难处理金矿的生物预氧化技术及工业应用

臧 宏

（广西赛可昱新材料科技有限公司，广西壮族自治区 防城港 538000）

黄金是一种非常重要的金属，其可以用作储备、投资、电子业、首饰业、现代通讯等行业中。直到2013年，世界黄金的总产量约为2700吨。难处理金矿在金矿中占有的比例大概有30%左右，目前难处理金矿的预处理技术包括焙烧氧化、压热氧化、生物氧化、化学氧化等，其中生物预氧化技术是比较成熟的一种技术。

1 难处理金矿以及生物氧化技术概述

1.1 难处理金矿概述

金具有亲硫、亲氧的化学性质，因此在矿石中可以形成各种各样的形态，并且还会存在一些伴生元素。随着人们对金矿资源的大力开采，易处理的金矿数量大量减少。难处理金矿中含有的黄金已经占到世界黄金储量的一半以上。难处理金矿主要是传统的氰化处理法无法浸取的金矿。通常情况下，难处理金矿还有不同的分类。第一类是含金硫化矿，常见的载金矿物为砷黄铁矿和黄铁矿，其内部的金形态为固溶体。第二种是含碳型金矿，其中含有一定数量的无机碳和有机碳等碳质物。碳质物的活动较高，因此可以吸附金，并且可以将氰化处理过程中的溶解金吸附，从而产生贵液浸吞的情况。第三种是粘土型金矿。使用生物预氧化可以改变载金矿体的性质，进而解离出包裹金，从而保证后续氰化处理的顺利进行[1]。

难处理金矿石难浸的主要原因：包裹物理的机械包裹、化学的晶体固熔体和化学覆盖膜，从而造成氰化物不能与金矿物接触；耗氰耗氧物质的存在，砷、铜、锑、铁、锰、镍、钴等金属硫化物和氧化物在溶液中有较高的溶解度，且大量消耗溶液中的氰化物和溶解氧。

1.2 生物氧化预处理技术概述

生物氧化技术主要是通过细菌来浸出氧化铁、砷、硫等元素，暴露出被包裹的金，从而为后续的氰化处理提供条件。我国黄金工业产生中最早使用生物氧化技术是在20世纪80年代，并且就是用于难处理金矿的处理。经过不断的发展，生物氧化技术也得到了实践应用，我国很多企业都开始使用生物氧化预处理技术。

2 生物预氧化处理典型工艺工业应用

2.1 BIOX处理工艺的工业应用

20世纪70年代末，南非某公司开始研究难浸矿石的处理工艺，研究的主要目的是此公司金矿的含砷金精矿焙烧所造成的污染问题。此公司还建立半工业试验厂以及首座细菌氧化厂，同时将使用的细菌氧化工艺命名为BIOX工艺。后来开始向全球范围内进行此工艺的商业转让。20世纪90年代，巴西某金矿将BIOX处理工艺应用到金矿氧化处理车江中，后来又被澳大利亚两个企业使用。目前世界上规模最大的BIOX氧化厂位于乌兹别克斯坦，其日处理能力已经能够达到1000t左右。

BIOX处理工艺使用的细菌种类被严格保密，但是普遍认为其使用了氧化铁螺旋菌、氧化硫硫杆菌以及氧化铁硫杆菌组成的混合物。其比例根据矿石的成分不同而有所调整。此技术处理的过程中，首先会对金矿进行磨矿处理，然后将其放入到细菌氧化槽中，氧化槽的数量较多，这样能够保证细菌可以在单槽内具有最够多的停留时间，进而使细菌可以正常繁殖，也不会使矿浆流出现短路的情况。一般情况下，还需要冷却矿浆，从而保证细菌的生存温度适宜，温度通常在40℃左右。冷却的方式为蛇形管水冷却。BIOX生物氧化技术的关键就是合理的充气，并且保证弥散度较高。

2.2 Bac Tech工艺的工业应用

Bac Tech工艺是在1984年出现的，当时英国某研究小组想寻找一种耐热的氧化细菌。最终，此小组在澳大利亚的沙漠地区寻找到嗜热细菌菌族，此菌族的最佳生长温度为46℃。将此细菌应用到金矿的生物氧化中，不需要坑却矿浆。这种细菌还可以耐受较高的盐度，比较适合缺乏淡水的地区。

Bac Tech工艺的处理与BIOX工艺比较相似，为了保证细菌的繁殖时间足够，其也存在两段氧化过程。虽然这种嗜热细菌可以在55℃下存活较长时间，但是为了保证细菌具有较高的活性，还需要对其进行冷却处理。因此，在工业应用的过程中还需要寻找一种更加耐热的细菌。

2.3 MINBAC工艺的工业应用

MINBAC工艺是国际著名的三家矿业工艺联合开发的，包括南非Mintek公司、南非英美公司以及Bateman工程公司，这些公司在黄金开采行业都有着丰富的经验。当前，已经建立了一座中间试验厂来用于半工业试验。南非英美公司某金矿建立了氧化厂，使用的细菌为氧化铁螺旋菌和氧化亚铁硫杆菌。此工厂通过试运行来获得有关冷却、充气、混合等过程的比拟放大参数以及动力学参数。

2.4 Geobiotics工艺的工业应用

Geobiotics公司一直都致力于生物氧化难处理金矿的经济效益以及工艺创新的研究。Geobiotics工艺结合了生物氧化技术中的原矿堆浸工艺和搅拌浸出的优点，并且将这两种工艺的缺点排除。相对于生物搅拌浸出技术来说，Geobiotics技术能够提高黄金的回收率。

Geobiotics工艺可以将难处理金矿包覆在支撑物料上，并使用层叠法来进行堆浸处理。包括氧化金矿层通常需要90d左右，硫化矿的氧化硫最高可以达到70%，而黄金的回收率最高可以达到95%。难处理金矿的氧化物可以为氰化处理过程中金的回收以及金精矿的溶解起到促进作用。回收精矿包覆层时可以使用碳浸、水洗或者一些氰化方式。生物氧化的过程中，支撑矿物会逐渐降解和磨损，从而有利于金的氰化回收。

3 结语

生物氧化技术对难处理金矿的处理有着重要的作用，其可以使用细菌将金粒暴露出来，进而为后续的氰化处理提供方便。目前，BIOX、Bac Tech、MINBAC、Geobiotics等生物氧化工艺已经在工业应用中发挥重要的作用。