些金矿床。大部分为产于前震旦纪的片麻岩，片岩及花岗闪长岩中的含金石英脉矿床。C 山东金矿区。 这一带地区金矿储量和产量均居全国第一位。D 东南地区金矿区。包括湘、桂的脉金，多为板溪系的矿化板岩和边溪亚群中的含金石英脉，该地区金矿较多，但规模小，主要是湘西金矿。 E 秦岭-祁连山金矿区。该地区矿脉成群、品位高、多金属共生为起特点。代表性的矿山有秦岭、文峪、潼关等金矿。F 西南地区金沙江流域及四川盆地的一些河流的阶地砂金矿区。G 台湾金矿区台湾金矿主要有基隆串筋砂金矿、瑞芳金矿、金瓜山金矿、牡丹坑山金矿。H 新疆金矿区。新疆北部以及阿尔泰山区的西南部脉金和东南地区的砂金。 I 西藏金矿区。主要集中在雅鲁藏布江以南各支流两侧的阶地之中。具体到主要省份有黑龙江乌拉噶、大安河、老柞山、呼玛；吉林省夹皮沟、珲春；辽宁省五龙；河北省张家口、迁西；山东省玲珑、焦家、新城、三家岛、尹格庄；河南省文峪、桐沟、金渠、秦岭、上宫；广东省河台；湖南省湘西，云南省墨江；四川省东北寨；青海省斑玛；新疆维吾尔自治区阿希、哈密等金矿。

3. 金矿石的一般处理技术

我国的金矿类型繁多，成矿的地质条件各异，主要产生于破碎带蚀变岩型、石英脉型及火山-次火山热液型三者约占金矿总储量的94%。因此形成的我国金矿产资源所具有的特点：（1）矿床类型多，但缺少世界级的大型矿床；（2）大型、特大型金矿床少，中小型金矿床多；（3）资源分布广泛，储量相对集中；（4）金矿床中富矿少，中等品位多，品位变化大，贫富悬殊；（5）伴生金储量占有重要位置；（6）金矿成矿时代广泛，可以形成于各个地址时期。金矿资源的分类很多，一般根据选矿实际情况，将金的矿石划分为贫硫化物金矿石，多硫化物金矿石，含金多金属矿石，含蹄化金金矿石，含金铜矿石。对于叶片状、鳞片状及板状金易于用浮选以氰化法回收，而不宜用重选或混汞；粒状和球状金则适于重选和混汞，却不利于浮选；金主要嵌布在硫化矿物中，特别是嵌布在黄铁矿、黄铜矿中最多，在矽卡岩型铜铁矿床中，黄铜矿是金的主要富集矿物，而在金矿床中黄铁矿又往往是金的富集矿物。

根据各类型矿石的特点，采用重选、混汞、浮选、氰化、硫脲、炭浆和树脂吸附等技术中的一种或多种综合性的工艺进行选别金矿石。

3.1 一般金矿石的选别技术

3.1.1 重选。

3.1.2 混汞法。

3.1.3浮选法选金。

3.1.4氰化法提金。

3.1.5 氰化炭浆法提金。

3.1.6 堆浸法。

3.1.7硫脲法提金。

3.1.8 溴化提金。

3.2． 难选金矿石的选别技术

一般金矿的难选冶程度划分为四级，即采用常规选冶方法金的浸出率小于50%的为难选，50%~80%为一般难选冶矿石；80%~90%的较易选冶矿石；90%以上的为易选冶矿石。我国难处理金矿资源比较丰富，现已探明的黄金地质储量中，约有1000吨左右属于难处理金矿资源，约占探明储量的1/4。这类资源分布广泛，在各个产金省份中均有分布。其中，贵州，云南、四川、甘肃、青海、内蒙、广西、陕西等西部省份占有较大比重，辽宁、江西、广东、湖南等省区也有较大的储量。难处理金矿资源大体分为3种主要类型：第一种为高砷、炭、硫类型金矿石，在此类型中，含砷3%以上，含炭1%-2%，含硫5%-6%，砷在金矿石中以硫化物形式存在，且极易溶于碱性氰化液中；硫离子达到一定程度后生成的硫化亚金薄膜阻碍了金的溶解，矿石中含有劫金炭。用常规氰化提金工艺，金浸出率一般为20%-50%，且需消耗大量的氰化钠，采用浮选工艺富集时，虽能获得较高的金精矿品位，但精矿中含砷、炭、锑等有害元素含量高，而给下一步提金工艺带来影响。第二种为金以微细粒或显微形态包裹于脉石矿物及有害杂质中的含金矿石，金被包裹在含砷硫化物中隔断了浸出剂与金的接触。在此类型中，金属硫化物含量少，约为1%-2%，嵌布于脉石矿物晶体中的微细粒金占到20%-30%，采用常规氰化提金，或浮选法浮集，金回收率均很低。第三种为金与砷、硫嵌布关系密切的金矿石，其特点是砷与硫为金的主要载体矿物，砷含量为中等，此种类型矿

石采用单一氰化提金工艺金浸出指标较低，若应用浮选法富集，金也可以获得较高的回收率指标，但因含砷超标难以出售。`

针对以上特征，解决难选冶金矿资源这一难题一般从以下三方面入手：

第一、氰化提金之前先进行预处理，将金矿中伴生的主体矿物氧化分解，使被包裹的金解离暴露出来，同时，也将一些干扰氰化浸金的有害组分除去；第二、通过添加某些化学物质或试剂，以抑制或消除有害组分对氰化浸金过程的干扰达到强化浸出的目的；第三、寻找新的高效的或无毒的浸金溶剂，取代氰化物彻底解决环境污染问题。

国内处理难选冶金矿石的技术主要还是一些常规的方法，从开发利用的方式上来讲，大体上分为两类，一类是通过采取预处理技术或强化浸金措施实现的就地产金方式；一类是采用浮选或其他工艺富集的方式产出难选冶的金精矿。只是在具体使用上对选别过程进行优化。如采用磨浸机边磨边浸提金工艺处理难浸金矿石，山西省五台县殿头黄金冶炼厂就采用了TW-25塔式磨浸机作为超细磨以及强化浸出设备；此外，还有把矿浆中充空气改为充氧气以提高矿浆中氧的溶解浓度强化氰化浸出，改善浸出效果的方法即富氧浸出提金工艺（CILO）工艺，该工艺在国内已经被广泛使用，，富氧浸出工艺只要8~16h就能得到与炭浸工艺（CIL）24h相当的浸出指标，金浸出率一般可提高1%~3%，可降低氰化钠用量10%~30%，从而提高浸出设备处理能力一倍以上，节省了建设投资，降低了生产成本。常用的 实践证明；氰化提金工艺比较成熟，回收率高，对矿石适应性比较强，所以氰化物至今仍是一种理想的浸出剂，氰化浸出仍是当今最重要的应用最普遍的提金方法，但氰化提金工艺的废水废渣处理环保要求较高，对地处人口稠密地区不能或不宜采用氰化- 炭浆提金工艺，可以采用硫脲浸出-炭浆法提金新工艺，但由于硫脲耗量大以及浸出后段处理存在问题而制约了该工艺的进展。

国外已经开发应用或正在研究的预处理金矿石技术主要有焙烧工艺、热压氧化工艺、细菌生物氧化工艺、化学氧化工艺及氯化法和含氟化物的表面活性剂浸出法等。其中焙烧氧化，热压氧化和细菌生物氧化这3种预处理工艺已成为难处理金矿石加工的基本工艺技术。

3．2．1焙烧氧化工艺：

3．2．2热压氧化法工艺：

3．2．3细菌生物氧化工艺：

3．2．4其他工艺：

从以上这些选冶技术可以看出金矿石选别的发展方向，针对普通金矿石的一般选别技术，主要是对其工艺进行优化，采用先进的高效的设备，以及采用新型的无毒高效的选别药剂等方向的研究；对难选别的主要关键还在于预先氧化分解或预选除去碳质物的“劫金”性，因此所谓的难选冶技术核心就是指预处理技术。如何通过预处理来达到分离溶解杂质的目的则是研究的关键，对于难处理的含砷金矿石目前国内外主要的几种预处理技术大体上是针对高品位金精矿或原生矿石，而对低品位金矿石而言就不得不寻求更加经济合理和有效的工艺和方法，比如采用助浸剂。常用的助浸剂有H2O2，Na2O2，CaO2，BaO2，KMNO4，O3，CaClO3等化学氧化剂，利用这些氧化剂的活性可以使氧化剂在加入氰化溶液中后，可以消除有害杂质的影响，对金的浸出具有强化促进作用，此外像水玻璃、六偏磷酸铵，硝酸铅以螯合物型非氧化剂助浸剂也能显著改变浸出效果。因此针对国内黄金选冶的现状建议加强以下方面的研究：（1）加强选别设备的研究，大型化、高效。改进现有的装备引进并吸收消化国外先进设备齐头并进；（2）加强浸金药剂的研究，寻找高效无毒药剂的研究，加强浸出条件的研究，包括助浸剂，浸出设备，浸出条件，缩短浸出时间，完善浸出制度；（3）加

强生物浸出工艺的研究，寻找更加有效的浸金菌种，环保又高效率；（4）针对矿石性质，金颗粒的赋存特征，加强磨矿细度研究，优化选别工艺流程；（5）根据焙烧机理，创新更多更有效的焙烧工艺。