難處理金礦預處理方法研究進展及工業應用

張磊 郭學益 田慶華 衷水平 李棟 秦紅

摘要：單一易處理金礦資源日益枯竭，復雜難處理金礦資源已成為中國黃金工業生產的主要來源。難處理金礦預處理方法主要有加壓氧化法、焙燒法、生物氧化法等?？偨Y分析了主要預處理方法發展歷程及國內外研究進展，重點闡述了國內外典型黃金冶煉廠預處理方法工業應用及指標對比，并對難處理金礦預處理方法未來研究方向進行了展望。

關鍵詞：難處理金礦;預處理;加壓氧化;生物氧化;焙燒;工業應用

中圖分類號：TD953文獻標志碼：A開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2021）06-0060-09doi：10.11792/hj20210612

引 言

金是一種貴金屬，在地殼中屬于微量元素，具有很高的化學穩定性，多用于金融交易、官方儲備、飾品材料和電子器件等。世界上有80多個國家生產黃金，金在世界范圍內的分布相對較廣，主要分布在南非、俄羅斯、中國、澳大利亞等。截至2019年，中國黃金產量連續13年位居全球第一。2019年，中國黃金資源可控制基礎儲量僅為2 000 t，位居世界第八。據美國地質調查局報道，2019年全球礦山生產黃金3 463.67 t，占黃金總供給的72.52 %，礦產金是金的主要來源[1]。

金在自然界中多以自然金、金與銀的固溶體系列礦物、金的碲化物存在，金與硫化礦物有密切關系，通常與黃鐵礦和毒砂伴生，賦存在黃鐵礦和毒砂等礦物中[2]。隨著金礦床開采力度和開采規模不斷加大，易處理金礦資源日漸枯竭，難處理金礦資源逐漸成為中國黃金工業生產的主要來源[3]。根據金礦石工藝礦物學性質，可將難處理金礦分為復雜多金屬硫化礦、碳質礦、碲化礦等[4]。目前，世界金礦儲量中難處理金礦占60 %～70 %，而在世界黃金總產量中，由難處理金礦產出的金占30 %左右。中國已探明的金礦資源主要分布在山東、甘肅、河南等省，其中復雜多金屬硫化礦儲量最為豐富[1]。如何實現難處理金礦中金的高效、綠色、低成本回收已成為黃金冶煉行業亟需解決的重大問題。

1 難處理金礦

難處理金礦是指不經預處理，直接采用氰化法浸出，金浸出率低于80 %的金礦。難處理金礦金提取率低的原因如表1所示[5]。

針對難處理金礦金提取困難的原因，采用特定預處理方法可大幅提高難處理金礦中金回收率。常見的預處理方法有焙燒法、加壓氧化法和生物氧化法等。

2 難處理金礦預處理方法

2.1 焙燒法

焙燒法是一種工藝成熟、應用廣泛的金精礦預處理方法，主要處理硫化礦物包裹型金精礦。金精礦經氧化焙燒后轉變為表面疏松多孔的焙砂，使包裹金充分暴露便于浸出，硫和砷轉化為SO2和As2O3得以收集。焙燒法大致分為氧化焙燒、閃速焙燒、固化焙燒、微波焙燒等方法。依據金精礦中砷含量高低，氧化焙燒又可分為一段焙燒和兩段焙燒。當金精礦中砷含量較低時，采用一段氧化焙燒，主要化學反應式為：

4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2（1）

4Fe7S8+53O214Fe2O3+32SO2（2）

若砷含量較高，采用一段氧化焙燒時，氧化鐵易與砷發生副反應（如式（3）、式（4）所示），對金形成致密二次包裹，阻礙后續金的浸出。

Fe2O3+As2O3+O22FeAsO4（3）

Fe2O3+As2O52FeAsO4（4）

因此，當金精礦中砷含量較高時，采用兩段焙燒，第一段在弱氧化性氣氛中焙燒脫砷脫硫，第二段在強氧化性氣氛中深度脫硫，四氧化三鐵氧化生成三氧化二鐵，打開毒砂等硫化礦物對金的包裹，主要化學反應式[6]為：

12FeAsS+29O26As2O3+4Fe3O4+12SO2（5）

3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2（6）

3Fe7S8+38O27Fe3O4+24SO2（7）

4Fe3O4+O26Fe2O3?? （8）

焙燒預處理提金方法發展歷程如圖1所示。1988年5月，招遠黃金冶煉廠成功應用焙燒—氰化工藝，為中國焙燒預處理提金工藝工業化應用提供了實例參考。21世紀初，紫金礦業集團股份有限公司（下稱“紫金礦業”）和湖南中南黃金冶煉廠等相繼采用焙燒—氰化提金工藝，取得了良好經濟效益[7-12]。

宋裕華等[13]開展了復雜金精礦焙燒預氧化—氰化提金工藝研究，該金精礦中黃鐵礦和毒砂占金屬礦物相對含量的98.19 %，通過采用兩段焙燒氧化預處理，金浸出率由40 %提升到91.40 %。董曉偉等[14]開展了含碳金礦石氧化焙燒—氰化提金工藝研究，在最佳條件下，金浸出率可達86.91 %。尹福興等[15]開展了某含金硫精礦焙燒—酸浸渣非氰提金試驗研究，在最佳條件下，金浸出率可達95.35 %。LIU等[16]為提高某難處理金礦石金回收率，在一段富氧焙燒中加入Na2SO4，熱力學分析和浸出結果表明：Na2S溶液能有效脫除焙砂中的Sb，采用Na2SO4輔助焙燒和堿性Na2S浸出相結合的提金工藝，可使難處理金礦石金回收率達到95 %。

焙燒法工藝成熟，適應性強，操作簡單，生產成本低，但對操作參數和物料的成分配比敏感，易造成欠燒或過燒問題，導致焙燒預處理過程中金被二次包裹，致使金提取率不高。應用焙燒預處理工藝過程中，應對礦物進行系統工藝礦物學分析，厘清焙燒過程中各有價金屬行為規律，確定合適的工藝條件，在打開原生包裹金的同時，減少二次包裹金占比，必要時可進一步降低焙砂粒度，深度打開金的包裹，實現金的高效提取。

2.2 加壓氧化法

加壓氧化法又稱熱壓氧化法，其基本原理是在高溫、高壓、有氧條件下，加入酸或堿分解礦石中包裹金的硫、砷化合物，使金暴露出來，達到提高金回收率的目的。該工藝既適合處理精礦又適合處理原礦，根據溶液介質的不同，可分為酸法和堿法2種。

酸性加壓氧化法是在高溫、高壓、有氧條件下，將礦石磨細、制漿、酸化后加入高壓釜中進行處理，原料中的硫被氧化為硫酸鹽，砷被氧化為砷酸鹽，從而使包裹金暴露。該方法適合處理酸性或弱堿性原料，主要化學反應式為：

4FeS2+15O2+2H2O

2Fe2（SO4）3+2H2SO4（9）

4FeAsS+13O2+6H2O4FeSO4+4H3AsO4（10）

堿性加壓氧化法適合處理碳酸鹽型堿性礦石，其介質為苛性鈉，操作溫度一般在100 ℃～200 ℃，壓力>2 MPa，主要化學反應式為：

4FeS2+16NaOH+15O2

2Fe2O3+8Na2SO4+8H2O（11）

2FeAsS+10NaOH+7O2

Fe2O3+2Na2SO4+2Na3AsO4+5H2O（12）

蘇立峰等[17]開展了秘魯某金礦選礦尾礦硫酸介質加壓氧化預處理工藝研究，在優化條件下預處理后，氰化金浸出率達95.94 %。該工藝預處理效果好，過程無SO2和As2O3污染，對有害金屬銻、鉛等敏感性低，反應速度快，適應性強，易于實現自動化。許曉陽[18]開展了貴州某卡林型難處理金礦石加壓氧化—氰化工藝研究，在溫度220? ℃，礦漿濃度16.4 %～19.0 %，氧分壓0.6～0.8 MPa，停留時間45～60 min的條件下，硫氧化率>95.0 %，金浸出率可達94.0 %。

李奇偉等[19]針對云南某難處理硫化金精礦進行了加壓氧化—氰化浸金研究，考察了加壓氧化各因素對氰化浸金的影響，在加壓氧化最優條件下，金浸出率達97.55 %。胡燕清等[20]對某毒砂金礦進行了硫氰酸鹽氨性體系加壓氧化提取金的探索試驗，考察了反應溫度、Cu2+濃度、浸出時間、液固比、氨水濃度、氧分壓和硫氰酸銨濃度等對金浸出率的影響，結果表明，在優化條件下金浸出率為61.7 %。

國內外加壓氧化法工業應用實例如圖2所示。20世紀80年代末，難處理金礦加壓氧化預處理提金工藝已廣泛應用于美國、巴西和加拿大等國家，中國首個難處理金礦加壓氧化項目于2016年在貴州水銀洞金礦成功實現產業化，打破了西方對難處理金礦“加壓氧化”處理工藝的技術壁壘[21-24]。

酸性加壓氧化法具有硫化礦物分解徹底、金浸出率高和環境污染小等優點，但存在對設備材質要求高、投資大和維修成本高等缺點。相比酸性加壓氧化法，堿性加壓氧化法介質對高壓釜腐蝕小，動力消耗低，但介質成本較高，金浸出率較低。加壓氧化法本質上是對常規氧化浸出的改進，可高效打開金的包裹，但生產成本高及設備投入大等因素限制了其在黃金提取領域的推廣應用。

2.3 生物氧化法

生物氧化法是指在有氧條件下利用微生物（細菌）將金屬硫化礦物氧化分解，破壞礦石中金的包裹層，再用浸金藥劑溶解回收金[25]。生物氧化的作用機理目前尚不能完全確定，目前認為主要有直接作用、間接作用和復合作用3種。

直接氧化機理認為微生物吸附在礦物表面，對礦物直接進行氧化分解，將不可溶的硫化礦物氧化為硫酸鹽而溶于浸出液中，化學反應式為：

2FeS2+2H2O+7O2

2FeSO4+2H2SO4（13）

間接氧化機理則認為微生物新陳代謝的產物Fe3+將礦石中的硫化礦物氧化，同時產物Fe2+又很快被細菌氧化為Fe3+，這樣就形成一個循環反應，化學反應式為：

4FeSO4+2H2SO4+O2

2Fe2（SO4）3+2H2O（14）

4FeAsS+9O2+6H2O

4FeSO4+4H3AsO2（15）

復合作用機理認為微生物對礦石中硫化礦物的分解作用既有直接作用又有間接作用，二者共同反應，使包裹金暴露。生物氧化過程中起作用的微生物被稱為浸礦細菌，其常以硫化礦物、硫酸亞鐵、硫代硫酸鹽及硫化礦物氧化過程中釋放的熱量為能源，以二氧化碳和水為主要養分進行分裂繁殖。根據其適宜溫度不同可分為嗜溫菌、中等嗜熱菌及高溫嗜熱菌。嗜溫菌適宜生長溫度為30 ℃～40 ℃，中等嗜熱菌適宜生長溫度為45 ℃～55 ℃，高溫嗜熱菌適宜生長溫度為60 ℃～85 ℃，目前已報道可用于生物濕法冶金的微生物有20余種。生物氧化法發展歷程如圖3所示。

LORENZO-TALLAFIGO等[26]開展了富含鉛、銀、金多金屬硫化礦的生物氧化和鉛回收研究。氧化亞鐵硫桿菌氧化溶解硫化礦物，生成黃鉀鐵礬、石膏和鈉礬。殘渣經硫酸洗滌，黃鉀鐵礬被溶解，檸檬酸溶液回收鉛，金、銀富集于尾渣中易于回收。GAHAN等[27]開展了難處理金精礦生物氧化提金研究，毒砂氧化率為85 %～90 %，黃鐵礦氧化率為63 %～74 %;氰化浸出過程中，金浸出率可達90 %。WANG等[28]開展了高溫化學氧化（鐵浸出階段）和中溫微生物生物氧化工藝研究，結果表明：化學氧化后難處理金精礦表面晶格結構部分被破壞，生物氧化速率明顯提高;在常規生物氧化體系中，Fe、As和S的浸出率分別為49.8 %、50.4 %和51.0 %;經兩段工藝處理后，Fe、As和S的浸出率分別提高到63.3 %、64.2 %和63.3 %。

FOMCHENKO等[29]開展了微生物產生的Fe3+對金精礦的化學氧化作用研究，結果表明，不經Fe3+溶液預氧化和采用Fe3+溶液預氧化后的毒砂精礦中硫化砷氧化率分別為38.4 %和92.8 %，氰化金浸出率分別為67.76 %和92.95 %。HOL等[30]開展了生物還原轉化單質硫的研究。高效液相色譜分析證實榴輝石-黃鐵礦金精礦的工業磨礦過程中形成了單質硫，通過生物還原脫除單質硫，金浸出率從48.9 %提高到69.6 %。AHN等[31]開展了微生物氧化硫化型金礦石的研究，結果表明，焙燒后金浸出率為70 %，而生物氧化后金浸出率達90 %左右。MURAVYOV等[32]開展了三步法處理浮選尾礦的研究，該研究采用硫酸溶液去除銅和鋅，采用生物氧化法氧化黃鐵礦，使包裹金暴露。經三步法處理后，尾礦中97 %的黃鐵礦被氧化，銅和鋅的回收率分別為79 %和96 %，96 %的金可通過氰化工藝回收。

CIFTCI等[33]首次在土耳其進行了金礦石生物氧化和氰化試驗。硫化礦物氧化程度對金回收率有很大影響，采用EXTM混合培養法進行生物氧化，生物氧化渣氰化金浸出率最高，達94.48 %。OFORI-SARPONG等[34]開展了真菌分解難浸金礦石中硫化礦物和含碳物質的研究，真菌處理21 d后，57 %的硫化礦物分解，金浸出率從41 %提高到78 %。MRQUEZ等[35]對高砷、高硫難處理金礦石進行了細菌氧化研究，結果表明，磁黃鐵礦被完全氧化，毒砂、黃鐵礦和黃銅礦僅被輕微氧化，石英、綠泥石和白云母在整個過程中受到輕微影響，黃鉀鐵礬是主要物相，同時存在部分天然硫。

CIFTCI等[36]對難處理金精礦進行了嗜酸性、中度嗜熱菌和極端嗜熱菌混合培養生物氧化預處理及其對后續氰化回收金影響的研究。難處理金精礦經極端嗜熱菌氧化分解后，氰化浸出金浸出率可達92 %，且氰化物消耗少。KAKSONEN等[37]研究表明，利用礦體中生物產生的鐵并結合地下曝氣可氧化黃鐵礦。微生物氧化可有效改善硫鈍化對金浸出和回收產生的負面影響。GUO等[38]提出了阿西難選硫化金精礦生物氧化后的單步浸出和兩步浸出新工藝。在兩步浸出過程中，生物氧化渣中殘留的微生物可再生Fe3+氧化劑，兩步硫脲浸出金浸出率達到95.0 %。酸性硫桿菌屬和鉤端螺旋菌屬在兩步法浸出過程中可促進鐵離子的再生，提高金浸出率。

國內外生物氧化法工業應用實例如圖4和圖5所示。世界上第一座生物氧化預處理提金廠于1986年在南非Fairview成功投產應用，邁出了生物氧化預處理提金工藝工業化應用的重要一步，隨后該方法在美國、澳大利亞和加納等國家廣泛應用。20世紀末，生物氧化預處理提金工藝在中國陸續投產應用，取得了較好的經濟效益和環境效益[39-43]。

生物氧化法工業應用過程中易受微生物生長過程限制，因此在應用此項技術時必須保證微生物的生長環境，控制好相應的溫度、酸度、初始營養元素等條件[42-43]。生物氧化法作為難浸金礦的預處理方法，與焙燒法、加壓氧化法相比，具有建設投資少、環境效益好、金回收率高等優點，是一種頗具潛力的工業方法。

2.4 其他預處理方法

2.4.1 堿性化學法

堿性化學法是向礦漿中添加強堿同時鼓入氧化性氣體，氧化分解砷、硫和銻礦物，打開金的包裹，提高金浸出率。SNYDERS等[44]開展了NaOH預處理后氰化提金研究，金回收率隨預處理溫度和NaOH濃度的增加而增加。ALP等[45]介紹了某難處理銻金礦石的堿性預處理工藝，提高藥劑濃度、升高溫度、減小粒徑均可提高金、銀的浸出率。堿性預處理可使銻硫礦物分解，銻脫除率最高可達98 %，金浸出率從低于49 %提高至83 %，銀浸出率從低于18 %提高至90 %。

UBALDINI等[46]開展了堿性硫化鈉預處理電沉積法回收銻及氰化提金的研究。預處理后氰化，金浸出率從30 %提高到75 %。CELEP等[47]采用堿性硫化物浸出法對難處理銻金礦石進行了預處理，金浸出率提高了20百分點至30百分點，銀浸出率從18 %提高到90 %。

MESA ESPITIA等[48]使用氫氧化鈉對毒砂含量較高的難處理金礦石預處理后，金浸出率高達81 %，而預處理前氰化浸出和硫代硫酸鹽浸出的金浸出率分別為23 %和29 %。ALP 等[49]研究表明，加入KOH可有效打開銻化物對金的包裹，隨著KOH濃度、溫度升高和粒徑減小，金、銀的浸出率分別提高到87.6 %和94.5 %，銻脫除率為85.5 %。BIDARI 等[50]利用SEM/EDX和EPMA對伊朗扎爾舒蘭難選卡林型金礦石中黃鐵礦進行了表征，結果表明，金易賦存于立方體黃鐵礦顆粒的邊緣而不是中心?？中徒鸬V石經堿性氧化預處理后，金浸出率大幅提高。

2.4.2 機械活化法

機械活化法是一種物理處理方法，利用機械打開礦物的包裹，加速礦物浸出，具有環保、高效等特點[51]。難處理金礦經機械活化后能有效提升金浸出率和浸出效率，縮短浸出周期。機械活化過程中礦物顆粒易發生塑性變形，造成晶格畸變，晶格點陣中的粒子排列失去周期性，形成位錯形式的晶格缺陷，并在位錯處貯存能量，從而改變或增強礦物的化學活性[52]。

YIN等[53]開展了常規顎式破碎機和HPGR破碎機強化氰化提金的研究，結果表明：HPGR產生的細粉比例較高，均勻性較差，分形維數較大;在4.0～9.5 mm粒徑內，HPGR的球形指數明顯增加。通過準靜水加壓，HPGR產品中產生了更多的微裂紋，滲透性增強，提高了氰化浸出金浸出率。HASAB等[54]首次研究了機械活化對難選黃鐵礦精礦氯化物-次氯酸鹽浸金的影響，結果表明：機械活化處理45 min后，樣品中金浸出率可達100 %;未進行機械活化預處理的樣品中金浸出率僅為37.2 %。機械活化增加了顆粒的比表面積和晶體結構中的累積應變，研磨樣品金浸出受化學反應和液膜擴散控制。

GORDON等[55]研究了機械活化對酸性硫桿菌菌群生物氧化含金浮選精礦的影響。機械活化可使含金浮選精礦中硫化礦物的結構發生實質性變化，機械活化后的含金浮選精礦在8 d內的生物氧化率為96.7 %，而未機械活化的含金浮選精礦在20 d后的生物氧化率為40 %。采用炭浸技術對生物氧化渣進行氰化，機械活化后金浸出率約為98 %，未機械活化金浸出率為74.6 %。

2.4.3 微波預處理法

微波是一種高頻電磁波，礦物可吸收微波能量，但不同礦物吸收熱能有所差異，吸熱后礦物接觸面出現熱應力，產生大量的微裂縫，從而打開金的包裹，實現金的高效浸出。AMANKWAH 等[56]采用微波預處理技術，對一種含有石英、硅酸鹽和鐵氧化物的易磨金礦石進行了強化磨礦研究。在微波輻射下，不同礦物成分的選擇性加熱導致熱應力開裂。微波處理提高了礦石的可磨性，破碎強度降低了31.2 %。微裂紋的存在提高了浸出率，在12 h內金浸出率可達95 %;而非微波處理樣品在22 h內金浸出率才可達到95 %。WANG等[57]研究了某高白云石碳質金礦石在銅-氨-硫代硫酸鹽溶液中的浸出行為，在銅-氨-硫代硫酸鹽浸出液中，金浸出率達到74 %。微波焙燒預處理后金礦石表面形成裂紋，有利于硫代硫酸鹽浸出劑與包裹金的接觸，礦石經500 ℃微波焙燒30 min后，金浸出率提高到90 %以上。

ZHANG等[58]揭示了惰性氣氛中黃鐵礦微波預處理后的分解行為，評估了含金硫化礦物分解生成的單質硫浸金的可行性。結果表明，微波功率和輻照時間對黃鐵礦的熱分解有顯著影響，黃鐵礦（FeS2）分解成單質硫和磁黃鐵礦（Fe（1-x）S）。微波預處理后生成的單質硫與硫化物在堿性體系生成的多硫化物可與金發生絡合反應，在最優條件下，金浸出率可達91.98 %。

3 國內外典型黃金冶煉廠預處理方法工業應用

3.1 國內應用實例

紫金礦業開發了熱壓氧化預處理—氰化提金工藝，具體流程如圖6所示。該工藝以高砷、高硫難處理卡林型金礦石為主要原料，熱壓氧化預處理階段，在溫度180 ℃～225 ℃、氣壓1.1～3.2 MPa的富氧條件下，黃鐵礦、毒砂或含金賤金屬硫化礦物被氧化分解，硫被氧化為硫酸鹽，砷被氧化為砷酸鹽，使包裹金暴露出來。氰化浸出階段，在溫度40 ℃～55 ℃、pH值9.7～10.5、氧氣濃度33 %、氰化物質量分數0.1 %～0.2 %的條件下，金浸出率可達90 %，實現了難處理卡林型金礦石中金的高效回收，較原“常壓化學催化預氧化”工藝金浸出率提高30百分點。該工藝已成功應用于貴州貞豐縣水銀洞金礦，年處理量可達10萬t。

湖南黃金集團有限責任公司開發了兩段焙燒預處理—氰化提金工藝，具體流程如圖7所示。該工藝以高砷、高硫難處理金礦石為主要原料，在溫度300 ℃～700 ℃富氧條件下，黃鐵礦、毒砂或含金賤金屬硫化礦物被氧化分解，使包裹金暴露出來，硫氧化后進入制酸系統生產硫酸，砷氧化后驟冷經布袋收塵生產三氧化二砷。氰化浸出階段，在富氧、常溫，pH值10.0～11.0，液固比3∶1，氰化物質量分數0.2 %～0.4 %的條件下，金浸出率可達88 %，實現了難處理金礦石中金的高效回收。該工藝已成功應用于湖南中南黃金冶煉廠，年處理量可達6萬t。

河南中原黃金冶煉廠有限責任公司開發了大型化富氧底吹造锍捕金工藝[59]，具體流程如圖8所示。該工藝以金精礦、銅精礦、石英、渣精礦及煙灰等為主要原料，氧氣從底部氧槍鼓入爐內，氧氣濃度約70 %，爐料在熔池中迅速完成加熱、脫水、熔化、氧化、造銅锍和造渣等熔煉過程。爐渣漂浮在熔池上層，渣含銅約3 %，銅锍密度較大沉于底部，銅锍品位70 %，金富集于冰銅中，經多步精煉工序可得到金錠。硫氧化后進入制酸系統生產硫酸，砷進入煙灰中進一步處理。富氧底吹造锍捕金工藝對復雜精礦的適應能力強，能夠實現自熱熔煉，金、銀回收率可達97 %。該冶煉廠年處理復雜精礦量可達260萬t。

3.2 國外應用實例

巴西Anglo Gold Ashanti’s Serra Grande’s黃金冶煉廠[60]開發了堿性預氧化—氰化提金工藝，具體流程如圖9所示。礦石平均金品位為1.70 g/t，磁黃鐵礦為主要硫化礦物，占比約2.5 %。該冶煉廠在堿性預氧化步驟采用3個串聯儲氣罐鼓入空氣的同時，以60 L/h的速率加入高濃度（50 %）過氧化氫進行堿性預氧化，預氧化槽中溶解氧質量濃度為7.2 mg/L;然后采用14個帶有充氣和機械攪拌裝置的儲罐進行氰化，干礦處理量為150 t/h。預氧化后氰化浸出，NaCN消耗從平均0.52 kg/t降至0.40 kg/t，金浸出率從平均91.3 %提高至92.5 %。 該冶煉廠年處理量可達100萬t。

俄羅斯Olimpiada黃金冶煉廠開發了生物氧化—氰化提金工藝[61]，具體流程如圖10所示。該工藝以極北地區含砷難處理金礦石為主要原料，利用化學自養微生物對其浮選精礦進行生物氧化預處理，通過控制生物氧化過程的礦漿密度、浮選精礦磨礦細度、流速、溫度、pH、攪拌轉速、空氣消耗量等重要參數，并配備BIO-1和BIO-2車間自動化系統，使浮選精礦處理車間的生產能力從870 t/d提高到1 200～1 300 t/d，2017年生產黃金30多t，年處理金礦石量達800萬t。

英國Anglo Asian黃金冶煉廠開發了氰化回收金工藝[62]，具體流程如圖11所示。該工藝以復雜氧化型銅金斑巖礦石為主要原料，礦石經顎式破碎機破碎、球磨后進入氰化浸出工序，高品位礦石（金品位>1 g/t）采用攪拌浸出工藝，低品位礦石（金品位<1 g/t）采用堆浸工藝，共有7個1 100 m3串聯浸出池，處理量可達100 t/h，浸出液采用獨特的RIP樹脂離子交換法提金。Anglo Asian黃金冶煉廠于2013年7月投產，在浸出過程中加入適量氨水，銅平均浸出率從不添加氨水時的41.9 %降到21.1 %，氰化物消耗由7.15 kg/t降低至4 kg/t，金浸出率始終維持在72.5 %左右。該冶煉廠年處理銅金礦石達72萬t。

吉爾吉斯斯坦Alaburka黃金冶煉廠開發了酸性熱壓氧化—氰化提金工藝[63]，具體流程如圖12所示。該工藝以吉爾吉斯斯坦Alaburka高砷難處理金精礦為原料，于2013年8月15日建成試生產，生產規模達1 500 t/d。在氧化礦漿濃度20 %、氧分壓0.7 MPa、氧化溫度160 ℃、氧化反應時間3 h、攪拌速度600 r/min的條件下進行硫酸熱壓氧化預處理，氧壓渣進入氰化浸出工序，金浸出率可達97.49 %，較直接浸出提高了26.51百分點。氰化尾渣金品位僅為1.57 g/t，較直接氰化浸出尾渣金品位降低14.11 g/t。該冶煉廠年處理金精礦量可達54萬t。

上述典型黃金冶煉廠技術指標對比如表2所示。由表2可知，加壓氧化、焙燒、生物氧化和堿性預氧化等預處理方法在世界范圍內均已實現工業化應用。難處理金礦難浸原因多是微細粒浸染和砷、硫包裹等，經過不同方法氧化預處理后，金浸出率基本超過88 %，可大幅提高難處理金礦金浸出率。

4 結 語

隨著單一易處理金礦資源的日益枯竭，復雜難處理金礦資源已成為中國黃金生產的主要原料來源，如何簡單高效解決復雜難處理金礦金提取率低等問題，開發清潔、高效、短流程提金工藝仍值得深入研究。目前，加壓氧化、焙燒和生物氧化等預處理方法均已

在世界范圍內實現工業化應用，但各種預處理方法都有其優缺點及適用性，應根據礦石的工藝礦物學特性選擇合適的方法。機械活化法和微波預處理法均有助于難處理金礦中金的浸出，如何將其應用于工業生產仍需開展大量研究。在未來，應針對難處理金礦資源類型各異的特點完善金提取工藝技術，做到工藝技術指標的先進性、經濟指標的合理性和環保的安全性三者統一。

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Research progress and industrial application of pretreatment methods for refractory gold ores

Zhang Lei1，2，Guo Xueyi1，2，Tian Qinghua1，2，Zhong Shuiping3，Li Dong1，2，Qin Hong1，2

（1.School of Metallurgy and Environment，Central South University;

2.Cleaner Metallurgical Engineering Research Center，China Nonferrous Metals Industry Association;

3.Zijin Mining and Metallurgy Research Institute）

Abstract：With the depletion of simple and easy-to-treat gold resources，complex refractory gold resources have become the main source of raw materials for gold industry production in China.The main pretreatment methods for refractory gold ores are pressurized oxidation，roasting，biological oxidation and so on.The latest research progress and history of various pretreatment methods at home and abroad are summarized and analyzed，with emphasis on the industrial application? of pretreatment methods? used in typical gold smelters at home and abroad and the comparison of various indexes.The future research direction of pretreatment methods for refractory gold ores is prospected.

Keywords：refractory gold ore;pretreatment;pressurized oxidation;biological oxidation;roasting;industrial application

收稿日期：2021-03-20; 修回日期：2021-04-30

基金項目：湖南省環保廳環境保護科研課題;國家優秀青年科學基金（51922108）;湖南省杰出青年基金（2019JJ20031）

作者簡介：張 磊（1991—），男，湖南益陽人，博士研究生，研究方向為非氰提金及含砷固廢無害化處理;長沙市岳麓區麓山南路932號，中南大學冶金與環境學院，410083;E-mail：zhang_lei@csu.edu.cn

通信作者，E-mail：xyguo@csu.edu.cn，0731-88876255