专利名称：高碳高砷金矿的处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于矿产资源选矿领域，涉及一种高碳高砷金矿的处理工艺。
背景技术：
近年来，随着矿产资源的不断开发利用，易处理金矿资源日益贫乏，而低含量的矿石比例则随之升高，致使常规的选治方法在技术和经济两方面都面临严峻的挑战。针对许多矿山开采生产的含碳(石墨)含硫型金矿石，由于此矿石中含碳(石墨)或其他形式的碳物质和砷化物，若不经过处理直接氰化 浸出，在氰化浸出的过程中，这种含碳(石墨)和含砷的物质对金氰络合物具有相当强的吸附活性，一部分金转入溶液的氰化过程中，另一部分金却又被矿石中存在的碳化物或者砷化物所吸附而随尾矿流失，增加了金的损失，也降低了浸出率，这样这类矿石就给氰化提金工艺带来很大的障碍。目前处理这类难处理金矿主要是采用原矿细磨浮选-金精矿氧化-氰化提金工艺，通过氧化其中的碳化物以及砷化物，解离出包裹的金，然后采用氰化炭浸、氰化炭浆等工艺提金，目前工业应用的氧化方法主要有生物氧化、加压氧化、焙烧氧化。但是，生物氧化存在操作周期长，氧化不彻底，细菌对碳硫等有害离子敏感，金浸出率低等缺点，并且氧化后金精矿中的C元素和S元素等杂质大部分进入溶液中，造成酸性氧化液中和成本高，在处理含碳和含硫的金精矿时不能解决有机碳的“劫金”问题，影响金的浸出。目前，现有技术研究的比较多的是利用铁氧化菌和硫氧化菌组成的混合微生物菌齐 ，它们都是混合作用于难处理金矿物。现有技术的混合菌群主要是将低价硫化合物氧化为可溶性硫酸盐；这类混合菌群既能高效氧化Fe2+，又能高效氧化硫化物产生硫酸和硫酸盐，但是对碳化物或砷化物的作用较差；利用上述混合菌群处理高碳高砷金矿的效果并不佳。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种高碳高砷金矿的处理工艺。该方法中使用了微生物菌剂，在菌剂中各微生物配伍合理，相互协同，能够达到较佳的脱碳脱砷的效果，金的浸出率也大大提高，并且能够回收重复利用，环保无污染。一种高碳高砷金矿的处理工艺，其包括如下步骤:
将高碳高砷金矿经过碎矿机破碎，然后送至球磨机，磨至粒径为100目的矿粉，其中球磨机中添加活化剂，添加量为金矿质量的千分之一；所述活化剂按照硅酸钠:四氯化碳为I:1的质量比混合而成；加1% (V/V)的双氧水溶液调整成矿粉浓度为30% (w/v)的矿浆液；将菌剂投入到矿浆液中，其中菌剂和矿浆液的质量比例为1:100-200 ;边通入空气边搅拌，搅拌速度为200转/分，在30°C的条件下进行生物催化，催化时间为5天，其中在第三天时，在矿浆液中添加磷酸铵，其中磷酸铵和矿浆液的质量比例为1:100-200 ；
催化反应完成后，过滤收集滤液和滤渣，其中所得滤液可用于下一次催化反应；所得滤渣加水调配成固料浓度为30% (w/v)的渣浆，用石灰将渣浆pH调整到11，然后加入氰化钠，氰化钠用量Ikg/吨渣浆，通入空气，在200转/分的搅拌速度下氰化提金，氰化时间为24小时。上述菌剂由下列重量份的原料混合而成:
脂环酸芽孢杆菌8份、枯草芽孢杆菌6份、巨大芽孢杆菌4份、伯克霍尔德氏菌3份、铜绿假单胞菌2份、嗜酸氧化亚铁硫杆菌I份。所述脂环酸芽孢杆菌优选脂环酸芽孢杆菌Alicyclobacillus，CGMCC4500 (参见CN2011100247602公开使用)，将脂环酸芽孢杆菌的培养基为BAM培养基，30°C培养至活菌数达到1.0X IO8个/克。所述枯草芽孢杆菌优选为枯草芽孢杆菌subtil is) CGMCC No:0954(CN1554744A)、所述巨大芽孢杆菌优选为巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium) CGMCCNo:2267 (CN101215532A):将所述枯草芽孢杆菌或巨大芽孢杆菌试管种首先接种在牛肉膏蛋白胨培养基上，28-300C，作一级斜面培养，然后接种到三角瓶里做振荡二级液体培养，然后转入液体发酵罐做三级液体培养，最后接种到固体培养基上作四级培养，至产品中活菌数达到2.0-4.0X IO8个/克。所述伯克霍尔德氏菌优选伯克霍尔德氏菌Burkholderia sp，CGMCC N0.3223 (可参见CN101671636A);首先接种在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上，28_30°C，作一级斜面培养，然后发酵培养至产品中 活菌数达到1.0 X IO8个/克。所述铜绿假单胞菌优选Pseudomonas aeruginosa, ATCC15442 (例如参见文献Adaptation of Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442 to didecyldimethylammoniumbromide induces changes in membrane fatty acid composition and in resistanceof cells, Journal of Applied Microbiology, 2001);铜绿假单胞菌首先在培养基上，28-30°C，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养至产品中活菌数达到1.0X IO8 个 / 克，所述培养基成分为=NH4 Cl 1.0g, CH3 COONa 3.5g，MgCl 2 0.lg, CaCl2
0.lg, KH2 PO4 0.6g, K2 HPO4 0.4g，酵母膏 0.lg，水 IOOOmI，ρΗ7.2。所述嗜酸氧化亚铁硫杆菌优选嗜酸氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillusferrooxidans ATCC 53993(可参见文献 A genomic island provides Acidithiobacillusferrooxidans ATCC 53993 additional copper resistance: a possible competitiveadvantage.Appl Microbiol Biotechnol.2011);所述嗜酸氧化亚铁硫杆菌于9K培养基((NH4) SO4 3g/L, KCl 0.lg/L, K2HPO4 0.5g/L，Ca (NO3) 2 0.0lg/L, FeSO4.7H20 44.43g/L)28-30°C培养至产品中活菌数达到1.0X IO8个/克。将上述培养的菌液按照质量比例8:6:4:3:2:1混合得到菌剂液体；然后与载体搅拌混合，优选以80目的硅藻土为载体，按照液体菌剂:载体为3:1的重量比混合，然后进行干燥，干燥温度为29°C，干燥后含水量为30%。上述菌液的获得方式仅仅是优选方式，上述步骤中菌种扩大培养的方法不是唯一的，本领域技术人员可以根据常识选择合适的培养基及扩大培养方法，使活菌数达到IO8个/克。本发明所述菌种均可以从中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)中国典型培养物保藏中心以及美国模式培养物集存库(ATCC)购买得到。
本发明取得的有益效果如下:
1.本发明经过多年的研究，经历了大量单因子试验，终于选择出了合适的微生物种类以及配比，使得微生物之间较好的共生，它们之间具有较好的协同作用和优势互补，并且能够有效地能将难选金矿石中的碳化物以及硫化物分解，使微粒金暴露出来，易于氰化提取，大大提高了金的浸出率。2.本发明制备的菌剂对高碳高砷的耐受性好，并且能够回收重复利用，节约了资源，避免了环境污染。3.本发明无需高温煅烧处理步骤，大大降低了工业能耗，降低了成本。4.本发明在球磨过程中添加了活化剂，提高了粉碎效率，减少了金的损失率，降低了工业能耗。5.本发明的菌剂可处理含砷量15%以上，含碳8%以上的的高碳高砷金矿，并且由于碳硫等杂质的大幅度降低，氰化提金所需要的氰化钠得以大幅降低，氰化钠的用量仅为lkg/t渣浆。 6.本发明添加了合适量的双氧水，使得矿物质中的碳元素得到破坏，抑制覆盖，降低碳物质对金元素的束缚。
具体实施例方式以下将采用具体的实施例来对本发明作进一步的解释，但是不应当看作是对本发明创新精神的限制。实施例1
材料选的金矿是贵州省某高砷碳质金矿石。主要金属矿物为毒砂、黄铁矿以及黄铜矿等，主要非金属矿物以云母为主，次之为石英、石墨以及炭质。矿样的主要元素分析结果见表I。表I各主要元素成分分析
元素 As Fe Cu C_S_Au_
否量％ |l5.1 |21.3 |θ.04 |δ.2 |θ.4 |θ.0039
一种高碳高砷金矿的处理工艺，其包括如下步骤:
将高碳高砷金矿经过碎矿机破碎，然后送至球磨机，磨至粒径为100目的矿粉，其中球磨机中添加活化剂，添加量为金矿质量的千分之一；所述活化剂按照硅酸钠:四氯化碳为I:1的质量比混合而成；加1% (V/V)的双氧水溶液调整成矿粉浓度为30% (w/v)的矿浆液；
将菌剂投入到矿浆液中，其中菌剂和矿浆液的质量比例为1:200 ;边通入空气边搅拌，搅拌速度为200转/分，在30°C的条件下进行生物催化，催化时间为5天，其中在第三天时，在矿浆液中添加磷酸铵，其中磷酸铵和矿浆液的质量比例为1:200 ；催化反应完成后，过滤收集滤液和滤渣，其中所得滤液可用于下一次催化反应；所得滤渣加水调配成固料浓度为30% (w/v)的渣浆，用石灰将渣浆pH调整到11，然后加入氰化钠，氰化钠用量Ikg/吨渣浆，通入空气，在200转/分的搅拌速度下氰化提金，氰化时间为24小时；经检测金的浸出率为97.74%。上述菌剂由下列重量份的原料混合而成:
脂环酸芽孢杆菌8份、枯草芽孢杆菌6份、巨大芽孢杆菌4份、伯克霍尔德氏菌3份、铜绿假单胞菌2份、嗜酸氧化亚铁硫杆菌I份。所述脂环酸芽孢杆菌优选脂环酸芽孢杆菌Alicyclobacillus，CGMCC4500 (参见CN2011100247602公开使用)，将脂环酸芽孢杆菌的培养基为BAM培养基，30°C培养至活菌数达到1.0X IO8个/克。所述枯草 芽孢杆菌优选为枯草芽孢杆菌subtil is) CGMCC No:0954(CN1554744A)、所述巨大芽孢杆菌优选为巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium) CGMCCNo:2267 (CN101215532A):将所述枯草芽孢杆菌或巨大芽孢杆菌试管种首先接种在牛肉膏蛋白胨培养基上，28-300C，作一级斜面培养，然后接种到三角瓶里做振荡二级液体培养，然后转入液体发酵罐做三级液体培养，最后接种到固体培养基上作四级培养，至产品中活菌数达到2.0-4.0X IO8个/克。所述伯克霍尔德氏菌优选伯克霍尔德氏菌Burkholderia sp, CGMCC N0.3223 (可参见CN101671636A);首先接种在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上，28_30°C，作一级斜面培养，然后发酵培养至产品中活菌数达到1.0X IO8个/克。所述铜绿假单胞菌优选Pseudomonas aeruginosa, ATCC15442 (例如参见文献Adaptation of Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442 to didecyIdimethylammoniumbromide induces changes in membrane fatty acid composition and in resistanceof cells, Journal of Applied Microbiology, 2001);铜绿假单胞菌首先在培养基上，28-30°C，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养至产品中活菌数达到
1.0X IO8 个 / 克，所述培养基成分为=NH4 Cl 1.0g, CH3 COONa 3.5g，MgCl 2 0.lg, CaCl20.lg, KH2 PO4 0.6g, K2 HPO4 0.4g，酵母膏 0.lg，水 IOOOmI，ρΗ7.2。所述嗜酸氧化亚铁硫杆菌优选嗜酸氧化亚铁硫杆菌AcidithiobaciIIusferrooxidans ATCC 53993(可参见文献 A genomic island provides Acidithiobacillusferrooxidans ATCC 53993 additional copper resistance: a possible competitiveadvantage.Appl Microbiol Biotechnol.2011);所述嗜酸氧化亚铁硫杆菌于9K培养基((NH4) SO4 3g/L, KCl 0.lg/L, K2HPO4 0.5g/L，Ca (NO3) 2 0.0lg/L, FeSO4.7H20 44.43g/L)28-30°C培养至产品中活菌数达到1.0X IO8个/克。将上述培养的菌液按照质量比例8:6:4:3:2:1混合得到菌剂液体；然后与载体搅拌混合，优选以80目的硅藻土为载体，按照液体菌剂:载体为3:1的重量比混合，然后进行干燥，干燥温度为29°C，干燥后含水量为30%。上述菌液的获得方式仅仅是优选方式，上述步骤中菌种扩大培养的方法不是唯一的，本领域技术人员可以根据常识选择合适的培养基及扩大培养方法，使活菌数达到IO8个/克。实施例2囷剂效果对比试验:
研究人员将菌剂共分为四个组，具体为对照组1，对照组2，对照组3，实验组为本发明实施例1组。对照组1:菌剂为现有技术常用的嗜酸氧化亚铁硫杆菌与嗜酸硫杆菌按照1:1配比制得，氰化钠用量为5kg/t，其余同实施例1 ;对照组2:菌剂为脂环酸芽孢杆菌和嗜酸硫杆菌以及嗜铁钩端螺旋菌按照2:1:1配比制得，氰化钠用量为2kg/t，其余同实施例1 ;对照3:菌剂为脂环酸芽孢杆菌和嗜酸硫杆菌、嗜铁钩端螺旋菌以及铜绿假单胞菌按照3:2:I:1配比制得，氰化钠用量为lkg/t，处理方式通实施例2。通过检测获得脱砷率、脱碳率以及金的浸出率，见表2。表2 菌剂对比试验
权利要求
1.一种高碳高砷金矿的处理工艺，其包括如下步骤: 破碎氧化:将高碳高砷金矿经过碎矿机破碎，然后送至球磨机，磨至粒径为100目的矿粉，其中球磨机中添加活化剂，添加量为金矿质量的千分之一；所述活化剂按照硅酸钠:四氯化碳为1:1的质量比混合而成；加1%的双氧水溶液调整成矿粉浓度为30%的矿浆液； 生物催化:将菌剂投入到矿浆液中，其中菌剂和矿浆液的质量比例为1:100-200 ;边通入空气边搅拌，搅拌速度为200转/分，在30°C的条件下进行生物催化，催化时间为5天，其中在第三天时，在矿浆液中添加磷酸铵，其中磷酸铵和矿浆液的质量比例为1:100-200 ； 氰化反应:催化反应完成后，过滤收集滤液和滤渣，其中所得滤液可用于下一次催化反应；所得滤渣加水调配成固料浓度为30% (w/v)的渣浆，用石灰将渣浆pH调整到11，然后加入氰化钠，氰化钠用量Ikg/吨渣浆，通入空气，在200转/分的搅拌速度下氰化提金，氰化时间为24小时； 所述菌剂由下列重量份的原料混合而成: 脂环酸芽孢杆菌8份、枯草芽孢杆菌6份、巨大芽孢杆菌4份、伯克霍尔德氏菌3份、铜绿假单胞菌2份、嗜 酸氧化亚铁硫杆菌I份。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脂环酸芽孢杆菌优选脂环酸芽孢杆菌CGMCC4500 ;所述枯草芽孢杆菌优选为枯草芽孢杆菌CGMCC No:0954 ;所述巨大芽孢杆菌优选为巨大芽孢杆菌CGMCC No:2267:所述伯克霍尔德氏菌优选伯克霍尔德氏菌CGMCCN0.3223 ;所述铜绿假单胞菌优选ATCC15442 ;所述嗜酸氧化亚铁硫杆菌优选嗜酸氧化亚铁硫杆菌 ATCC 53993。
全文摘要
本发明属于冶金技术领域，涉及一种高碳高砷金矿的处理工艺，包括如下步骤，破碎氧化、生物催化以及氰化反应。通过上述处理工艺可以有效地脱除碳化物和砷化物，抑制了碳砷元素对金元素的覆盖，使得金的浸出率大大提高，并且环保无污染，适合工业化生产。
文档编号C22B11/08GK103205571SQ201310110720
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月1日 优先权日2013年4月1日
发明者唐守营, 尹国光, 施兴平, 刘畅, 唐相峰, 姚友海, 何智文, 胡大伟, 张冬梅, 陆海滨 申请人:山东黄金归来庄矿业有限公司