黄金提取技术研究进展

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文章编号:1001-4764(2000)02-0108-04

黄金提取技术研究进展Ξ

王忠卫, 王世颖, 张书圣

(青岛化工学院应用化学系,青岛266042)

摘 要:对国内外黄金提取技术与研究状况作了综述,引用文献43篇。

关键词:金;贵金属;金矿;综述

中图分类号:TF831 文献标识码:A

金是稀贵金属,地壳中平均含量约为3×

10-9g・mL-1,低品位矿藏的平均品位仅约为3×

10-6g・mL-1。近些年来,我国大多省、自治区都

发现有金矿。在高额利润的刺激下,人们热衷于

开采高品位金矿,大量低品位可开发利用之金矿

被白白丢弃;另外我国金矿种类复杂,有易处理的

石英脉氧化矿和难处理的含铜铁氧化矿石,以及

含重金属的硫化矿石,也有部分碲金矿和砷锑矿,

含碳质金矿等,受提金方法的限制,对各种类的金

矿人们不能采用相应黄金提取技术,产生了大量

含金量不低的尾矿。建方方等[1]对我国十五个

浮选厂的废矿进行随机抽样分析,发现这十五个

浮选厂废矿中含金量平均在4.0g・t-1左右,远超

过美国对黄金开采的最低品位极限0.7g・t-1。

随着大量富矿的开采和入选品位逐年下降,

以及受资源的限制,从低品位矿和废矿中提取黄

金的技术显得日益重要,如果能发明一种快速、高

效的提金方法充分利用废矿和低品位金矿,将具

有明显的社会效益和经济效益。

1 国内外目前黄金生产和研究状况

111 国内外的提取黄金技术

从含金矿石中提取黄金,多少年来混汞和氰

化是主要方法。由于这些方法存在环境污染问

题,长期以来,人们一直在寻找一种低毒、高效的

提金方法来代替有剧毒的氰化法和混汞法。所提

出的方法技术上尚不成熟或者成本较高,至今尚

未在工业实践中广泛应用。下面将几种方法做一

下比较。11111 混汞法

将含金矿石与汞混合碾磨,自然金溶解于汞

中,将汞蒸发即得粗金。混汞法提取金收率为

50%~60%。但混汞法对碲金矿、砷锑金矿不适

合。其优点是设备简单,成本低,效率高,对高品

位金矿处理比较适合。

11112 氰化法(碱浸法)

对磨细矿石用氰化钠溶液浸泡并通入空气,

加入生石灰或氢氧化钠调节pH值在11~13之

间,使金粒溶解于溶液中。溶液分离后用锌丝置

换,得沉淀并用酸洗得粗金。氰化法提取黄金收

率高,达90%以上,成本较低,设备简单,易适合

混汞后的尾矿和含金品位在5~20g・t-1的矿石

处理。缺点是毒性大,对含砷、含碲金矿难以氰

化,对碳质金矿和含铜量高金矿收率也很低。

111

13 硫脲法

将磨细矿石用硫酸调节pH=1~2,加入硫脲

和氧化剂硫酸铁,使矿石中金溶解,然后溶液用铝

丝或锌丝转换,所得沉淀再酸洗即可得粗金。硫

脲法主要用于处理碳质金矿和高砷、金精矿,分别

获得93.8%~94.8%及95%~99%的浸出率。

其优点是毒性小,对铜、锑、砷等元素不太敏感。

浸出速度快,约为氰化法的5倍,尤其适合于低品

位金的浸出和浮选精矿及尾矿。缺点是药剂用量

大,与氰化法相比不经济。

11114 细菌浸出法

主要是用微生物氰化分解硫化物、砷化物和

锑化物,以提高金、银的氰化收率,使用硫化亚铁

硫杆蓖菌处理毒砂后氰化,可使金的提取率大幅第21卷 第2期

2000年6月 青 岛 化 工 学 院 学 报

JournalofQingdaoInstituteofChemicalTechnology Vol.21 No.2

June.2000

Ξ收稿日期:2000-01-08 基金项目:山东省青年科学基金资助项目(Q99B16) 作者简介:王忠卫(1973~),男,在读硕士度提高(由直接氰化的30%~50%提高至89%~

98%)。主要问题是,自养微生物时间过长,动力

消耗惊人,异养则营养料量大且价格昂贵,影响了

在贵金属方面的应用。

11115 多硫化物法硫代硫酸盐在美国曾用在处理含金硫化铜金

精矿,金浸出率为90%。用多硫化物浸取含金硫

化金精矿在我国已有研究,金的浸出率可达

93%。最近,张箭等提出一种新型无氰提金技术

———石硫合剂法从高铅金精矿中浸出金,采用二

段浸出工艺,金浸出率可达99%。但多硫化物法

在工业化应用方面尚未取得突破,仍处于厂家开

发阶段。

11116 浮选法

浮选是回收0.84mm金粒的有效方法。国

内不少正规生产的选金厂都已采用浮选。大部分

浮选厂都使用乙基黄药和2号油浮选金矿得金精

粉,金的浮选率为80%左右。近年来,国外研究

了一种新的选矿方法:“油相附聚法”。我国也研

究了“粘附法捕金”。经一个月生产考查,精矿品

位4170g・t-1,尾矿0.079g・t-1,回收率达98%以上。另外,中南工业大学林强等合成了一系列

有机磷酸作捕收剂用于不同种类的含金矿石,取

得了比较好的工业效益和社会效益。

112 国内外黄金提取技术研究状况

回收金的最好处理方法取决于金矿物种类及

金粒度分布特性。金大至金块,小至嵌布于硫化

物的晶格中。包裹于硫化矿或石英脉中的金粒及

化合物通常其60%~80%磨至75μm时才能解

离。由于各国金矿分布不同,生产黄金的偏重点

不同。堆浸法是美国、澳大利亚产金使用的重要

方法,南非仍然是混汞+浮选氰化为主,而欧洲和

亚洲则以浮选法为主要产金手段。80年代以来,

国际对黄金提取技术研究主要集中在如下三个方

面。

11211 难处理金矿中砷、碲等元素的处理

采用细菌预处理工艺[2~6]是当前研究较多

的除去砷、碲等元素的方法。即利用矿质化学营

养菌(chemolithofropyhybacteria)能氧化砷化物

成相应的砷酸盐而释放出金。Pronk等[7]研究了

细菌生长的高效率方法。Balakrishnan等[8]对细

菌的活性和效能进行了实验。Goode从经济角度

对细菌法进行了综述性评价,Cladden等对不同

矿石的细菌预处理过程进行了比较。细菌多采用氧化铁硫杆菌(Thiobacillusferroxidans)。利用生

物氧化(Biox)法提高氰化金收率是近些年来研

究的重要方法之一[9~13]。Sagdiera等人声称[12]

采用生物氧化含砷金矿再氰化,可使金收率由直

接氰化法的65%提高到91%以上。另外,Kinabo

Crispin[13] 提出生物氰化法处理砷黄铁矿,然后选

择氰化提高Au收率。Mihaylov等比较了生物氰

化后用硫脲提金和氰化提金的优缺点。其它除砷

锑的方法也有报道,如通过磺化选择分离砷磺铁

矿[14],焙烧法等。当然,难处理金矿的无氰毒浸

金法研究的较多。如硫脲法[15],聚磷酸盐法[16],

高温氨化法,溴化法,氯化法[17],硫化氢法[18]等。

11212 高选择性浮选剂的研制

浮选法是黄金生产的重要方法之一[19],而浮

选金矿的关键在于捕收剂的选择[19~22]。

MingienePhillipA合成出系列二烃基或二芳基二

硫代磷酸作捕集剂,可以提高Au的浮选率。用

量也比常用药剂低20%~25%。Basilio[23]等采

用一硫代磷酸酯作捕收剂,对含金硫化矿的捕收

效果很好。DiBiase[24]等人合成出次烷基二烷基

二硫代氨基甲酸酯类捕集剂,对黄金具有很好的

捕集性质,可使收率达94.2%。而Klimple[25]等

人使用磺酸类捕集剂(据称为二烷基芳基醚磺酸

盐),浮选含金氧化铁矿,效果很好。Connor[26]等

对金矿浮选进行了综合评述,并指出烷氧基或苯

氧基硫羰氨基甲酸酯和硫脲,二烃基或二芳基一

硫化磷酸酯和一硫代膦酸酯,咪唑和氨基噻吩能

提高黄铁矿含Au中的金浮选的选择性。一硫代

亚磷酸能选择地从碱金属硫化矿中浮选金。另

外,关于混合捕集剂的使用提高金浮选率也有不

少报道[27~29]。美国氰氨公司[30]用黑药与N-

丙烯基-O-烷基硫逐氨基甲酸酯混合使用,浮

选铂族金属、黄金、白银取得良好效果。Bush等

人采用二烷基次磷酸[R2P(X)XH]和复黄药混合

捕集金,收率提高。Singer[28]等人使用黑药

[(RO)2P(S)SM(R=C3~C8)]和烷基二硫代胺基

甲酸盐[N

H(R)C(S)SM(R=C3~C10)]混合捕集

剂浮选含砷、黄铁矿对金浮选效果好。

Solozhenkin[29] 等用KK-89和异丁基黄药混合

捕集金收率比单独使用黄药要高。Andreev等介

绍了单独用丁脲浮选金和丁脲与黄药混合浮选金

的效果,证明混合捕集剂浮选金效果好。此外,关

于活化剂和发泡剂提高金收率的文献也有不少报

道[31~33]。901第2期 王忠卫等:黄金提取技术研究进展 11213 低品位金矿石的提金技术

随着国际黄金价格的不断提高,在利润的刺

激下,各国对低品位金矿和尾矿的提金技术也重

视起来。文献报道,美国内华州堆浸低品位金矿

石中的金只有0.7g・t-1。而我国堆浸金矿石的

平衡点为1.59g・t-1。对低品位金矿石的提金技

术研究主要偏重于降低成本,提高金收率,简化工

业,减少投资等方面。

目前,堆浸法[34,35]是研究较多的一种低品位

金矿提金工艺。由于其设备投资少,工艺简单,已

经大规模工业化生产,现已成为美国和澳大利亚

产金的重要手段。采用生物浮选法[36~37]从尾矿

或低品位金矿石中提取金也研究的较多

。An2

dreev[36]等利用生物浮选处理低品位矿替代氰化

法,可以使金的收率提高15%~18%。泡沫浮选

法是富集低品位金矿和富矿尾矿的常用方

法[38~40],而且泡沫浮选的关键在于化学问题,而

不是工艺问题[41]。采用适宜的捕集剂、抑制剂、

调整剂和发泡剂等可以改善浮选的选择性[26]。

Aragua等从工艺上将金矿浮选流程与其它方法

进行了比较,说明了浮选法具有工艺简单,设备投

资少等优点。另外,也有关于细菌氰化低品位金

矿石的报道。

从矿石中提取黄金一般都要经过采矿→矿石

粉碎→磨细筛分→浸出→回收→精炼等工序,而

技术的关键在于浸出这道工序。结合我国实际情

况,废矿目数85%以上为200目的粉末,不需要

经过矿石粉碎和磨细筛分这二道工序。如何将矿

石中大约4g・t-1的金浸出提取,是提取金研究的

主要方向。常用的浸出工序有氰化法、硫脲法、水

氯法、多硫化物法等。其原理是将矿石中的金变

成络合物如Au(CN)2、Au(SC(NH2)2)+、Au2

Cl-14、AuS1-nn等。使其溶解于水溶液中与矿石分

离。常用的回收工序有:锌置换、炭吸附、离子交

换、浸渍树脂、萃取等方法。

2 前景展望

自从浮选法首先在工业上获得应用以来,经

历了表层浮选法,泡沫浮选法,优先泡沫浮选

法[42]和浮选药剂[43]的发展等阶段,经历了70余

年,至今还没有找到最优良的药剂和最恰当的浮

选条件。理想的方法应该是一种药剂对某种矿物

有特效,过程中加入它后就能将这种矿物浮选出

来。第二种药剂则对另一种矿物有特效,就能用以产生第二种精矿,以后依次类推。随着资源的

贫乏,迫使矿物原料处理的扩大及物料性质逐渐

恶劣。为了提高复杂共生矿物的分离精度,对浮

选法和浮选药剂要求具有更高的选择性。

参 考 文 献

[1] 建方方1浮选剂和萃取剂研究———从废矿中提取黄金[D]1

南京:南京大学,1999

[2] Mihaylov,BogidarVetal.Goldrecoveryfromalow-grade

oreemployingbiologicalpretreatmentincolumns[J]1Biohy2

drometalTechnolProcIntBiohychrometalSymp,1993,(1):

499~511

[3] MonroyMetal.Heap-bioleachingofsimulatedrefractory