難處理金礦的生物預氧化技術及工業應用

臧 宏

（廣西賽可昱新材料科技有限公司，廣西壯族自治區 防城港 538000）

黃金是一種非常重要的金屬，其可以用作儲備、投資、電子業、首飾業、現代通訊等行業中。直到2013年，世界黃金的總產量約為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處理技術包括焙燒氧化、壓熱氧化、生物氧化、化學氧化等，其中生物預氧化技術是比較成熟的一種技術。

1 難處理金礦以及生物氧化技術概述

1.1 難處理金礦概述

金具有親硫、親氧的化學性質，因此在礦石中可以形成各種各樣的形態，并且還會存在一些伴生元素。隨著人們對金礦資源的大力開采，易處理的金礦數量大量減少。難處理金礦中含有的黃金已經占到世界黃金儲量的一半以上。難處理金礦主要是傳統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，其內部的金形態為固溶體。第二種是含碳型金礦，其中含有一定數量的無機碳和有機碳等碳質物。碳質物的活動較高，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，從而產生貴液浸吞的情況。第三種是粘土型金礦。使用生物預氧化可以改變載金礦體的性質，進而解離出包裹金，從而保證后續氰化處理的順利進行[1]。

難處理金礦石難浸的主要原因：包裹物理的機械包裹、化學的晶體固熔體和化學覆蓋膜，從而造成氰化物不能與金礦物接觸；耗氰耗氧物質的存在，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 生物氧化預處理技術概述

生物氧化技術主要是通過細菌來浸出氧化鐵、砷、硫等元素，暴露出被包裹的金，從而為后續的氰化處理提供條件。我國黃金工業產生中最早使用生物氧化技術是在20世紀80年代，并且就是用于難處理金礦的處理。經過不斷的發展，生物氧化技術也得到了實踐應用，我國很多企業都開始使用生物氧化預處理技術。

2 生物預氧化處理典型工藝工業應用

2.1 BIOX處理工藝的工業應用

20世紀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試驗廠以及首座細菌氧化廠，同時將使用的細菌氧化工藝命名為BIOX工藝。后來開始向全球范圍內進行此工藝的商業轉讓。20世紀90年代，巴西某金礦將BIOX處理工藝應用到金礦氧化處理車江中，后來又被澳大利亞兩個企業使用。目前世界上規模最大的BIOX氧化廠位于烏茲別克斯坦，其日處理能力已經能夠達到1000t左右。

BIOX處理工藝使用的細菌種類被嚴格保密，但是普遍認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。其比例根據礦石的成分不同而有所調整。此技術處理的過程中，首先會對金礦進行磨礦處理，然后將其放入到細菌氧化槽中，氧化槽的數量較多，這樣能夠保證細菌可以在單槽內具有最夠多的停留時間，進而使細菌可以正常繁殖，也不會使礦漿流出現短路的情況。一般情況下，還需要冷卻礦漿，從而保證細菌的生存溫度適宜，溫度通常在40℃左右。冷卻的方式為蛇形管水冷卻。BIOX生物氧化技術的關鍵就是合理的充氣，并且保證彌散度較高。

2.2 Bac Tech工藝的工業應用

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

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

2.3 MINBAC工藝的工業應用

MINBAC工藝是國際著名的三家礦業工藝聯合開發的，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都有著豐富的經驗。當前，已經建立了一座中間試驗廠來用于半工業試驗。南非英美公司某金礦建立了氧化廠，使用的細菌為氧化鐵螺旋菌和氧化亞鐵硫桿菌。此工廠通過試運行來獲得有關冷卻、充氣、混合等過程的比擬放大參數以及動力學參數。

2.4 Geobiotics工藝的工業應用

Geobiotics公司一直都致力于生物氧化難處理金礦的經濟效益以及工藝創新的研究。Geobiotics工藝結合了生物氧化技術中的原礦堆浸工藝和攪拌浸出的優點，并且將這兩種工藝的缺點排除。相對于生物攪拌浸出技術來說，Geobiotics技術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到70%，而黃金的回收率最高可以達到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作用。回收精礦包覆層時可以使用碳浸、水洗或者一些氰化方式。生物氧化的過程中，支撐礦物會逐漸降解和磨損，從而有利于金的氰化回收。

3 結語

生物氧化技術對難處理金礦的處理有著重要的作用，其可以使用細菌將金粒暴露出來，進而為后續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在工業應用中發揮重要的作用。