一种提高含砷金精矿生物氧化工艺中金回收率的方法技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种含砷金精矿生物氧化工艺中回收金
的方法。
背景技术
随着金矿的大规模开采，易处理金矿资源日益减少，复杂难处理金矿，尤其是含砷
复杂难处理金矿的开发日益显出其重要性，将成为今后黄金工业中不可回避的重要资源。
我国含砷难浸金矿储量丰富，从20世纪70年代中期起，在云南、贵州、广西、四川、陕西、甘
肃、辽宁、青海、新疆等地区陆续发现了这类金矿。据统计，已探明的黄金储量约700t，远景
储量在1000t以上。研究开发有效提取含砷金矿中有价金属的高效清洁工艺，已成为综合利
用矿产资源和环境保护的重要研究课题。而细菌氧化预处理技术适用于难浸的含砷金矿
石，且环保、节能、成本低、易操作、反应温和。目前我国已经建成十多家采用生物氧化工艺
处理金精矿的生产企业，主要包括辽宁天利金业公司、山东天承细菌提金厂、江西三和金业
有限公司、黑龙江乌拉嘎黄金矿业有限公司等，生产实践证明，该工艺用于处理难浸金矿石
提金是有效的，不仅经济效益可观，而且环境效益、社会效益显著，展示出良好的工业发展
前景。
但在实际研究工作中发现，某些矿石经生物氧化工艺处理后，氧化渣与金精矿相
比金属量不平衡，金有流失的现象。通过对氧化液进行分析，证实细菌氧化液中确实含有不
可忽视量的金。这部分金以极微细的颗粒悬浮于细菌浸出液中，且研究表明当氧化矿浆的
pH值低于1.0时，氧化液含金量明显增高，pH值越低氧化液含金越高；氧化时间越长，氧化液
含金量越高。因此，研究出相应的控制方法，避免或减少金的损失显得尤为重要。
发明内容
本发明提供一种提高含砷金精矿生物氧化工艺中金回收率的方法，以解决某些金
矿石采用生物氧化工艺时存在的金流失问题，且在不改变现有生物氧化工艺流程的条件
下，提高金的回收率，减少经济损失。
本发明采取的技术方案是，包括下列步骤：
(1)磨矿分级
将含砷金精矿磨细，磨矿细度-0.045mm占90％～95％；将碳酸盐矿物磨细，磨矿细
度为-0.045mm占90％～95％，然后将磨好的矿物分别过滤干燥备用；
(2)生物氧化
将步骤(1)的含砷金精矿调浆至矿浆浓度10％～20％、调pH值1.3～2.0，给入生物
氧化系统，在给入金精矿的同时给入碳酸盐矿物；保证温度为38～42℃、溶氧量3～5mg/l、
培养基用量：(NH4)2SO4，K2HPO4，MgSO4·7H2O的浓度分别为3.0g/L，0.5g/L，0.5g/L、氧化时
间4～7天；
(3)氰化提金
将步骤(2)氧化后的矿浆依次经过浓密、洗涤、调浆至质量百分比浓度25％～
40％，加入石灰，调节pH值至10～11，然后再加入氰化钠，氰化钠的加入量为10～20kg/t，氰
化时间为24小时，浸出的贵液经锌粉置换后产出金泥，经精炼后产出金锭。
本发明所述含砷金精矿的含砷量为5.0％以上。
本发明所述的碳酸盐矿物指矿石中方解石、白云石、菱铁矿碱性矿石的含量大于
酸性矿石的含量，在溶液中可起到升高pH值作用的矿石。
本发明步骤(2)所给入的碳酸盐矿物的重量为含砷金精矿加入量的5％～20％。
细菌氧化预处理工艺主要是利用浸矿细菌及其代谢产物(如硫酸高铁)的作用，氧
化分解黄铁矿、毒砂等包裹金的硫化矿物，从而使金粒暴露，提高后续氰化浸出率。
细菌氧化是一个复杂的过程，研究认为细菌在浸矿中的作用机理主要有三类。一
是浸矿细菌直接氧化作用机理，二是浸矿细菌间接氧化作用机理，三是复合氧化作用机理，
也就是直接氧化作用和间接氧化作用并存。
(1)黄铁矿生物氧化的原理
FeS2+14Fe3++8H2O→15Fe2++2SO42-+16H+ (2)
目前，黄铁矿的生物氧化过程普遍认为是以细菌的直接作用为主，即反应式(1)为
主，且众多研究证明黄铁矿的生物氧化，硫最终主要以硫酸盐及多硫酸盐的形式存在。由上
述反应可以看出黄铁矿的氧化属于需氧、产酸反应。
(2)毒砂生物氧化的原理
毒砂的生物氧化是复合氧化作用的结果，即直接氧化作用和间接氧化作用共同协
作的效果。
该反应产生的硫酸高铁是一种强氧化剂，又与含砷硫化物反应。
FeAsS+13Fe3++8H2O→14Fe2++H3AsO3+SO42-+13H+ (5)
FeAsS+7Fe3++4H2O→8Fe2++H3AsO3+S+5H+ (6)
FeAsS+5Fe3+→S+As3++6Fe2+ (7)
无论是直接作用还是间接作用及复合作用，都会发生细菌氧化二价铁的过程。
当金精矿中含砷量高时，随着氧化的进行，大量的Fe3+消耗于毒砂的氧化过程，生
成As3+和Fe2+，生成的砷离子进入氧化液后，还可水解生成偏亚砷酸
As3++2H2O＝HAsO2+3H+ (10)
As3+的水解过程释放大量H+离子，进一步造成高砷金精矿生物氧化液的酸度升高，
pH值常低于1.0，而pH过低不但会影响细菌的氧化活性，还会增加氧化液中的含金量，致使
金的损失率升高，即使添加氧化钙也很难调节pH值。
本发明的有益效果是：对于一些适用于采用生物氧化工艺预处理，但又存在金流
失现象的含砷难处理金矿石，采用本发明，在金精矿中配入碳酸盐矿物，同时进行生物氧
化，一方面可以避免氧化矿浆的pH值过低，影响菌种活性，另一方面可以减少金的流失，而
且不改变现有生物氧化工艺流程，便于实施管理，可使这部分难处理金矿资源得到充分利
用，所得到的金总回收率比不加碳酸盐提高5％～15％，取得了更大的经济利益和社会效
益。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
本发明实施例中采用的生物氧化设备为夹套水浴恒温搅拌槽。
本发明实施例中采用的试剂均为市购化学药剂。
本发明实施例中采用的含砷金精矿和碳酸盐矿物的主要元素分析如表1。
表1 主要元素分析结果
注：Au、Ag单位为g/t。
实施例1
(1)磨矿分级
将含砷金精矿磨细至-0.045mm占90％，碳酸盐矿物磨细至-0.045mm占90％，将磨
好的矿物分别过滤干燥备用；
(2)生物氧化
将步骤(1)磨细的含砷金精矿调浆至矿浆浓度10％，调pH值1.3，给入生物氧化系
统，同时给入金精矿加入量的5％的碳酸盐矿物，温度38℃、溶氧量3mg/l、培养基用量：
(NH4)2SO4，K2HPO4，MgSO4·7H2O的浓度分别为3.0g/L、0.5g/L、0.5g/L，氧化时间4天；
(3)氰化提金
将步骤(2)氧化后的矿浆依次经过浓密、洗涤、调浆至质量百分比浓度25％，加入
石灰，调节pH值至10，加入氰化钠量10kg/t，氰化时间24小时，浸出的贵液经锌粉置换后，精
炼产出金锭，实验结果见表2。
表2 本发明与常规生物氧化工艺对比结果
由试验结果可知，采用本发明可比常规生物氧化工艺提高金回收率10.22％。
实施例2
(1)磨矿分级
将含砷金精矿磨细至-0.045mm占92.5％，碳酸盐矿物磨细至-0.045mm占92.5％，
将磨好的矿物分别过滤干燥备用；
(2)生物氧化
将步骤(1)磨细的含砷金精矿调浆至矿浆浓度15％，调pH值1.6，给入生物氧化系
统，同时给入金精矿加入量的12.5％的碳酸盐矿物，温度40℃、溶氧量4mg/l、培养基用量：
(NH4)2SO4，K2HPO4，MgSO4·7H2O的浓度分别为3.0g/L、0.5g/L、0.5g/L，氧化时间5天；
(3)氰化提金
将步骤(2)氧化后的矿浆依次经过浓密、洗涤、调浆至质量百分比浓度32.5％，加
入石灰，调节pH值至10.5，加入氰化钠量15kg/t，氰化时间24小时，浸出的贵液经锌粉置换
后，精炼产出金锭，实验结果见表3。
表3 本发明与常规生物氧化工艺对比结果
由试验结果可知，采用本发明的工艺可比常规生物氧化工艺提高金回收率
15.80％。
实施例3
(1)磨矿分级
将含砷金精矿磨细至-0.045mm占95％，碳酸盐矿物磨细至-0.045mm占95％，将磨
好的矿物分别过滤干燥备用；
(2)生物氧化
将步骤(1)磨细的含砷金精矿调浆至矿浆浓度20％，调pH值2.0，给入生物氧化系
统，同时给入金精矿加入量的20％的碳酸盐矿物，温度42℃、溶氧量5mg/l、培养基用量：
(NH4)2SO4，K2HPO4，MgSO4·7H2O的浓度分别为3.0g/L、0.5g/L、0.5g/L，氧化时间7天；
(3)氰化提金
将步骤(2)氧化后的矿浆依次经过浓密、洗涤、调浆至质量百分比浓度40％，加入
石灰，调节pH值至11，加入氰化钠量20kg/t，氰化时间24小时，浸出的贵液经锌粉置换后，精
炼产出金锭，实验结果见表4。
表4 本发明与常规生物氧化工艺对比结果
由试验结果可知，采用本发明的工艺可比常规生物氧化工艺提高金回收率
14.16％。
实施例4
(1)磨矿分级
将含砷金精矿磨细至-0.045mm占90％，碳酸盐矿物磨细至-0.045mm占92％，将磨
好的矿物分别过滤干燥备用；
(2)生物氧化
将步骤(1)磨细的含砷金精矿调浆至矿浆浓度14％，调pH值1.3，给入生物氧化系
统，同时给入金精矿加入量的20％的碳酸盐矿物，温度38℃、溶氧量3.5mg/l、培养基用量：
(NH4)2SO4，K2HPO4，MgSO4·7H2O的浓度分别为3.0g/L、0.5g/L、0.5g/L，氧化时间6天；
(3)氰化提金
将步骤(2)氧化后的矿浆依次经过浓密、洗涤、调浆至质量百分比浓度25％，加入
石灰，调节pH值至10，加入氰化钠量16kg/t，氰化时间24小时，浸出的贵液经锌粉置换后，精
炼产出金锭，实验结果见表5。
表5 本发明与常规生物氧化工艺对比结果
由试验结果可知，采用本发明的工艺可比常规生物氧化工艺提高金回收率
13.81％。