本发明涉及生物湿法冶金和矿物加工
技术领域：
，具体涉及一种从含砷金矿中浸出金的方法。
背景技术：
黄金是当今世界重要的贵金属之一。在提金工艺中，氰化法是目前应用最广泛的提金方法，但氰化物的剧毒性已经越来越不适合于当今以环保为主题的社会。因此，亟需寻找一种能替代氰化法的高效、无毒、便捷的浸金方法。硫脲法因其具有毒性低、溶金速率快、干扰离子少等优点而成为替代氰化法的一个研究热点。含砷金矿中金通常以极细小颗粒或亚显微形态存在，甚至是以浸染状嵌布在砷黄铁矿的晶格中，因此，浸金前需进行预处理以暴露砷黄铁矿中的包裹金。目前的含砷金矿预处理方法有氧化焙烧法、加压氧化法、化学氧化法、微生物氧化法等。其中，生物氧化法因操作简单、浸出率高、并具有环境与经济方面的优势，极具发展和应用前景。微生物氧化法是利用嗜酸、嗜铁的氧化亚铁硫杆菌等微生物，经过适应性培养、驯化，在适宜的环境下通过其自身的氧化作用，将包裹在金表面的黄铁矿、砷黄铁矿等氧化，从而使金充分暴露出来。而生物氧化预处理后，采用无毒的酸性硫脲浸金，无需酸碱转型，节省了细菌氧化后氰化提金的强制洗矿除杂、矿浆酸碱转换等环节。然而，生物氧化周期长是阻碍微生物氧化法工业化广泛应用的主要方面，微生物氧化过程中不可避免地会生成大量的黄钾铁矾，其不但会紧密地覆盖在矿物颗粒的表面阻碍氧化剂与矿物的接触，并且会显著降低溶液中氧化剂fe(ⅲ)的含量，严重阻碍矿物的氧化，并造成硫脲消耗过大。为了控制黄钾铁钒的生成和减少硫脲的消耗，人们曾采用多种方法和措施。如在细菌氧化时，控制电位和ph使黄钾铁钒生成量降低或用碱法预处理分解黄钾铁钒；在硫脲浸金的过程中，加入一些还原剂(二氧化硫、亚硫酸钠、连二亚硫酸钠等)将三价铁还原成二价铁等。以上措施都可以降低黄钾铁钒生成，降低黄钾铁钒对后续矿物浸出的阻碍，减少硫脲的消耗，并保证金的浸出速率和浸出率。但也存在操作成本过高等问题，使得以上方法在工业生产上难以为继。专利“一种强化含砷金矿细菌预氧化的方法(zl201210402741.3)”通过添加fe(ⅲ)和ag(ⅰ)协同强化含砷金矿生物氧化过程的阳极和阴极反应，从而加速砷黄铁矿的氧化，但该法不能降低黄钾铁矾的生成。专利“用硫脲提取金、银的方法(cn92105962.0)”有浸金率高，生产周期短等优点，但其浸出过程中需添加含二氧化硫的工业烟气，污染生产环境，且不利于人工操作。以上专利虽在一定程度上可缩短生物氧化的周期。然而，目前尚未有一种简单、易操作、高效的既可以控制或缓解生物氧化过程中黄钾铁矾生成，又可以提高硫脲浸金浸出率的方法。技术实现要素：本发明的主要目的在于提供一种从含砷金矿中浸金的方法，以至少解决现有的生物氧化法氧化过程中生成黄钾铁矾，导致生物氧化周期长、硫脲消耗量大的技术问题。为了实现上述目的，本发明提供了一种从含砷金矿中浸金的方法，包括以下步骤：将含砷金矿磨细后添加到培养基中，加入焦磷酸亚铁和驯化的氧化亚铁硫杆菌，调节溶液ph至1.7～1.9进行生物氧化；待生物氧化完成后，进行固液分离得氧化渣和滤液，将氧化渣进行后续浸金处理。进一步地，优选将溶液ph调节至1.8。进一步地，所述培养基为9k培养基，其主要成分包括：(nh4)2so4含量为3.0g/l、mgso4·7h2o含量为0.5g/l、kcl含量为0.1g/l、ca(no3)2·4h2o含量为0.01g/l、feso4·7h2o含量为0～33.36g/l。进一步地，向所述培养基中加入焦磷酸亚铁后，培养基中焦磷酸亚铁的含量为5.71g/l～22.85g/l，且培养基中总的亚铁离子含量为9g/l。进一步地，所述驯化的氧化亚铁硫杆菌为用不同浓度焦磷酸亚铁经多次驯化后得到的氧化亚铁硫杆菌。进一步地，所述生物氧化的温度为20℃～40℃，生物氧化的时间为6～8天，搅拌转速为150～170转/分。进一步地，所述含砷金矿磨细后的粒度为0.074mm部分占80％以上。进一步地，所述将氧化渣进行后续浸金处理，包括：将所得滤液作为浸出溶液，将所得氧化渣加入到所述浸出溶液中，形成矿浆，并调节矿浆的液固比，对所述矿浆进行灭菌后调节体系ph至1.4～1.6，加入硫脲进行浸金。进一步地，优选将体系ph调节至1.5。进一步地，所述矿浆中，浸出溶液与氧化渣的液固质量比为3:1～5:1。进一步地，所述矿浆中，硫脲的浓度为10g/l～14g/l。进一步地，所述浸金过程的浸出温度为20℃～35℃，浸出时间为3～5小时，搅拌速度为400～600转/分。应用本发明的技术方案，通过在培养基中加入焦磷酸亚铁，焦磷酸根可与生物氧化过程中产生的fe(ⅲ)配位，并且具有较大的配位系数，不但可以显著提升溶液中fe(ⅲ)的含量，提高了体系的氧化电位，而且减少了fe(ⅲ)参与生成黄钾铁矾的含量，从根本上减少了生物氧化过程中黄钾铁矾的生成，降低了体系中黄钾铁矾的含量，有效缩短了生物氧化的周期，既减少了后续浸金过程中硫脲的消耗，也保证了硫脲的浸金动力学，焦磷酸根与fe(ⅲ)的配合物还可以作为后续硫脲浸金的氧化剂，大大降低了成本。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。如
背景技术：
所记载的，现有的生物氧化法在氧化过程中会生成大量的黄钾铁矾，阻碍矿物的氧化，从而延长生物氧化周期，并增加硫脲的消耗，为了解决该问题，本申请提供了一种从含砷金矿中浸金的方法。在本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种从含砷金矿中浸金的方法，包括以下步骤：将含砷金矿磨细后添加到培养基中，加入焦磷酸亚铁和驯化的氧化亚铁硫杆菌，调节溶液ph至1.7～1.9进行生物氧化；待生物氧化完成后，进行固液分离得氧化渣和滤液，将氧化渣进行后续浸金处理。该方法通过在培养基中加入焦磷酸亚铁，焦磷酸根可与生物氧化过程中产生的fe(ⅲ)配位，并且具有较大的配位系数，不但可以显著提升溶液中fe(ⅲ)的含量，提高体系的氧化电位，而且减少了fe(ⅲ)参与生成黄钾铁矾的含量，从根本上减少了生物氧化过程中黄钾铁矾的生成，降低了体系中黄钾铁矾的含量，使氧化剂更好地与矿物相接触，有效缩短了生物氧化的周期，既减少了后续浸金过程中硫脲的消耗，也保证了硫脲的浸金动力学，焦磷酸根与fe(ⅲ)的配合物还可以作为后续硫脲浸金的氧化剂，大大降低了生产成本。具体地，在上述的实施方式中，培养基优选采用9k培养基，其主要成分包括：(nh4)2so4含量为3.0g/l、mgso4·7h2o含量为0.5g/l、kcl含量为0.1g/l、ca(no3)2·4h2o含量为0.01g/l、feso4·7h2o含量为0～33.36g/l。所用的驯化的氧化亚铁硫杆菌为用不同浓度焦磷酸亚铁经多次驯化后得到的氧化亚铁硫杆菌。在上述实施方式中，向培养基中加入焦磷酸亚铁后，培养基中焦磷酸亚铁的含量优选控制在5.71g/l～22.85g/l，且培养基中总的亚铁离子含量保持在9g/l。若焦磷酸亚铁的添加量太少，无法达到预期的效果；细菌生存的最佳铁含量为9g/l，为使亚铁含量不超过生物体系亚铁总量，焦磷酸亚铁的添加量不能超过22.85g/l。在生物氧化过程中，优选将生物氧化的温度控制在20℃～40℃，更优选为30℃，搅拌转速控制在150～170转/分，更优选为160转/分。在将含砷金矿加入到培养基中之前，先将含砷金矿磨细至粒度为0.074mm部分占80％以上，以增大矿物与培养基的接触面积，缩短生物氧化周期。在上述条件下，生物氧化的时间可缩短至6～8天，当用焦磷酸亚铁完全替换培养基中的硫酸亚铁时(即焦磷酸亚铁添加量为22.85g/l，feso4·7h2o含量为0时)，生物氧化的时间可缩短为6天。在上述条件下，经生物氧化后，含砷金矿中砷的浸出率大于89％，并且，当用焦磷酸亚铁完全替换培养基中的硫酸亚铁时，含砷金矿中砷的浸出率达到90.4％。采用上述的生物氧化方法可以有效减少生物氧化过程中黄钾铁矾的生成，使生物氧化周期缩短，并且可使砷的浸出率提升5％～20％，且该方法价格低廉、高效、简单易操作。具体地，在上述实施方式中，将氧化渣进行后续浸金处理的具体过程包括：将生物氧化后所得滤液作为浸出溶液，将生物氧化后所得氧化渣加入到浸出溶液中，形成矿浆，对矿浆进行灭菌后，加入稀硫酸调节体系ph至1.4～1.6，然后再加入硫脲进行浸金。在硫脲浸金体系中，造成硫脲消耗量大的原因有很多种。但本申请的发明人研究发现，三价铁离子的氧化是造成硫脲消耗的最主要原因，其他因素如硫脲自身的稳定性、矿物表面吸附、其他金属离子的影响等，在多数情况下影响甚微。为了控制硫脲浸金时矿浆中三价铁离子的浓度及配体类型，本申请通过在生物氧化过程中加入高配位的焦磷酸根离子，来调节三价铁离子的浓度，控制氧化电位，采用生物氧化后得到的滤液作为浸出溶液，调节矿浆液固比，经过灭菌后，消除细菌对后续硫脲浸金的影响，不仅实现了滤液的循环利用，而且滤液中含有的焦磷酸根与fe(ⅲ)的配合物可以为硫脲浸金提供氧化剂，既减少了硫脲的消耗，也保证了硫脲的浸金动力学，有利于进一步降低生产成本。在上述实施方式中，矿浆中浸出溶液与氧化渣的液固质量比优选控制在3:1～5:1；硫脲的浓度优选控制在10g/l～14g/l；浸金过程的浸出温度优选控制在20℃～35℃，搅拌速度优选控制在400～600转/分。在此条件下，金的浸出率可达76％～88％甚至更高，浸出时间只需3～5小时；并且浸出溶液与氧化渣在此液固质量比下最为经济有效。总体而言，本申请通过在培养基中添加焦磷酸亚铁，部分或完全替换培养基中的硫酸亚铁，利用焦磷酸根离子与三价铁离子形成高配位的配合物，不但显著提升了溶液中fe(ⅲ)的含量，提高了体系的氧化电位，而且减少了黄钾铁矾的生成，缩短了生物氧化的周期，提高了砷的浸出率；并且，生物氧化后的滤液通过调整矿浆液固比后，还可作为浸出溶液循环利用，滤液中焦磷酸根与三价铁的配合物还可在硫脲浸金过程中作为氧化剂，不仅减少了硫脲的消耗，而且进一步降低了生产成本。下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不应将其理解为对本发明保护范围的限制。以下各实施例及对照例所用含砷金矿多元素分析结果如表1所示。表1含砷金矿多元素分析结果/％au(g/t)ag(g/t)cufesassbccaomgoal2o3sio242.4929.420.2016.9314.255.400.670.803.291.207.4334.67试验条件：采用湿式或干式磨矿将含砷金矿磨至粒度小于0.074mm部分含量占80％以上，然后将2g含砷金矿加入生物浸出体系中，其中微生物为采用不同浓度焦磷酸亚铁多次驯化后的氧化亚铁硫杆菌，缺铁缺磷9k培养基成分为：(nh4)2so4含量为3.0g/l、mgso4·7h2o含量为0.5g/l、kcl含量为0.1g/l、ca(no3)2·4h2o含量为0.01g/l。对照例：向250ml锥形瓶中加入100ml缺铁9k培养基，2g含砷金矿，15ml驯化后的氧化亚铁硫杆菌，feso4·7h2o用量为44.48g/l，使用稀硫酸调节溶液ph为1.8，在30℃转速为160rpm的恒温摇箱中氧化8天后，过滤，得滤液和氧化渣，砷的浸出率为82.8％。实施例1：向250ml锥形瓶中加入100ml缺铁缺磷9k培养基，2g含砷金矿，15ml驯化后的细菌，fe2p2o7的用量为5.71g/l，feso4·7h2o的用量为33.36g/l，使用稀硫酸调节溶液ph为1.8，在30℃转速为160rpm的恒温摇箱中氧化8天后，过滤，得滤液和氧化渣，砷的浸出率为89.8％。实施例2：向250ml锥形瓶中加入100ml缺铁缺磷9k培养基，2g含砷金矿，15ml驯化后的细菌，fe2p2o7的用量为14.28g/l，feso4·7h2o用量为16.68g/l，使用稀硫酸调节溶液ph为1.8，在30℃转速为160rpm的恒温摇箱中氧化7天后，过滤，得滤液和氧化渣，砷的浸出率为90.6％。实施例3：向250ml锥形瓶中加入100ml缺铁缺磷9k培养基，2g含砷金矿，15ml驯化后的细菌，fe2p2o7的用量为22.85g/l，使用稀硫酸调节溶液ph为1.8，在30℃转速为160rpm的恒温摇箱中氧化6天后，过滤，得滤液和氧化渣，砷的浸出率为90.4％。实施例4：向250ml烧杯中加入实施例1所得的氧化渣20g，用硫酸铁2.4g作为氧化剂，加入100ml水，再用1.5mol/l的稀硫酸调ph为1.5，加入硫脲1.4g，在25℃转速为400rpm的搅拌器里搅拌4个小时，金的浸出率为76.8％。实施例5：向250ml烧杯中加入实施例1所得的氧化渣20g，用实施例2所得的滤液100ml作为浸出溶液，形成矿浆，灭菌后再用1.5mol/l的稀硫酸调ph为1.5，加入硫脲1.4g，在25℃转速为400rpm的搅拌器里搅拌4个小时，金的浸出率为80.5％。实施例6：向250ml烧杯中加入实施例2所得的氧化渣20g，用实施例1所得的滤液100ml作为浸出溶液，形成矿浆，灭菌后再用1.5mol/l的稀硫酸调ph为1.5，加入硫脲1.4g，在25℃转速为400rpm的搅拌器里搅拌4个小时，金的浸出率为78.6％。实施例7：向250ml烧杯中加入实施例2所得的氧化渣20g，用实施例2所得的滤液100ml作为浸出溶液，形成矿浆，灭菌后再用1.5mol/l的稀硫酸调ph为1.5，加入硫脲1.4g，在25℃转速为400rpm的搅拌器里搅拌4个小时，金的浸出率为88.3％。由以上结果可知，采用焦磷酸亚铁完全取代硫酸亚铁(实施例3)，生物氧化含砷金矿的浸出周期由对照例的8天显著缩短至6天，且砷的浸出率也由对照例的82.8％显著提升至90.4％。在硫脲浸金中，用实施例2所得的滤液作为浸出溶液，金的浸出率从76.8％显著提高到88.3％。综上所述，通过对照例与实施例1-7的比较可知，本发明不但可显著缩短生物氧化含砷金矿的浸出周期，也可大幅提升砷的浸出率，从而更有利于金的暴露；将本发明生物氧化后的滤液作为后续硫脲浸金的浸出溶液，还可以显著提高硫脲浸金的金浸出率。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12