复杂难处理金矿石预处理工艺研究现状及进展

吴冰

摘要：复杂难处理金矿石中因金被硫化矿物或脉石矿物所包裹等导致浸出过程中金浸出率低，而预处理工艺可以有效打开金的包裹，使金解离裸露，从而提高金综合回收率。介绍了5种主要的预处理工艺，包括超细磨工艺、焙烧氧化工艺、热压氧化工艺、生物氧化工艺及化学氧化工艺，阐述了各工艺的基本原理、工艺流程、研究进展及工业应用情况，并对各工艺的优缺点进行了分析比较，旨在为复杂难处理金矿石提金提供理论依据和技术参考。

关键词：难处理金矿;预处理;超细磨;焙烧;生物氧化;热压氧化;化学氧化

中图分类号：TD953          文章编号：1001-1277（2020）05-0065-08

文献标志码：Adoi：10.11792/hj20200513

引 言

随着金矿资源的大规模开采，易处理金矿资源日益枯竭，难处理金矿将成为今后黄金工业生产的主要矿产资源。据不完全统计，目前全世界黄金总产量的三分之一来自难处理金矿。中国已探明的黄金储量中，30 %左右为难处理金矿[1]。中国作为黄金生产大国，2018年黄金产量401.119 t，虽然出现了自2000年以来的首次大幅下滑，但中国黄金产量仍然连续12年位居世界第一。2018年全国黄金实际消费量1 151.43 t，连续6年保持世界第一。黄金产量常年保持高位，可提取的金矿资源快速消耗，优质金矿资源储量大幅下降，而储量巨大的难处理金矿资源仍未得到有效开发利用。随着优质金矿资源的进一步枯竭，如何有效开发难处理金矿资源对维持中国黄金产量稳定具有重大意义。

难处理金矿石是指采用常规选冶方法難以得到有效提取的金矿石。这些金矿石或是由于金的浸染粒度太细而不宜用重选或浮选的方法处理，或是由于其难浸性而不能直接进行氰化浸出。例如：含铜矿物在氰化过程中对氰化物的消耗量过高，且在金表面易形成次生薄膜，阻碍浸出过程的进行;含锑矿物在浸出时易在金表面形成致密的薄膜，使浸出速度急剧降低;碳质物会对溶解的金进行二次吸附，导致金的损失;若矿物中含有黏土，将恶化氰化矿浆的过滤性能，降低固液分离效率，且黏土亦能吸附溶解金和氰化物，造成经济损失[2]。当前，随着难处理金矿所占比例的不断攀升，相应地开发出了多种预处理技术，使金等贵金属能够更高效地被提取出来。本文对超细磨、焙烧氧化、热压氧化、生物氧化及化学氧化等主要的复杂难处理金矿石预处理工艺现状及进展进行了总结，为难处理金矿资源的开发利用提供参考。

1 超细磨工艺

复杂难处理金矿石中金多以细微粒形式存在，因颗粒细小，大多被金属硫化物、氧化物和硅酸盐等成分包裹，造成氰化浸金过程中金浸出率偏低。因此，提高金浸出率的关键在于打开包裹，使金解离裸露。常规的磨矿工艺通常难以使金发生完全单体解离，而超细磨工艺利用特殊的粉碎设备对物料进行深度的冲击、研磨，将矿物颗粒尺寸降低至10～15 μm，从而使其获得更大的比表面积和更高的反应活性，在打开包裹的同时为下一步的浸出过程创造更好的动力学条件。对复杂难处理金矿石能够实现超细磨的设备主要有螺旋型搅拌的塔磨机、棒型搅拌的Detritor磨机及盘型搅拌的Isa磨机等[3]。

吉尔吉斯斯坦库姆托尔金矿（Kumtor Gold Mine）采用Isa磨机对物料进行超细磨处理，金浸出率由原来的79.4 %提高至90 %以上，所采用的工艺流程[4]见图1。澳大利亚卡尔古利联合金矿（Kalgoorlie Consolidated Gold Mines）对物料进行超细磨处理后，产品粒度由-172 μm占80 %大幅度降至-25.4 μm占80 %，氰化金浸出率也相应提高至90 %以上。土耳其Kaletash金矿原矿金品位为6.8 g/t，若直接进行氰化浸出，金浸出率仅为60 %左右，而采用超细磨工艺将物料粒度减小至-37 μm占80 %，金浸出率高达93 %。超细磨工艺在中国的一些矿山企业也得到了工业应用。例如：东腰庄金矿采用塔磨机进行边浸边磨，可将金精矿粒度降至-32 μm占80 %，氰化金浸出率达到88 %。辽宁青城子地区某金矿通过超细磨工艺使物料粒度-74 μm达到96 %，氰化金浸出率提高至91.54 %。

超细磨工艺具有操作简单，运行成本相对较低等优势，尤其适合处理金被硅酸盐及金属氧化物、硫化物包裹的难浸金矿石。然而，超细磨工艺同时也具有一定的局限性，主要表现在超细磨产品粒度方面，目前通过超细磨工艺能够达到的物料最小粒度约为1 μm，而当被包裹的金颗粒小于0.1 μm时，超细磨工艺基本无法实现被包裹金的单体解离或裸露，因而对金回收率的提升作用有限。

2 焙烧氧化工艺

焙烧氧化工艺是目前工业应用最为广泛的复杂难处理金矿石的预处理工艺。该工艺的应用始于澳大利亚的沸腾焙烧工艺，之后被逐步完善并在世界范围内广泛推广应用。自20世纪90年代，复杂难处理金矿石焙烧—氰化工艺在美国快速兴起，建厂数量和处理能力不断提高，最高处理规模超过7 300 t/d。焙烧氧化工艺技术成熟，适应性强，对工人操作水平要求相对较低，能够适应多种复杂成分物料的处理，适用于原矿和精矿的处理。焙烧氧化工艺利用氧气或空气作为氧化剂，在高温下使原料中的碳氧化挥发，同时使含硫化合物发生氧化分解，降低这些物质对金等贵金属提取过程的影响。然而，传统焙烧氧化工艺会产生易挥发的砷、硫化合物等污染物，因此近年来又在传统焙烧氧化工艺基础上开发出了一段焙烧、二段焙烧、固化焙烧、富氧焙烧等先进火法工艺。复杂难处理金矿石在焙烧过程中，根据气氛、温度及矿物组成等条件的不同，可能发生如下化学反应：

3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2，

4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。

在温度为450 ℃左右和氧分压不足的条件下，砷黄铁矿中的砷会被氧化，以易挥发的氧化物或硫化物的形式进入气相，发生的主要化学反应为：

3FeAsSFeAs2+2FeS+AsS↑，

12FeAsS+29O24Fe3O4+3As4O6+12SO2。

当黄铁矿和砷黄铁矿同时存在时，在氧化性气氛下原料中的硫和砷反应生成As4S4和SO2，并挥发进入气相，发生的主要化学反应为：

16FeAsS+12FeS2+45O2

14Fe2O3+4As4S4+24SO2。

2.1 一段/二段焙烧

一段焙烧通常采用弱氧化焙烧工艺，通过向炉内加水的方式控制焙烧温度在600 ℃～700 ℃，充气量通常为理论完全燃烧量的80 %～90 %，以确保炉内为还原性气氛，一段焙烧可以脱除大部分砷和少量的硫。二段焙烧是在一段焙烧的基础上进行二次焙烧的过程，控制焙烧温度在700 ℃～720 ℃，同时保持炉内氧化性气氛，目的是进一步去除剩余硫。经过两段焙烧预处理可有效提高金浸出率，但焙烧过程需配置除尘系统对产生的烟气进行收集处理，因而会增加投资成本。此外，两段焙烧预处理工艺虽能有效提高金浸出率，但氰化尾渣中金品位波动较大，有时高达20 g/t，主要原因是焙烧过程中生成的铁氧化物会对金形成二次包裹，从而造成氰化尾渣中金品位偏高。两段焙烧工艺流程见图2。张雁等[5]对含硫砷金矿石的焙烧过程进行了热力学模拟，结果表明，氧分压对硫和砷的脱除过程影响显著，还原性气氛有利于硫和砷转化为相应的硫酸盐和砷酸盐，提高二者的脱除率。李新春等[6]研究了两段焙烧过程中温度、时间和氧分压等条件的影响，并得出一段焙烧在550 ℃低氧分压条件下焙烧1 h，二段焙烧在600 ℃高氧分压条件下焙烧1 h为最佳工藝条件，焙砂氰化金浸出率达到92.94 %。

2.2 固化焙烧

固化焙烧是利用物料中已有和添加的石灰，使硫和砷以硫酸盐和砷酸盐的形式固定于焙砂中，从而防止有害气体的产生，然后再进一步对焙砂进行浸金。许刚[7]用熟石灰作为固化剂，采用固化焙烧—氰化浸出联合工艺对某难浸金精矿进行了处理，原料中含砷8.41 %、硫23.75 %、碳1.94 %、金76.1 g/t，经过固化焙烧后，金浸出率高达88.12 %。李琦等[8]针对固化焙烧—氰化浸出工艺进行了全流程试验，研究了焙烧温度、时间、石灰用量等条件对焙烧过程的影响，在优化条件下金浸出率在86 %左右。宋岷蔚等[9]研究发现，以MgO作为焙烧过程的固化剂，固硫率和固砷率分别达到92.0 %和93.8 %，在打开硫化物对金包裹的同时，有效降低了焙烧产物对空气的污染。刘秀儒等[10]采用Na2CO3作为固化剂，可有效将As2O3和SO2等有害物质转化为不易挥发且易溶于水的钠盐，通过水浸即可将砷和硫彻底去除，经固化焙烧后焙砂中金浸出率可达96 %以上。

2.3 富氧焙烧

富氧焙烧的特点是在焙烧过程中鼓入充足的氧气，使硫被充分氧化生成SO2，产生的SO2再用来制备硫酸。王成功等[11]采用富氧焙烧工艺对碳质金矿石进行预氧化处理，研究发现，相比于常规焙烧工艺，富氧焙烧可显著强化碳质的氧化去除效果，同时可有效降低焙烧温度和缩短焙烧时间，在大幅降低能耗的前提下使金浸出率提高了2.16百分点。杨凤云等[12]针对某高碳高硫金精矿的富氧焙烧预氧化过程进行了动力学模拟，计算了焙烧过程表观活化能等理论数据，明确了焙烧过程为界面化学反应控制的一级反应，最终根据试验测得的脱除率与氧分压、温度、矿物粒度等因素的相互关系建立了经验动力学方程，为复杂难处理金矿石的富氧焙烧过程提供了理论指导。王菊等[13]采用富氧-氯化焙烧工艺处理了碳质银精矿，加入氯化剂可以大幅提高焙烧工艺的处理效率，在氯化剂加入量为10 %，焙烧温度为550 ℃的条件下，经过6 min的富氧焙烧处理后，氰化金和银的浸出率分别达到98.51 %和92.20 %。相比氧化焙烧和氯化焙烧，富氧-氯化焙烧工艺具有处理时间短、成本低、脱硫脱碳效率高等优势。

国内采用焙烧氧化工艺预处理复杂难处理金矿石的部分企业[14]见表1。

3 热压氧化工艺

热压氧化工艺是在高温、高压、富氧的条件下，向体系中加入酸或碱，通过化学反应分解硫和砷的化合物，从而打开二者对金的包裹，提高金浸出率。目前，热压氧化工艺在复杂难处理金矿石的预处理方面已经得到较为广泛的应用。该工艺不仅可以有效处理低硫、砷的金精矿，而且能够直接处理原矿。热压氧化工艺可以根据原料性质的不同选择在酸性介质或碱性介质中进行，现行的热压氧化工艺主要是在酸性介质中进行。热压氧化工艺流程见图3。

3.1 酸性热压氧化

酸性热压氧化工艺是在高温、高压条件下，使物料中的毒砂、黄铁矿等硫化物在酸性介质中与氧发生一系列物理化学反应，将被包裹的金暴露出来，提高浸出效率。酸性热压氧化过程主要受温度、压力、矿浆浓度及氧气流量等因素的影响，通常在温度为170 ℃～225 ℃、氧分压为350～700 kPa、总压力为1.0～3.2 MPa条件下，反应60～180 min即可将物料中的硫和砷完全氧化去除。酸性热压氧化工艺一般适合处理酸性或弱碱性物料，物料中的毒砂和黄铁矿等硫化物在酸性介质中会发生氧化分解，生成Fe2O3、Fe（OH）SO4、FeAsO4等沉淀物，发生的主要化学反应[15]为：

FeS2+3.5O2+H2OFeSO4+H2SO4，

4FeSO4+2H2SO4+O22Fe2（SO4）3+2H2O，

2FeS2+7.5O2+H2OFe2（SO4）3+H2SO4，

2FeAsS+6.5O2+3H2O2FeSO4+2H3AsO4，

FeAsS+O2+1.5H2SO4

FeSO4+1.5S+H3AsO4，

7Fe2（SO4）3+FeS2+8H2O

8H2SO4+15FeSO4，

2H3AsO4+Fe2（SO4）3+2H2O

2FeAsO4·H2O+3H2SO4，

Fe2（SO4）3+3H2OFe2O3+3H2SO4，

Fe2（SO4）3+2H2O2Fe（OH）SO4+H2SO4。

陈国英等[16]采用酸性热压氧化工艺预处理吉林浑江金矿的金精矿，考察了反应温度、时间、矿浆浓度、氧分压及初始酸化用酸量等条件对反应过程的影响，并研究了银及其他杂质在热压氧化过程中的物理化学变化，在优化条件下金浸出率高达97 %。黄怀国[17]比较了酸性热压氧化与常规预处理工艺对某难处理金精矿氰化浸出效果的影响，结果表明，通过酸性热压氧化工艺预处理后，金浸出率由35.6 %大幅提高至94.3 %，但热压氧化过程中生成的黄钾铁矾不利于银的回收，氰化过程中银浸出率只有20.7 %。张伟晓等[18]对比了细磨、碱浸和酸性热压氧化3种预处理工艺对金回收指标的影响，研究发现，在氧分压0.7 MPa、矿浆浓度20 %、温度160 ℃、搅拌速度600 r/min条件下进行热压氧化，可以获得最佳的预处理效果，金浸出率高达97.49 %。冯吉福等[19]对微细浸染型金矿石进行了酸性热压氧化预处理，并对整个过程开展了动力学研究，系统考察了反应温度、氧分压、酸度、气液界面面积、矿浆浓度及矿样粒度等条件对热压氧化过程的影响。结果表明：当矿浆pH值小于2.5时矿物的氧化速率较快，升高温度、提高氧分压及降低矿浆浓度均有利于矿物氧化过程的进行;在氧分压为1.6 MPa、矿浆浓度为33 %及气液两相接触比表面积为25 m2/m3的最优条件下反应40 min，即可使热压氧化过程进行彻底。

3.2 碱性热压氧化

碱性热压氧化工艺是在腐蚀性相对较小的碱性体系中通入高压氧气，通过一系列物理化学反应，使物料中对金形成包裹的砷和硫的化合物发生破坏分解，从而达到提高金浸出率的目的。该工艺适合处理碱性矿物，尤其是碳酸盐含量高、硫化物含量低的金矿石。在碱性热压氧化过程中，当温度为100 ℃～200 ℃、总压力大于3 MPa时，毒砂、黄铁矿等成分将被氧化为相应的砷酸盐、硫酸盐及赤铁矿等物质，发生的主要化学反应为：

2FeS2+7.5O2+8NaOH

Fe2O3+4Na2SO4+4H2O，

2FeAsS+10NaOH+7O2

Fe2O3+2Na3AsO4+2Na2SO4+5H2O。

刘铁等[20]对难选冶金矿石进行了碱性热压氧化预处理试验研究，结果表明：该工艺可以有效提高金浸出率，经预处理后金浸出率由直接氰化浸出的45 %大幅提高至95 %;该工艺对硫含量较低的难处理金矿石表现出了良好的适应性。黄怀国等[21]对难浸金矿碱性热压氧化工艺进行了热力学分析，并在此基础上开展了动力学条件试验，确定了系统总压力5.5～6.0 MPa、反应温度195 ℃～200 ℃、反应时间3 h为该工艺的最佳操作条件。邹来昌等[22]研究了卡林型金矿碱性热压氧化工艺过程机理，系统考察了反应温度、系统压力、碱用量、矿石粒度及反应时间等因素对热压氧化过程的影响规律，在最优条件下预处理3 h，硫的氧化脱除率达98 %以上，氰化金浸出率高达95 %以上。王在谦等[23]对某微细粒浸染型碳质双重难处理金矿石的基本工艺学特性进行了探讨，并针对矿石中碳含量较高的特性，开展了碱性热压预处理脱碳试验研究。在磨矿细度-0.025 mm占82 %、温度160 ℃、助氧剂用量300 g/t、氧分压1.6 MPa及矿浆pH值12的优化条件下预处理2 h，矿石中的有机碳由原来的2.51 %降至0.72 %，有机碳脱除率为71 %左右。唐云等[24]采用碱性热压氧化—硫代硫酸盐浸出联合工艺对碳质微细粒浸染型极难选原生金矿石进行处理，分别进行了原矿直接浸金、熱压氧化预处理及氧化产物浸金试验，考察了多种因素对碳、硫的脱除及后续金浸出效果的影响，并对碱性热压氧化工艺进行了热力学分析，根据热力学数据绘制了Fe-S-H2O体系Eh-pH图，为复杂难处理金矿石进行碱性热压氧化提供了理论基础。

综合以上分析，热压氧化工艺除了对有机碳含量较高的原料处理效果相对较差外，对其他多种难处理金矿石和精矿均表现出较强的适应性，且对原料成分要求较低，可以有效处理高硫、高砷物料。此外，热压氧化工艺属于湿法工艺流程，具有反应速度快、预氧化时间短、反应较为彻底等优点，且经预氧化处理后的物料金浸出率较高，反应过程不产生烟气污染，反应后砷通常以较为稳定的砷酸盐沉淀形式存在，环保压力相对较小。但是，该工艺也存在一些缺点。例如：原矿中砷和硫的矿物无法实现高效综合回收利用，预氧化过程中生成的黄钾铁矾导致贵金属银的损失，且高温、高压、强酸碱性环境的操作条件对设备材质的要求较高，投资成本较大。

目前，国外采用热压氧化工艺预处理复杂难处理金矿石的部分企业[14]见表2。

4 生物氧化工艺

生物氧化工艺是利用化能自养的嗜酸微生物对金矿石中的硫化物进行氧化分解，打开硫化物对细微粒金的包裹，使氧化渣中的金呈裸露状态，从而提高金浸出率。生物氧化工艺基本不产生有害气体，氧化进入溶液中的有害元素砷和硫形成相对稳定的砷酸盐和硫酸盐等物质，经中和沉淀后堆存，对环境影响较小，且能耗相对较低。因此，生物氧化工艺的研究与开发对提高复杂难处理金矿石氰化提金的适应性有重要的科学价值和实际意义。生物氧化工艺流程[25]见图4。

生物氧化是一个复杂的过程，为细菌反应、化学反应和原电池反应共同作用，反应效率通常受原矿组成、细菌种类及反应环境等多方面影响。一般来讲，细菌氧化金矿石中的硫化物成分主要通过3种方式：直接作用、间接作用和复合作用。直接作用是指细菌直接附着在矿物表面与矿石中的硫化物发生作用，将其氧化分离;间接作用通常是由细菌代谢产生的硫酸和硫酸高铁对硫化物进行氧化;复合作用则是指细菌氧化过程受直接作用和间接作用共同影响。细菌氧化过程中可能发生的化学反应为：

1）直接作用：

2FeS2+7.5O2+H2OFe2（SO4）3+H2SO4，

2FeAsS+6.5O2+3H2O2H3AsO4+2FeSO4。

2）間接作用：

FeS2+Fe2（SO4）33FeSO4+2S，

2FeAsS+2Fe2（SO4）3+2.5O2+3H2O

2H3AsO4+6FeSO4+2S，

4FeSO4+2H2SO4+O22Fe2（SO4）3+2H2O，

S+1.5O2+H2OH2SO4。

陈占明等[26]采用生物氧化工艺处理五龙沟金矿难浸金矿石，对金形成包裹的金属硫化物，如黄铁矿和砷黄铁矿均可被有效氧化分解，打开包裹，使氰化金浸出率由预氧化处理前的7.1 %大幅提高至93 %左右。姚国成等[27]从矿物学、化学、电化学等3个方面阐述了金矿石难浸的原因，并从分子生物学角度系统分析了不同菌种，如氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化铁铁杆菌、硫化芽孢杆菌属、高温嗜酸古细菌和微螺球菌属的种类特性及其处理难处理金矿石的作用机理。程严玲[28]采用生物氧化—氰化工艺处理新疆阿希金矿矿石，从原料准备、菌种驯化、矿浆条件控制及气氛条件控制等方面优化生物氧化工艺参数，指出生物因素、矿物因素、矿石粒度及矿浆浓度是影响生物氧化效率的关键因素，在最佳条件下预氧化后，金浸出率基本稳定在98 %左右。张旭等[29]在高砷难处理金矿石微生物预氧化过程中加入软锰矿对工艺进行强化，考察了矿浆浓度、pH及接菌浓度等因素对软锰矿辅助生物预氧化过程的影响，结果表明，软锰矿的加入可以显著提升矿石中砷浸出效率，在生物预氧化96 h后，砷浸出率可达90 %以上。此外，在软锰矿作用下，溶液中的AsO-2可有效转化为H2AsO-4，降低了生物预氧化过程中砷对微生物的毒性。

生物氧化工艺相比于焙烧氧化和热压氧化等预处理工艺，具有建设成本低、规模适应性强、工艺设备简单、生产成本相对较低等优点，是难处理金矿资源技术领域发展迅速且具有广阔前景的一项高新技术。氧化过程中细菌可以选择性地氧化物料中的黄铁矿和砷黄铁矿，使金发生单体解离，此过程中基本不产生含砷、硫、汞等的有害气体，砷被氧化为砷酸铁等沉淀物进入尾矿，易于环保管理。但是，生物氧化工艺也存在一些缺点。例如：细菌氧化对温度的要求较为严苛，否则容易造成细菌的大量死亡，且氧化反应是一个持续放热的过程，需进行降温冷却以保证体系温度的恒定。此外，由于氧化过程是在酸性体系中进行，反应时间长，矿浆浓度低，因此会造成反应器的腐蚀损耗，导致设备维护成本相对较高。

近年来，复杂难处理金矿石的生物氧化工艺发展迅速，目前已有部分工艺实现了工业化推广应用，比较典型的有BacTech工艺、BIOX工艺、MINBAC工艺、Geobiotics工艺、Newmont工艺及CCGRI工艺等。其中，Newmont工艺是一种细菌氧化堆浸工艺，适用于低品位原矿的处理，而Geobiotics工艺对原矿和精矿均表现出较好的适应性。

国内外采用细菌氧化工艺预处理复杂难处理金矿石的部分企业[30]见表3。

5 化学氧化工艺

化学氧化工艺是在常压下利用具有氧化性的化学试剂对金矿石进行预氧化处理。该工艺主要适用于处理高碳、高砷的黄铁矿型金矿石，在氧化剂的作用下，矿石中覆盖于金颗粒表面的矿物成分将被氧化分解，使金发生单体解离，从而提高后续金浸出率。化学氧化工艺中常用的化学试剂主要有硫化钠、石灰、硝酸、氯气、硫化铵、氢氧化钠、氯化铵、三氯化铁及硝酸铅等。根据处理过程中氧化方式的不同，化学氧化工艺又被细分为不同的方法，其中比较有代表性的是硝酸氧化法、电化学氧化法和碱浸氧化法。

5.1 硝酸氧化

硝酸氧化法主要是以硝酸作为催化剂，在低温、常压条件下氧化黄铁矿和砷黄铁矿，使金发生单体解离，整个过程中硝酸可以实现循环使用，发生的主要化学反应[31]为：

3FeAsS+8HNO3

3FeAsO4+3S+8NO↑+4H2O，

2FeS2+10HNO3

Fe2（SO4）3+H2SO4+4H2O+10NO↑，

2NO+O22NO2，

NO+NO2+H2O2HNO2，

3HNO2HNO3+H2O+2NO↑。

陈玉明等[31]通过改进氧化设备，以云南镇沅金矿老王寨浮选金精矿为原料进行了硝酸预氧化试验，硝酸初始浓度为1～2 mol/L，通入工业氧气对物料中的脉石矿物进行氧化，同时实现了硝酸在氧化反应器中的循环使用。此外，采用可循环使用的有机药剂对硝酸氧化渣中的硫进行脱除，有效解决了硝酸氧化预处理工艺中产生的单质硫对后续氰化浸金工艺的有害影响，经处理后金浸出率达到了80 %以上。郭月琴等[32]对某难浸氧化金矿石进行了硝酸预氧化处理，考察了硝酸用量、温度、液固比及反应时间等因素对氧化过程的影响，在得到的最佳条件下对矿石进行预氧化，氰化金、银的浸出率分别达到87.86 %和76.56 %。张卿[33]采用超声辅助作用于某含砷难处理金矿石的硝酸预氧化过程，并与硫代硫酸盐浸金工艺相结合，提出了一种高砷复杂金矿石湿法提金的新工艺，结果表明，超声处理可显著提高硝酸催化氧化效率，且可使反应在较低温度下进行，提高了金浸出率。

硝酸氧化法是对复杂难处理金矿石进行预处理的一种重要方法，它的优点在于预氧化效率高，可使大部分金发生解离，提高后续金回收率，且氧化过程中不排放SO2和As2O3等污染性烟气，环境友好。因此，该方法在处理高砷、高硫的复杂难处理金矿石方面表现出较强的适应性。

5.2 电化学氧化

电化学氧化法通常是以水溶液体系作为介质，通过电极反应使金矿石中的硫、砷等化合物发生氧化，生成砷酸铁和硫酸铁，打开对金的包裹。电解过程通常是在高导电性的介质中进行，如硝酸、硫酸、盐酸、氢氧化钠溶液等。V.A.Chanturiga[34]通过采用电极反应，使黄铁矿和砷黄铁矿发生一定程度的氧化，从而改变矿物的微观结构，提高孔隙率，使金发生单体解离，达到了理想的预处理效果。Fatma Arslan等[35]在浓度0.22 mol/L硝酸体系及温度20 ℃～80 ℃条件下，对某难处理金矿石进行电化学氧化预处理，当控制阳极电位为1.5 V时，可有效避免单质硫的生成，提高预氧化效率。

电化学氧化法适用于处理砷含量高的矿石，操作过程中可以通过控制电位有效避免单质硫的生成，反应无需在高温、高压条件下进行，反应速率快，氧化效率高，且操作过程中不产生有害气体，不污染环境。然而，该方法目前尚存在一些问题亟待解决，如电流效率低、能耗高、生产成本高等，其是限制电化学氧化法工业化推广应用的主要因素。

5.3 碱浸氧化

碱浸氧化法通常是在碱性矿浆中通入氧气，使对金产生包裹的毒砂、硫化铁、辉锑矿及可溶性硫化物等成分发生氧化分解，从而降低对后续氰化浸金过程的不利影响，发生的主要化学反应[36]为：

3FeAsS+9NaOH+4O2

Na3AsS3+2Na3AsO4+3Fe（OH）3，

4FeAsS+4FeS2+12NaOH+3O2+6H2O

4Na3AsS3+8Fe（OH）3，

FeS2+2NaOH+1.5O2

Na2S2O3+Fe（OH）2。

孟宇群等[36]利用物理与化学处理相结合的方式，对某难浸金矿石进行边磨边浸，在常温常压条件下进行碱浸预处理，采用成本更低的压缩空气作为氧化剂，在矿浆浓度为40 %时获得了较好的预处理效果，氰化金浸出率由未经处理的8 %～20 %大幅提高至93 %以上。毕凤琳等[37]通过正交试验研究了碱浸矿浆浓度、矿浆碱度及搅拌速度等因素对微细浸染型难选金矿石碱浸预处理过程的影响，明确了主要影响因素，在优化条件下进行了碱浸预氧化和氰化浸出试验，金综合回收率为80.23 %。马红周等[38]着重研究了碱浸预处理过程中砷的氧化行为，考察了NaOH用量、液固比、浸出时间等因素对砷浸出过程的影响，结果表明，在NaOH溶液中FeAsS和AsS会被氧化分解为As2O3及FeS2，从而打开对金的包裹。通过正交试验和单因素试验获得了最佳的浸砷条件，当NaOH用量为500 kg/t、温度为100 ℃、液固比为5∶1、浸出时间为2.5 h时，砷浸出率为80.1 %。

碱浸氧化法的优点为流程简单，在常温常压下即可获得较好的预氧化效果，且碱性溶液相比于酸性体系对设备防腐要求较低，所以投资成本相对较低。但是，该方法对碱的消耗量较大，且预处理时间较长，导致生产成本较高。碱浸氧化法通常适宜处理含硫较低的复杂难处理金矿石。

6 结 语

复杂难处理金矿石中因金多以细微粒形式存在而常被金属硫化物、氧化物及脉石矿物包裹，导致氰化浸出过程中金浸出率低。采用预处理工艺可以有效打开金的包裹，提高金浸出率。超细磨工艺操作简单且运行成本相对较低，但对被包裹金的颗粒尺寸较小的物料处理效果有限;焙烧氧化工艺相对成熟，但容易产生环境污染，且焙烧过程中容易发生二次包裹导致金浸出率偏低;热压氧化工艺具有流程短、效率高且对环境友好等优点，但高温、高压及强酸碱性操作环境造成设备腐蚀严重，维护成本较高;生物氧化工艺规模适应性强、工艺设备简单且生产成本相对较低，但细菌对反应温度的要求较为严苛;化学氧化工艺流程相对简单，且无需高温、高压操作，但该工艺的缺点是处理过程中酸碱消耗量较大、反应速度相对较慢。综上所述，采用预处理工艺处理复杂难处理金矿石对于提高金回收率具有重要意义，但实际生产过程中金矿石来源广且成分差别较大，需根据物料性质合理选择适宜的预处理工艺。此外，随着社会的快速发展，黄金的消费量不断增加，对复杂难处理金矿石的处理需求也随之提高，从技术理论角度看，未来应着眼于开发更加经济、高效、适应性强且对环境友好的预处理工艺，以满足不同性质物料的处理需求。

[参 考 文 献]

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Abstract：The inclusion of gold within sulfide minerals or gangue minerals in the complex refractory gold ores leads to low gold leaching rate.The pretreatment technology can effectively release the gold，disintegrate and expose it，so that its comprehensive recovery rate is improved.5 major pretreatment processes are introduced，including ultrafine grinding process，roasting oxidation process，heat pressure oxidation process，biooxidation process and chemical oxidation process.The basic principles，process flow，research progress and industrial application status of each process are described and the advantages and disadvantages of each process are compared.The purpose is to provide theoretical basis and technical reference for the gold recovery from the complex refractory gold ores.

Keywords：refractory gold ore;pretreatment;ultrafine grinding;roasting;biooxidation;heat pressure oxidation;chemical oxidation