黄金冶炼生产工艺现状及发展

陈芳芳，张亦飞，薛 光

(1.中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程实验室，湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室，北京 100190；2.中国人民武警部队黄金第七支队,山东 烟台 264003)

黄金冶炼生产工艺现状及发展

陈芳芳1，张亦飞1，薛 光2

(1.中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程实验室，湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室，北京 100190；2.中国人民武警部队黄金第七支队,山东 烟台 264003)

黄金冶炼行业发展十分迅速，不断有新的生产技术和工艺涌现。文中主要阐述了黄金冶炼生产工艺中的选矿、预处理、浸出、提取与回收、精炼等过程单元的技术现状与发展，同时分析了各个过程单元中主流工艺的特点。

黄金；冶炼；生产工艺；现状；发展

黄金是制作首饰和货币的重要原料，素有“金属之王”之称。据中国有色金属工业协会统计，2008年我国黄金产量超过282 t，居世界第一。据中国黄金协会统计，2009年我国黄金生产量为313.980 t，比上一年增加31.973 t，同比增长了11.34%，其中，矿产金261.051 t，同比增长11.84%，有色副产金52.929 t，同比增长8.93%。从目前情况来看，含金矿石仍然是我国黄金冶炼生产的主要原料，最重要的副产金来源则是有色重金属电解阳极泥、银锌壳和硫酸烧渣中的金（由于这些原料成分较为复杂，工艺差别较大，本文不涉及此方面内容）。

随着科学技术的发展，黄金的用途越来越广，消耗量越来越大，易处理金矿石日益减少，品位低、细粒浸染、杂质含量高、难处理的金矿石已成为我国黄金生产的主要原料。因此，如何最大限度地开发利用黄金矿产资源，构建环境友好型先进生产工艺，促进黄金产业可持续性发展，成为亟需解决的艰巨课题[1]。

目前，黄金生产工艺主要包括破碎/细磨、选矿、预处理、浸出、提取与回收、精炼及“三废”处理等过程单元。由于金矿石性质的不同，生产工艺会有一定的差别，图1为黄金生产工艺的简单流程图[2]。

图1 黄金生产工艺简单流程图

1 选矿工艺

1.1 重选法

重力选矿是主要的选矿方法之一，具有无环境污染、生产成本低、适应面广、能耗低等优点，是砂金矿的主要选矿方法。然而，重选法对细粒金的回收率并不高，很少单独使用在脉金矿山的选矿厂中，但作为辅助工艺也被广泛应用。

选矿机是重选法的核心设备，其中以尼尔森（Knelson）选矿机[3]为典型代表。该机是基于离心作用产生的高倍“强化重力”和流态化水松散富集床层的有机结合，是一种高效离心选矿设备。尼尔森选矿机离心力被确定为60倍重力加速度，在高倍强化重力场内，不同密度矿物之间的重力差别被极大放大使得矿物间很容易分离；另一方面，专利的流态化水松散床层不断吐轻纳重，有利于富集比的提高。目前，世界上已有70多个国家使用共计2 700多台尼尔森选矿机，均取得了好的选矿指标。

1.2 浮选法

现在普遍应用的浮选法实质上是泡沫浮选法，在矿浆中添加化学添加剂，经强力搅拌后产生气泡，并将相关矿物附着在气泡上从而达到分离的目的[2]。由于金粒表面的疏水性，该法对不易用重选法或混汞法回收的细粒金具有明显的优势。

捕收剂是浮选法的关键，常用的捕收剂有丁基黄药、戊基黄药、丁胺黑药等，但单一使用这些捕收剂存在选择性较差和对单体金捕收能力不强等问题[4]。实践证明[5-7]，几种药剂联合使用可以提高金浮选的回收率，例如丁基黄药和丁基铵黑药联合使用浮选山东莱山金矿，丁基黄药和戊基黄药联合使用浮选吉林某金矿（黄铁矿为主）和陆院沟金矿，均比使用单一浮选药剂有更好的金回收率。

随着对浮选工艺研究的不断深入，分批给药、饥饿浮选、阶段磨浮、泥砂分选、加温浮选、分支浮选以及双回路循环浮选等工艺在工业上都得到了应用。如充气苏打法浮选金砷矿石已在贵州烂泥沟金矿、辽宁沙窝沟金矿进行了工业试验，均获得了浮选回收率大于90%的理想指标。

1.3 混汞法

混汞法是指在矿浆中，金粒被汞有选择性的润湿并形成合金（汞齐），与其他金属矿物和脉石相分离的选金方法，是一种古老而又普遍应用的选金方法，在黄金生产工业中占有很重要的地位，二十世纪50年代，其提金量占世界金总产量的28%～40%。

混汞法提金具有过程简单、操作容易、成本低廉等优点，尤其受到技术水平不高的大多数乡镇和个体金矿企业欢迎。但该法存在对环境污染严重，综合回收率低，资源浪费严重等一系列的问题。李德钧等[8]对联合混汞法回收金进行了长期研究和实践，考察了添汞次数、时间、汞-金加投量等因素的影响，经过改进，提高了混汞板的效率，混汞提金回收率由原来的55%左右提高到63%左右。

1.4 煤-金团聚法（CGA）

煤-金团聚法是一种新兴的选矿工艺，具有流程简单、易控制、富集金品位高、回收率高等优点，对低品位金矿、老尾矿及细粒金矿等具有良好的回收效果。采用煤金团聚提金技术提取砂金，不仅可充分发挥浮选有效地回收微细粒金的优势，还能解决浮选不能回收粗粒金的缺陷，因此，该技术成为混汞法的主要替代方法。其提金过程[9]是：首先用油将亲油性的煤浸润形成煤-油聚团；然后在一定酸度和充分搅拌条件下，煤-油聚团选择性循环吸附新鲜矿浆中金直至很高的载金量；最后载金团聚体与矿浆分离，达到提金的目的。

对我国大多数混汞-浮选厂来说，用CGA法取代混汞或直接将浮选工艺设备改造成CGA法吸附装置，建成CGA工艺提金厂，其潜在应用价值很大。采用CGA法处理低品位金矿时，载金团聚物富集金的能力可达1～5 kg/t；处理高品位金矿时，富集金可达 10～15 kg/t，金回收率为 62～95%[10]。有研究表明，煤金团聚提取砂金可以获得金回收率95.53%、富集比2300倍的良好指标[11]。

1993年新疆化学研究所提出了“CGA富集金-焙灰催化氯化法提金”工艺，与哈密金矿联办了50 t/d试验厂进行工业试验，并于1994年在山东招远市玲珑镇建成了一座25 t/d示范厂[12]。尽管目前较大型的CGA选冶厂未见有报道，但随着国内外环保法规的逐渐趋紧，无污染提金和无氰浸金技术越来越受到重视和发展，CGA工艺将有更广阔的发展空间。

2 预处理工艺

随着金矿的大规模开采，容易选别的金矿资源日趋枯竭，开发利用微细粒嵌布、含高砷高硫的难浸金矿是我国黄金选矿的一大趋势。对难浸金矿需要进行预处理后再氰化浸出，主要目的是使包裹金矿物的硫化物氧化并形成多孔状物料，使氰化物溶液更容易与金接触，而且还可除去砷、锑、有机碳等妨碍氰化浸出的有害杂质或改变其理化性能。

2.1 焙烧氧化法

焙烧是在适宜的气氛和低于矿物原料熔点的温度条件下，使矿物原料中的某些组分发生物理和化学变化的工艺过程。在氧化焙烧过程中，包裹金的金属硫化物矿氧化破坏，变成金属氧化物和二氧化硫等气体，包裹中的金被释放出来。该法主要用于黄铁矿、砷黄铁矿、有机碳等载金矿物的预处理，特点是适应性强，操作费用相对较低。但是该工艺对操作参数和给料成分比较敏感，容易造成过烧或欠烧，欠烧时矿石中的含硫和含砷矿物分解不充分，过烧时焙砂出现局部烧死，焙砂的孔隙被封闭形成二次包裹，从而导致金的浸出率下降。

对于含砷＜0.2%、含铜＜3%的金精矿，国内黄金冶炼厂通常采用一段氧化焙烧，金的氰化浸出率可达到94%～96%。对于高砷（3%～4%）黄铁矿型难处理金精矿，焙烧时在氧气不充分的情况下，砷以As2O3的形态挥发，烧渣以Fe3O4为主；在氧气充分的情况下，砷以As2O5的形式存在，烧渣以Fe2O3为主，As2O5会与Fe2O3、PbO、CuO等生成难挥发的砷酸盐留在烧渣中，这些砷酸盐会造成金的二次包裹，影响金的氰化浸出[13]。因此高砷金矿通常采用两段焙烧技术处理，将矿石在不同温度和氧气气氛下焙烧，以达到充分脱砷、脱硫的目的。一段焙烧沸腾炉在弱氧还原气氛和较低温度下焙烧，脱除矿石中全部砷和少部分硫；二段焙烧在富氧氧化气氛和较高温度下进行，进一步除去烧渣中的硫。这样处理后金的氰化浸出率通常能够达到88%～90%，不过渣金中金的含量仍高达3～5 g/t，如何进一步提高此类高砷金矿中金的回收率，是亟待解决的一大难题。

山东国大黄金股份有限公司是我国第一家采用两段沸腾焙烧处理含砷金精矿的黄金冶炼厂，该系统于2002年建成投产，日处理能力200 t，采用浆式进料,金精矿的主要成分为：Au 30～40g/t，Ag＜100g/t，S 25%～30%，As 3%～5%。此外，山东恒邦冶炼有限公司也采用两段沸腾焙烧工艺处理含砷金精矿，引进的瑞典波立登公司的缺氧磁化焙烧工艺[14]。

在焙烧氧化法预处理金精矿的工艺中，银的氰化回收率只有30%左右，目前通过在焙烧中加入添加剂（如NaOH、Na2CO3、Na2SO3等）可以使该工艺中银的回收率提高到70%左右，该方法在国内的黄金冶炼厂普遍采用[15]。

2.2 加压氧化法

加压氧化又称热压氧化，是目前处理难浸出金矿的一种新兴工艺。该法是在较高的温度和压力下，加入酸或碱分解硫化物，使金暴露出来，进而达到提高金氰化回收率的目的。对于黄铁矿、毒砂等酸性或弱碱性物料，多采用酸性加压氧化工艺；而对于碳酸盐含量高、硫化物含量低的强碱性难处理金矿石，则多采用碱性加压氧化工艺。

李锋[16]对新疆阿希难浸金精矿进行了酸性加压氧化-氰化浸金试验研究，考察了各种因素对加压氧化和氰化浸金效果的影响。在适宜的条件下，金的浸出率可达97%以上，比原来直接氰化浸出的浸出率提高14%。薛光等[17]对加压氧化-氰化浸出工艺从酸浸渣中提金进行了试验研究。研究结果表明，利用高效浸金设备氰化浸出4 h，金的氰化浸出率可达97.85%，与常规氰化法相比，浸出时间缩短了32 h，浸出率提高了2.05%，NaCN用量减少了4 kg/t。

加压氧化法具有环境污染小、金回收率高、对有害金属锑、铅等敏感性低、反应速度快、适应性强等优点，但同时也存在对设备材料要求高、投资费用大、操作技术要求高、工艺成本较高、对含有机碳较高的物料效果不好等缺点。

澳大利亚Dominion矿物公司研发出一种超细磨-低温低压氧化难处理金矿石技术，通过超细磨，矿物表面活性提高，氧化温度、压力降低，反应釜材质、防腐问题减轻。该工艺在突破选矿设备的压力和防腐问题后，工业应用前景将会变得更加广阔。我国紫金矿业股份有限公司在贵州水银洞金矿采用碱性热压氧化工艺处理细微浸染性难选冶金矿（卡林型）取得了重大突破，实现了常压加热化学催化预氧化技术应用于工业化生产，2004年产金1.4 t[15]。

2.3 微生物氧化法

微生物氧化法[18]是在酸性条件下，氧化亚铁硫杆菌、耐热细菌或硫化裂片菌等将包裹金的黄铁矿、砷黄铁矿氧化成硫酸盐和砷酸盐使金暴露出来的一种预处理方法，具有对环境污染小，对高砷、高硫、微细包裹型金矿适应性强，工艺稳定可靠，操作简便，投资与生产成本较低等优点，是近年来发展最为迅速的一项高新技术。但氧化周期长、对氧化环境要求严格等问题限制了其进一步推广。

2000年12月26日，我国第一座难浸金精矿生物氧化-氰化提金工艺在烟台市黄金冶炼有限责任公司正式投产，处理规模为50 t/d。中国有色工程设计研究总院进行总体设计和非标准设备设计，长春黄金研究院提供菌种和生产操作条件，完全采用国内设备和仪表。在基建施工和工业设备中培育菌种的时间不足半年的情况下一次投产成功[19]，标志着我国生物氧化提金工艺已经从科研阶段转向工业生产阶段。目前运行稳定的辽宁天利生物氧化提金厂于2002年7月投入生产，日处理量为150 t，金银总回收率达到95%和81%[20]。2006年，江西三和金业采用国内首创的生物氧化-炭浆法在投产10个月后就产金达到600 kg，实现销售收入9 000多万元[15]。

2.4 化学氧化法

化学氧化法是在矿浆体系中添加强碱性或强酸性氧化剂，控制一定的温度，进行氧化反应，使金暴露解离以达到氰化提金的目的。其中，碱浸预处理技术近年来发展较快。我国具有含砷难浸金矿常温常压强化碱浸预处理提金新工艺的自主知识产权[21]，该方法预处理后的金矿，砷脱除率一般在90%以上，脱硫率在20%～40%左右，金浸出率从预处理前的8%～20%提高到93%～98%。辽宁凤城建成了世界上第一条示范生产线，完成了10 t/d工业性试验及生产，表明这一新技术可以高效地回收难处理金矿中的金，工艺具有广泛的普适性。

2003年，贵州某金矿建成了一座300 t/d的化学法碱浸预处理、氰化提金工厂，直接用氢氧化钠氧化分解硫、砷矿物。由于工艺流程简单，防腐问题容易解决，且不需要高温高压，所以基建投资较低。从工业实践情况看，碱浸预处理过程需要消耗大量氢氧化钠，而且预处理时间长、氧耗高，致使电耗高、生产成本相对较高。

夏光祥等[22]研制了催化氧化酸法预处理含砷难处理金精矿工艺，该工艺已在山东招金集团金翅岭矿冶有限公司投入工业化生产，并获得国家技术发明二等奖。

目前，大多数的化学氧化法在试验室研究和半工业试验研究中都能获得良好的效果，但尚需解决许多工程化的技术经济问题以获得更好的工业经济效益。

2.5 微波氧化法

微波因其独特的选择性加热、均匀辐射以及热效率高、能耗低等特点正日益引起人们的重视。研究结果表明[23]，难处理金矿矿浆在有氧化剂NaClO、NaNO3、KMnO4或H2O2存在下进行微波预处理，可以提高金的浸出效果。在矿浆中，金矿中的矿物颗粒在微波作用下产生局部热应力裂纹，暴露出金的表面，增加了金与浸出剂作用的机会。同时矿物中的黄铁矿、砷黄铁矿在微波作用下发生氧化，在矿浆中生成 SO42-和 AsO42-，不会产生As2O3和 SO2气体。而铜则氧化生成可溶性的Cu2+，矿浆过滤后则消除了As和S以及Cu的不利影响，因而有利于金的浸出。利用湿法微波氧化预处理工艺处理难选冶金矿，氰化浸出效果好，同时还能减轻环境污染，降低能耗，有较好的发展前景。

3 浸出工艺

3.1 氰化浸出工艺

氰化法是从矿石、精矿或尾矿中提取金的经济而简易的方法，具有回收率高、对矿石适应性强等一系列优点。早在1846年，Elsner就提出了金的氰化反应方程式：

直到19世纪末，英国人John MacArthur等首次将该反应应用到金的浸出工艺中，并获得了专利。随后，该法被世界上许多国家所采用并逐渐取代了其他的提金工艺，成为湿法提金的经典方法。目前，世界新建提金厂中约有80%以上均采用氰化法。

3.1.1 搅拌氰化法

氰化提金[10]回收率很高，而且可以实现就地产金，避免了由于金精矿长途运输的各种弊端，有利于提高企业的经济效益。但其缺点是氰化物为剧毒药剂，工艺流程长，金的提取速度较慢。为了适应不同类型的含金矿石，提高金的回收率，降低成本，氰化法提金工艺不断革新。开始，由于矿石细磨的成本高，大批矿石连续浸出、脱水和过滤的方法还未研制出来，因此，在氰化法发展的第一阶段是渗滤浸出（或称池浸）。渗滤浸出只适宜于处理粗颗粒矿石，不允许物料中有粘土、矿泥等微细颗粒。因此，在浸出前要将细碎的矿石分级（淘洗），分离矿泥，将粗泥产品（砂）置于浸池中用渗滤法氰化处理。随着湿法冶金设备的完善，矿浆搅拌槽、过滤机、浓密机等不断地研制出来，除了矿砂用渗滤浸出外，分出的矿泥产品可用搅拌槽氰化。随着磨矿、浓缩和过滤技术的进步和提高，氰化浸取转向从微细粒金矿石中提金，开始将全部矿石细磨后在强烈搅拌的槽中浸出。这种方法便称之为“全泥氰化”法。它具有回收率高、浸金速度快、提金周期短等优点，因此迅速得到推广运用。

搅拌氰化法浸金最早使用的是鼓泡空气氧化金，后来随着提金的科学化及人们对氧在浸出中重要性的认识，出现了富氧浸出和液相氧化剂辅助浸出等各种助浸工艺[24-26]，如双氧水或高锰酸钾助浸、氨氰助浸、加温加压助浸及硝酸铅助浸等。

近年来，采用合适的pH调整剂对氰化工艺的加强起到了非常重要的作用。在含铅、铜金精矿直接氰化浸金工艺中，用CaO+NH4HCO3或NaOH+NH4HCO3代替CaO作为调整剂，可以有效地提高金、银的氰化浸出率。这一工艺方法已经在国内黄金冶炼厂推广应用[27,28]。

3.1.2 堆浸法

堆浸法是处理低品位金矿和含金废料的最理想的方法，它的出现给早期被认为无经济价值的许多小型或低品位金、银矿带来了生机，也使从早期采矿废弃的含金废石中提金成为可能。堆浸的基本过程是[29]，将低品位矿石或含金废料等堆放在不透水的地面上，该地面上预先设置有完备的供排水系统，然后在矿堆上喷淋氰化物等浸出剂进行淋滤浸出，浸出后的含金贵液通过管道收集于贵液池中以作提金处理。

堆浸法设备简单，基建投资少，能耗较低，具有较好的经济效益。一般堆浸法基建和设备投资约为搅拌氰化浸金的20%～50%，生产成本约为搅拌氰化浸金的40%。自从1970年美国内华达州卡林第一个堆浸厂投产以来，堆浸技术不断改进提高，如制粒堆浸、环形堆浸台的连续堆浸、山谷充填式堆浸场、滴管喷淋技术等。尽管堆浸法的金浸出率较低，但其对金品位低至0.1～0.3 g/t的金矿也有很好的浸出效果，而且矿堆规模可达到几十万甚至上百万吨级，金的回收率可达65%以上。同时，也可以通过改进制粒和喷淋方法、强化微生物作用、添加强化试剂等多种措施不断提高其浸出率，因此仍有较好的经济效益。

紫金山金矿是以堆浸提金工艺为主的国内采选规模最大的黄金矿山，通过对提金工艺不断地优化，选矿工艺指标不断提高，堆浸浸出率逐年提高，已由50%提高到75%[30]。

3.2 非氰化浸金工艺

氰化浸金工艺由于其经济效益卓绝，工艺成熟和矿石适应性广等优势，备受工业界的欢迎。尤其是近年来，氰化堆浸技术的全球推广，以及氰化新工艺如CIL、CIP、RIP、Kamyr工艺、PAL工艺、强化氰化工艺等的出现，更加巩固了近时期内它在黄金行业中的统治地位。但氰化浸金有一个致命的缺点——剧毒性，很久以来不少学者一直在探索氰化物的替代药剂，提出了多种非氰化法提金工艺，如硫脲法、硫代硫酸盐法、多硫化物法、卤化法、类氰化合物法、生物制剂法、有机试剂法、石硫合剂法以及Haber法等。但这些方法大多只停留在实验室研究阶段，工艺还不成熟，目前还未实现工业上的普遍应用。

4 金的提取与回收工艺

氰化浸出后金的回收，是与金的氰化浸出平行发展起来的一个单元操作，是金生产过程中的关键环节之一。目前，从金贵液中回收金的方法主要有锌置换法、吸附法、电积法、溶剂萃取法等。

4.1 锌置换法

黄金生产厂家最初是使用锌丝来置换回收氰化贵液中的金。该法具有设备简单、操作容易、不耗动力等优点，缺点是锌丝与NaCN消耗量均较大，金泥中锌含量高，设备占地面积大。随着锌置换法不断改进，锌粉取代了锌丝，且置换前脱氧工艺的引入和加入少量的可溶性铅盐，可获得好的回收效果。锌粉置换法中金的置换沉淀速度快、效率高，锌粉用量少，因此相对投资和电能消耗大的锌丝法更具有优势，被更多的企业采用。经过多年的发展，该法已变得非常有效，金回收率一般可达到97.5%，目前仍是广大黄金生产企业回收金的主要手段。

4.2 吸附法

相比于锌粉置换法，吸附法不需要固液分离、洗涤及澄清工序，从而节省了投资和经营费用。适于处理在搅拌槽内的氰化矿泥或细磨矿石和砂粒，这是相比于锌粉置换工艺最为优越的一点。常用于金富集回收的吸附剂有活性炭和离子交换树脂等[31,32]，金吸附到吸附剂上后经过适当的方法解吸，以达到回收金的目的。

4.2.1 活性炭吸附法

活性炭吸附法对活性炭的性能有很高的要求，既要有良好的吸附和解吸金的性能，又要有良好的机械强度和耐磨性能。合适的活性炭载体，活性炭吸附段数，矿浆中活性炭浓度，炭的载金量及转移速度，矿浆与活性炭在吸附槽内的平均停留时间，吸附温度和氰化钠浓度等诸多因素都会影响活性炭吸附金的效率。目前，椰壳活性炭已广泛用于黄金氰化浸出的生产中，它具有吸附容量大、强度好、吸附动力学性能好和易再生等优点。

活性炭吸附法提金工艺按照投入活性炭的阶段可分为“炭浆法（Carbon in pulp，CIP）”和“炭浸法（Carbon in leach，CIL）”两种。CIP法是在金被氰化浸出后向浸出矿浆中投入活性炭，关键技术是从活性炭上脱附金，由于早期缺乏脱附金的有效方法，只能将载金炭焚烧后从炭灰中回收金，但该法成本太高难以工业应用。美国矿务局Zadra教授开创的化学脱附炭上金的方法，使活性炭回收金的设想得以在CIP中实现。随着载金炭的化学脱附方法的改进，南非AARL实验室又发展AARL脱附法。CIL法是在金氰化浸出槽中加入活性炭的一种方法。因为是活性炭的吸附和金的氰化浸出同时进行，而吸附时间大约为浸出时间的五分之一，因此节省了近20%的金回收时间，同时节省了投资和操作费用。但CIL法是在浸出尚未完成时进行的，溶液中金浓度较低，因而吸附效率也低。为弥补不足，CIL法的投炭量一般要比CIP法高约25%。由此看来，这两种活性炭吸附方法各有优劣。在工业生产中，通常是两种方法结合使用，在浸出的某一阶段将活性炭加入浸出槽中，后面的吸附槽级数就可以相应减少。

我国在20世纪80年代开始引进炭浆提金工艺，并逐步推广投入工业化生产。相关方面的研究成果也很突出，包括富氧浸出炭浆法、焙烧氧化预处理炭浆法、边磨边浸炭浆法、超细磨碱预处理炭浆法、氨氰浸出炭浆法、磁性炭吸附炭浆法等各种工艺，根据不同区域的金矿特点选用相应合适的炭浆工艺，能够极大地提高金的回收率。

金被活性炭吸附后就要经过解吸过程实现金的再回收。从载金炭上回收金的方法主要有原始的焙烧法和化学药剂解吸法两种。焙烧法成本高不利用工业应用，而化学药剂解吸法成本较低、解析速度较快，是常用的载金炭回收金的方法。目前常用的解吸剂为氢氧化钠和氰化钠的水溶液，它们对解吸都有促进作用，但在不同的解析工艺中，促使金解吸的作用程度有差异。在常压加热解吸时，解吸液中氰化钠、氢氧化钠的浓度增加，大大提高了金的解吸率，金的解吸速度也有提高，尤其是CN-还能阻止解析下来的金还原沉淀。但是，它们的浓度有一最佳值。随着载金炭解吸工艺的发展，近几年出现了无氰解吸工艺，如加拿大拜尔尼公司的凯恩金矿采用15 g/L氢氧化钠溶液解吸载金炭，取得了与氰化钠相同的效果。我国无氰解吸工艺推广应用较快，许多炭浆厂已采用由长春黄金研究院研制开发的载金炭高温高压无氰解吸电解设备[33]。

4.2.2 离子交换树脂吸附法

吸附法提金的另一种常用载体是离子交换树脂，即树脂提金法（RIP）。离子交换树脂在吸附速度和饱和载金量上都优于活性炭，且从树脂上脱附金也比从活性炭上容易，机械强度高、耐磨损和抗挤压，不易被有机物、黏土所污染，解吸可在不高于60℃的常压下进行，不需要热再生。这意味着在同等规模的树脂浆厂和炭浆厂中，树脂投料量和吸附槽均会减少，解吸设备小，有利于降低投资和生产费用。

常用的树脂为带官能团的聚苯乙烯型树脂，近年来开发了很多不同结构、不同官能团的树脂，如含胍基的鳌合树脂，乙烯氰和乙二胺改性聚氯乙烯得到的含咪唑啉的大孔型树脂，含胺、硫和胺巯基的系列树脂等。我国新疆阿希金矿是国内第一座引进树脂提金技术的大型黄金矿山，树脂提金工艺的浸前浓密、除屑、浸出、吸附和提取树脂等设备，全部使用国内炭浆厂的标准设备。树脂是南开大学化工厂生产的D301G大孔径弱碱性苯乙烯阴离子交换树脂。树脂的解吸采用两段酸洗、硫脲解吸电解工艺。生产实践证明，树脂提金工艺有其技术上的优越性。阿希金矿1995年6月8日建成投产，采选冶生产能力均已达到设计要求，生产指标除调试阶段不稳定外，选冶总回收率已达91%以上，其中冶炼回收率高达99.8%，合质金品位99.9%[34]。

4.3 电积法

电积法提金主要适用于处理金浓度较高的含金贵液，对浓度较稀的贵液不适用，因为在稀溶液中的电流效率很低，而且处理大量的浸出液需要更大的电解槽。

近年来，电积法的主流工艺是钢毛电解法，但随着工艺的发展操作方式已有很大的差别。我国以碳纤维作为阴极材料[35]取代钢毛电解法，具有明显的优点：（1）电沉积后只须将槽盖打开用水冲洗即可使金泥从槽底排出；（2）出金泥时不必拆装阴、阳极，减少了许多操作上的麻烦和金的流失；（3）阴极使用寿命一般可达2～3年，而且取消了阴极盒，降低了材料消耗；（4）金泥不含钢毛，便于冶炼，合质金成色较高。该项目1992年在河北省峪耳崖金矿通过了国家黄金局组织的鉴定，专家评定认为属于国内首创，国际先进水平，同年获国家专利。

4.4 溶剂萃取法

溶剂萃取法从浸出液（或浸出矿浆）中提取有价金属组分在湿法冶金工业中应用很广。金的溶剂萃取只有少数的间接应用，主要在金的化学分析中作为预富集手段，在贵金属精炼中用以使氯化物溶液中 Au(Ⅲ)、Pt(Ⅳ)和 Pd(Ⅱ)的络合物与其他贵金属络合物的分离，而针对大量的含金氰化贵液（或浸出液）的溶剂萃取工业研究进展较为缓慢。在提金工业中最常用的碱性氰化介质中，金的溶剂萃取虽早有研究，但都远未达到工业应用的阶段。其主要原因是缺乏适当的萃取剂，即使有一些能从碱性氰化液中萃取金的有机溶剂，但因氰化液中金浓度过低、萃取剂损失过高不能实际应用。

5 精炼

精炼是一个包括许多工艺过程的系统。由于用于精炼的原料中含有大量的锌、铜、铁、铅等杂质，严重影响从金泥中提纯和冶炼黄金的纯度，故在精炼工序之前必须除去这些杂质。常用的除杂方法主要有硫酸除杂法、盐酸除杂法、硝酸除杂法、控电氯化除杂法、混合铵盐除杂法等。其主要原理都是采用合适的溶剂使金泥中可溶于溶剂的成分溶解，形成可溶性盐，而金不溶解，达到除杂的目的。

除杂后的金泥一般采用火法或湿法进行精炼，其中湿法又包括化学法[36]、溶剂萃取法[37]和电解法[38]。金的火法精炼又称为坩埚熔炼法，是分离和提纯金的古老方法。由于劳动强度大，环境差，生产效率低，原材料耗量大，产品纯度不高，已很少采用。而湿法精炼避免了合质金熔炼、泼珠等繁琐工序，生产成本较火法冶炼工艺低。而且湿法精炼工艺中不存在种类繁多的诸如贵铅、冰铜、熔渣等含有贵金属的中间、呆滞料，因而金、银的回收率均比火法冶炼工艺高。由于湿法精炼具有周期短、对原料适应性强、批量灵活等优势，近年来被越来越多的企业采用。

目前国内采用的精炼工艺方法主要有两类：一是引进瑞典波立登精炼工艺及全套设备，如招远黄金精炼厂，中原黄金冶炼厂等，另一类是国内自行研制的全湿法精炼工艺。通过全湿法精炼工艺制得95%～99%的粗金，再通过电解法精炼提纯以获得99.99%的高纯金。其中国内约90%以上的黄金精炼企业采用电解精炼法，其特点是操作简便、原材料消耗少、效率高、产品纯度高且稳定、劳动条件好、能综合回收铂族金属。约5%的黄金精炼企业采用溶剂萃取法提纯黄金，该方法对原料适应性强，生产周期较短。

6 结语

随着黄金冶炼工艺的发展，大量新技术、新工艺不断涌现，极大地提高了金等贵金属资源利用率，既保护了环境又带来更大的经济效益。

在选矿单元，比较成熟的重选和浮选工艺还需要继续改进以获得更高的回收率，尤其是对复杂难处理金矿；作为混汞法替代工艺，近年来发展起来的煤-金团聚工艺作为一种清洁无污染的技术有很好的发展前景，如何在难处理金矿中广泛地推广这种技术，将是CGA工艺发展的一个重点。

在预处理单元，焙烧氧化、热压氧化和微生物氧化工艺已成为黄金冶炼企业广泛使用的难处理金矿的预处理工艺，三种工艺各有优缺点，在工业上并存并均有新的技术发展和延伸。应根据所处理的矿石矿物学特性、矿区地域、环保要求、经济效益等情况进行系统地综合分析，选择一种适合企业自身运行和发展的预处理工艺。同时也需要进一步开发新的技术，不断满足选冶企业处理各种复杂金矿石的需求。

在金的浸出单元，氰化法仍然是目前最重要的浸金工艺，以后研究的重点应该是进一步优化氰化工艺以减少氰化物用量，降低污染的风险；同时加大研究氰化物替代试剂的力度，尽早实现非氰浸金工业化生产。

在从贵液中回收金单元，锌粉置换法和活性炭吸附法是目前回收贵液中金的主流工艺。两种方法各有优点，锌粉置换法回收金需要经过固液分离、洗涤及澄清等工序，而活性炭吸附法可以直接从氰化矿浆中吸附回收金，但活性炭吸附法银的回收率较低，需要追加回收银工序，使工艺变得复杂。

在金泥精炼单元，电解法、萃取法、电控氯化法等是主要精炼方法。寻求新的冶炼能源如微波冶炼，研究新的溶金、萃取、还原试剂以及加强在线检测提高工艺的自动化水平，是今后黄金精炼的努力方向。

[1]胡春融,杨 凤,杨廻春.黄金选冶技术现状及发展趋势[J].黄金,2006,27(7):29-36.

[2]《黄金生产工艺指南》编委会.黄金生产工艺指南[M].北京:地质出版社，2000.

[3]石仑雷,刘汉钊.紫金山金矿重选工艺探讨[J].黄金,2006,27(4):39-42.

[4]刘 文，谢文兵.MAC-12捕获剂提高金银回收率的浮选试验研究[J].金属矿山，2009(9):92-97.

[5]关 通.从莱山金矿浮选回收金的研究[J].材料研究与应用,2008,2(2):158-161.

[6]吕长东,苏志远.某金矿石的浮选提金工艺试验研究[J].黄金,2004,25(5):34-36.

[7]周世杰,王成功,张淑敏等.陆院沟金矿矿石浮选试验研究[J].有色矿冶,2003,19(3):13-16.

[8]李德钧,张玉成.联合混汞回收金的试验研究及生产实践[J].有色矿冶,2008,24(1):20-22.

[9]宋桂雪，冯明昭，王菊芳.煤金团聚法回收金机理初探[J].黄金科学技术,2009,17(4):39-46.

[10]李培铮.金银生产加工技术手册[M].长沙:中南大学出版社,2003.

[11]漆正文,梁景晖,肖珍珠等.某地砂金煤金团聚提金试验研究[J].黄金,1999,20(11):29-32.

[12]杨国军,王晓军,冯明昭.煤油聚团法提金新工艺[J].黄金,1995,16(8)：26-27.

[13]徐洁书.两段焙烧技术处理高砷硫金精矿探讨[J].硫酸工业,2009,(3):40-41.

[14]申开榜.谈谈两段焙烧法预处理高硫砷难浸金精矿[J].云南化工，2007，34(5):26-29.

[15]薛 光，任文生,薛元昕.金银湿法冶金及分析测试方法[M].北京:科学出版社,2009.

[16]李 锋.难处理金精矿加压氧化-氰化提金工艺研究[J].湿法冶金,2003,22(4):183-187.

[17]薛 光,于永江,李志勤.加压氧化-氰化浸出工艺从酸浸渣中提金试验研究[J].黄金,2004,25(5):29-30.

[18]刘子龙,秦晓鹏.影响生物氧化提金工艺的主要因素与措施[J].黄金科学技术,2010,18(2):58-60.

[19]谢纪元，刘青廷，朱战胜.烟台市黄金冶炼厂金精矿生物氧化-氰化提金工艺[J].黄金,2003,24(9):31-32.

[20]韩晓光，郭普金，具滋范.生物氧化提金技术工业生产实践[J].黄金，2006，27(11)：38-41.

[21]孟宇群，吴敏杰，宿少玲等.难浸金矿常温常压强化碱浸预处理新工艺[J].有色金属，2003，55(1)：43-47.

[22]夏光祥，孙京成，张福鑫等.催化氧化酸法预处理难冶炼金精矿[P].中国专利：1004426B,1989-06-07.

[23]谷晋川,刘亚川,谢扩军等.难选冶金矿微波预处理研究[J].有色金属,2003,55(2):55-57.

[24]刘玉雷,张清波,文扬思等.广西龙头山金矿石富氧浸出工业试验研究[J].黄金,1998,19(10):40-43.

[25]蔡世军，王玲玲.氨氰浸金技术在老柞山金矿的应用[J].黄金,2001,22(1):45-47.

[26]薛 光,吴润身,李克勤.加压氰化法提取金银的试验研究[J].黄金,1999,20(3):35-37.

[27]梁晓春,薛 光.从高铜、高铅金精矿中氰化提取金、银的试验研究[J].黄金,2006,27(8):36-38.

[28]薛 光，任文生，于永江.金精矿焙烧氰化工艺中新型调整剂的研究[J].中国有色冶金，2006，（1）：36-39.

[29]谢朝学,袁慧珍.浅论堆浸提金工艺过程[J].云南冶金,2006,35(4):16-32.

[30]孙克成.紫金山金矿大规模堆浸生产实践[J].黄金,2000,21(7):33-35.

[31]杨坤彬,彭金辉,郭胜惠等.提金活性炭的研究现状及其展望[J].黄金，2007,28(1):46-50.

[32]符剑刚，刘凌波，熊庆丰等.树脂矿浆法提金工艺的研究进展及现状[J].黄金，2006，27(1)：41-44.

[33]高大明,载金炭加压无氰解吸同温电解设备的开发[J].黄金,2001，22(1):39-41.

[34]刘福成，易国新.浅谈阿希金矿树脂提金工艺特点[J].黄金,1997,18(3):38-41.

[35]陈 刚,杨 立.碳纤维电积法从贵液中回收金[J].黄金,1989,10(6):36-41.

[36]张东山,赵洪远,薛慧芳等.化学法金提纯的工艺过程及实用设备[J].黄金学报,2000,2(2):129-132.

[37]刘振升.萃取法精炼黄金的研究和工业实践[J].黄金,2004,25(1):35-39.

[38]吕久吉,谢 锋,刘 惠.粗金粗银一次电解分离提纯工艺试验[J].沈阳黄金学院学报,1996,15(2):131-135.

Abstract:The gold smelting industry developts rapidly,the new production technique and technology are con⁃stantly emerging.This paper mainly introduced the technical status and development of the process unit contain⁃ing ore dressing,pretreatment,leaching,exaction,recovery and refining in the production technology of gold smelting,and analyze the characteristics of mianstream technology in all process unit.

Key words:gold;smelting;production technology;status;development

Status and development of production technology of gold smelting

CHEN Fang-fang,ZHANG Yi-fei,XUE Guang

TF831

B

1672-6103（2011）01-0011-08

陈芳芳（1982—），女，四川江安人，博士，助理研究员，从事湿法冶金方面工作。

2010-09-26

2010-12-15

国家水体污染控制与治理科技重大专项项目（2009ZX07529-005）