一种从金矿石中提取砷的方法
【专利摘要】一种从金矿石中提取砷的方法。其特征是其特征是步骤如下：以氧化亚铁嗜酸硫杆菌（Acidithiobacillusferrooxidans）为浸矿菌株，以硫酸铵，氯化钾，磷酸氢二钾，硝酸钙，硫酸亚铁为培养基，得到细菌培养液；将含砷金矿石粉加入细菌培养液中，配成矿浆，对矿浆细菌预氧化；中止预氧化，过滤，洗涤矿浆；从溶液中回收砷，预氧化渣用于提取黄金；用氢氧化钠调节上述含砷溶液的pH值，过滤后，往滤液中加入硫酸铜，调节溶液pH值，经沉淀、过滤、洗涤，得到亚砷酸铜；用氧化钙调节沉淀亚砷酸铜后的滤液pH值为，除去沉淀，用硫酸中和后达标排放。本发明的方法可以有效浸出矿石中的有害元素砷，砷的浸出率大于90%，大幅度降低了矿石中砷的含量，实现矿石中砷资源的综合回收利用。
【专利说明】一种从金矿石中提取砷的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种从金矿石中提取砷的方法。
【背景技术】
[0002]金以显微或次显微甚至晶格金的形式被包裹于含砷的硫化物矿物之中的矿石，属极难处理矿石。我国含砷难处理金矿石资源比较丰富，据不完全统计(以黄金金属量计)，约有2000吨左右。采用常规氰化提金工艺处理，金的浸出率很低，一般为20-50%。主要因为这类矿石在氰化浸出过程中，金很难与浸出药剂相结合，而且由于溶液中砷的硫化物溶解度较高，氰化时会大量消耗溶液中的氰化物和溶解氧。另外直接氰化浸金后矿石中的砷等有害元素继续存在固体废弃物中，容易造成二次污染。
[0003]要提高此类金矿石中金的氰化浸出率，必须在氰化浸出前进行预氧化处理。目前国内外对含砷难处理金矿石氧化预处理技术主要有焙烧氧化法、压热浸出法和搅拌槽浸细菌氧化法等。这几种方法均存在一定的缺陷，焙烧氧化法在焙烧过程中产生大量的二氧化硫和三氧化二砷等有毒气体，严重污染环境；压热浸出法对设备材料要求高，投资大，操作技术要求严格，方法成本高；搅拌槽浸细菌氧化法处理成本较低，但生产工艺中采用石灰中和沉淀法处理含砷废水，产生大量含砷沉淀物，存在二次污染风险。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是要克服现有技术的缺陷，提供一种从含砷难处理金矿石中提取砷的方法。综合回收矿石中的有害元素砷，破坏金矿石中砷矿物的晶体结构，使被包裹金暴露出来，改善金的氰化浸出效果。
[0005]本发明方法的具体步骤如下:
(1)菌种培养:以氧化亚铁嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)为浸矿菌株，以硫酸铵2~6g/L，氯化钾0.1~0.2g/L，磷酸氢二钾0.1~lg/L，硝酸钙0.01~0.03g/L，硫酸亚铁20~50g/L配成液体培养基，pHl.5~2.0，接种细菌后充气培养24~48h，得到细菌培养液；
(2)砷矿物细菌预氧化:将粒度为一0.043mm占75、5%的含砷金矿石粉加入细菌培养液中，配成固体物浓度质量分数为10-30%的矿浆，在细菌预氧化条件为:矿浆pH值1.5~2.0，温度25~45°C，充气量2~8L/L.min、搅拌速度为40(T600rpm对矿浆细菌预氧化，氧化时间3~10天；定期检测溶液中砷离子含量，当溶液中砷离子含量趋于稳定时，中止预氧化，过滤，洗涤矿浆；从溶液中回收砷，预氧化渣用于提取黄金；
(3)溶液中砷的回收:用固体氢氧化钠调节上述含砷溶液的pH值为5.5~6.5，过滤后，按铜与砷摩尔比为2: 1，往滤液中加入硫酸铜，调节溶液pH值为8.0-8.5，搅拌反应1~2h，经沉淀、过滤、洗涤，得到亚砷酸铜；用氧化钙调节沉淀亚砷酸铜后的滤液PH值为8.5^9.5，除去沉淀，用硫酸中和至PH值为6.5^7.5后达标排放。
[0006]本发明使用的菌种为氧化亚铁嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)；保藏单位:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心；保藏号:CGMCC N0.1832(中国专利号 ZL 200610140866.8)。
[0007]本发明得到的亚砷酸铜可以采用湿法冶金工艺转化为三氧化二砷和硫酸铜。
[0008]与已有传统技术相比，本发明的优点:
1.本发明的方法能够破坏含砷难处理金矿石中砷矿物的晶体结构，使被砷矿物包裹的显微或次显微甚至晶格金暴露出来，可以提高矿石中金的氰化浸出率。
[0009]2.本发明的方法可以有效浸出矿石中的有害元素砷，砷的浸出率大于90%，大幅度降低了矿石中砷的含量。这样既可以降低氰化过程中氰化钠的消耗量，同时也降低了氰化浸出渣对环境的污染风险。
[0010]3.本发明的方法能够以亚砷酸铜的形式从细菌预氧化溶液中回收有害元素砷，实现了矿石中砷资源的综合回收利用。
[0011]4.本发明的方法无废气产生，废水达标排放，有利于环境保护；本发明使用的微生物、化学反应药剂基本无毒，保证了生产的安全性。
【具体实施方式】
[0012]通过以下实例对本发明作进一步说明。
[0013]实施例1
某高砷难处理金精矿中含砷5.50%,金品位为40g/t矿石，粒度为一 0.043mm占90.50%，采用以下步骤处理:
(I)菌种培养:以氧化亚铁嗜酸硫杆菌为浸矿菌株，以硫酸铵5g/L，氯化钾0.lg/L，磷酸氢二钾0.5g/L，硝酸钙0.02g/L，硫酸亚铁45g/L配成液体培养基，pHl.80，培养基中接种细菌后充气培养36h，得到细菌培养液。
[0014](2)砷矿物细菌预氧化:将1000g含砷金精矿加入4000mL细菌培养液中，配成浓度为质量分数20%的矿浆，装入浸出搅拌槽中进行细菌预氧化。预氧化条件为:矿浆pH值1.80、温度301:、充气量5.0171.1^11、搅拌速度为500rpm。当溶液中砷离子含量达到12.97g/L，延长反应时间，砷含量不再增加，中止反应，氧化时间为7天。矿浆过滤、洗涤，固液分离，得到预氧化渣866g，预氧化渣用于提取金，渣中含砷0.36%，表明矿石中94.33%的砷进入溶液。
[0015](3)溶液中砷的回收:过滤液、洗涤液合并共计10L，溶液中砷含量为5.18g/L，用固体氢氧化钠调节上述含砷溶液PH值为6.05，溶液中的Cu2+、Pd2+、Zn2+、Fe3+等金属离子以氢氧化物的形式沉淀，过滤去除杂质离子。在搅拌条件下，按铜与砷摩尔比为2: I的量往滤液中加入硫酸铜，调节溶液PH值为8.13，反应1.5h，经沉淀，过滤，洗涤，干燥，得到亚砷酸铜粗级产品191g，含砷26.85%，表明溶液中99%的砷进入亚砷酸铜粗级产品。从矿石中砷的细菌浸出率为94.33%计算出砷的综合回收率为93.39%。沉砷后的废水用氧化钙调节PH值为9.0左右，进一步去除溶液中的杂质离子，经氧化钙除杂后的废水用硫酸中和至pH值为7.0左右，以去除溶液中的钙离子，处理后的废水可达标排放。
[0016]实施例2
某高砷难处理金精矿中含砷14.00%，金品位为41.5g/t矿石，粒度为一 0.043mm占92.30%，采用以下步骤处理:(I)菌种培养:以氧化亚铁嗜酸硫杆菌为浸矿菌株，以硫酸铵5g/L，氯化钾0.lg/L，磷酸氢二钾0.5g/L，硝酸钙0.02g/L，硫酸亚铁45g/L配成液体培养基，pHl.80，培养基中接种细菌后充气培养36h，得到细菌培养液。
[0017](2)砷矿物细菌预氧化:将500g含砷金精矿加入4500mL细菌培养液中，配成浓度为质量分数10%的矿浆，装入浸出搅拌槽中进行细菌预氧化。预氧化条件为:矿浆pH值1.80、温度30°C、充气量5.0L/L.min、搅拌速度为500rpm。当溶液中砷离子含量达到15.10g/L，延长反应时间，砷含量不再增加，中止反应，氧化时间为7天，矿浆过滤、洗涤，固液分离，得到预氧化渣421g，预氧化渣用于提取金，渣中含砷0.49%，表明矿石中97.06%的砷进入溶液。
[0018](3)溶液中砷的回收:过滤液、洗涤液合并共计10 L，溶液中砷含量为6.79g/L。用固体氢氧化钠调节上述含砷溶液PH值为6.15，溶液中的Cu2+、Pd2+、Zn2+、Fe3+等金属离子以氢氧化物的形式沉淀，过滤去除杂质离子。在搅拌条件下，按铜与砷摩尔比为2: I的量往滤液中加入硫酸铜，调节溶液PH值为8.07，反应2.0h,经沉淀，过滤，洗涤，干燥，得到亚砷酸铜粗级产品262g，含砷25.63%，表明溶液中98.89%的砷进入亚砷酸铜粗级产品。从矿石中砷的细菌浸出率为97.06%计算出砷的综合回收率为95.98%。沉砷后的废水用氧化钙调节pH值为9.0左右，进一步去除溶液中的杂质离子，经氧化钙除杂后的废水用硫酸中和至pH值为7.0左右，以去除溶液中的钙离子，处理后的废水可达标排放。
【权利要求】
1.一种从金矿石中提取砷的方法，其特征是步骤如下: (1)菌种培养:以氧化亚铁嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillusferrooxidans)为浸矿菌株，以硫酸铵2~6g/L，氯化钾0.1~0.2g/L，磷酸氢二钾0.1~lg/L，硝酸钙0.θ1~θ.03g/L，硫酸亚铁2(T50g/L配成液体培养基，pHl.5~2.0，接种细菌后充气培养24~48h，得到细菌培养液； (2)砷矿物细菌预氧化:将粒度为一0.043mm占75、5%的含砷金矿石粉加入细菌培养液中，配成固体物浓度质量分数为10-30的矿浆，在细菌预氧化条件为:矿浆pH值1.5~2.0，温度25~45°C，充气量2~8L/L.min、搅拌速度为40(T600rpm对矿浆细菌预氧化，氧化时间3~10天；定期检测溶液中砷离子含量，当溶液中砷离子含量趋于稳定时，中止预氧化，过滤，洗涤矿浆；从溶液中回收砷，预氧化渣用于提取黄金； (3)溶液中砷的回收:用固体氢氧化钠调节上述含砷溶液的pH值为5.5飞.5，过滤后，按铜与砷摩尔比为2: 1，往滤液中加入硫酸铜，调节溶液pH值为8.0-8.5，搅拌反应广2h，经沉淀、过滤、洗涤，得到亚砷酸铜；用氧化钙调节沉淀亚砷酸铜后的滤液PH值为8.5^9.5，除去沉淀，用硫酸中和至PH值为6.5^7.5后达标排放。
【文档编号】C22B11/00GK103667695SQ201310657811
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】周吉奎, 喻连香 申请人:广州有色金属研究院