本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域，涉及一種含硫砷難處理金礦提金方法，實(shí)現(xiàn)細(xì)菌對(duì)含硫砷難處理金礦的高效預(yù)氧化及金的浸出，從而為含硫砷難處理金礦提金創(chuàng)造有利條件。

背景技術(shù)：

黃金不僅具有難以替代的貨幣儲(chǔ)值和規(guī)避金融風(fēng)險(xiǎn)的作用，而且還在工業(yè)和高科技領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在我國(guó)，隨著易選金礦資源的日益枯竭，難處理金礦成為黃金生產(chǎn)的主要原料，難處理金礦占世界黃金儲(chǔ)量的60％以上，但利用率低。高效利用難處理金礦成為提金領(lǐng)域重要而緊迫的研究課題。生物濕法冶金技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、投資少、成本低、反應(yīng)溫和、經(jīng)濟(jì)效益較高、清潔的特點(diǎn)，并且能有效開發(fā)低品位、難處理礦產(chǎn)資源而成為冶金領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。近幾十年，生物冶金技術(shù)已在難處理金礦的浸出中有了廣泛的研究，并成功地獲得了工業(yè)應(yīng)用，如我國(guó)的德興銅礦、紫金礦業(yè)、山東招金等?？梢?jiàn)，利用生物冶金技術(shù)來(lái)處理金礦，尤其是含硫砷難處理金礦方面具有廣闊的前景。

目前細(xì)菌氧化含硫砷難處理金礦的工業(yè)進(jìn)程比較緩慢，問(wèn)題主要在細(xì)菌浸出含硫砷難處理金礦速度慢和硫砷浸出率低，因此，強(qiáng)化細(xì)菌氧化含硫砷金礦，尋找強(qiáng)化浸出的方法，將是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的關(guān)鍵。

有研究表明金屬礦物的浸出速度和浸出介質(zhì)中細(xì)菌的濃度成正比，要想提高礦物的浸出速度，則必須保證細(xì)菌快速生長(zhǎng)繁殖。在細(xì)菌浸出含硫砷難處理金礦過(guò)程中要做到這一點(diǎn)的重要條件之一是降低浸出液中砷的毒性，給細(xì)菌提供一個(gè)快速繁殖的良好環(huán)境。在細(xì)菌浸出含硫砷難處理金礦的溶液中，As³⁺的毒性約是As⁵⁺的60倍。對(duì)于降低浸出過(guò)程中砷的毒性，目前的研究有：1)利用氧化劑的強(qiáng)氧化性將As³⁺轉(zhuǎn)化為As⁵⁺；2)利用鐵和砷反應(yīng)形成砷酸鹽沉淀或次生礦物；3)依靠Fe³⁺對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生的激活作用，促使細(xì)菌將砷排除體外。上述研究利用氧化劑將As³⁺轉(zhuǎn)化為As⁵⁺，但溶液中砷濃度并沒(méi)有降低，As⁵⁺的毒性也是比較強(qiáng)的，且加入氧化劑對(duì)細(xì)菌的活性是有害的，另外砷達(dá)到一定量時(shí)會(huì)形成砷酸鹽沉淀或者次生礦物覆蓋在金礦表面形成鈍化膜，阻礙金礦的進(jìn)一步氧化。因此最好的方法是采用物理吸附的方法降低溶液中砷的濃度，同時(shí)避免生成沉淀。

活性炭在生物冶金中的添加鮮有報(bào)道，Nakazawa H、張衛(wèi)民、周培國(guó)等人在黃銅礦細(xì)菌浸出過(guò)程中添加活性炭的研究證實(shí)，雖然添加活性炭后降低了細(xì)菌的活性，但可以加快黃銅礦的氧化速度，縮短浸出周期，提高銅的浸出率，究其原因是活性炭是良好的導(dǎo)體，靜電位高，與反應(yīng)生成的銅離子形成電對(duì)，強(qiáng)化了黃銅礦的電化學(xué)浸出。楊洪英、劉偉、佟琳琳等人在鈷礦物的生物浸出中加入活性炭可以縮短浸出周期，提高鈷的浸出率，其原理仍然是電化學(xué)浸出，即原電池效應(yīng)。所以他們?yōu)榱藦?qiáng)化原電池效應(yīng)，必須要將活性炭磨的比較細(xì)(達(dá)到80～200目占100％)才能滿足原電池的需要。

以上研究對(duì)金礦尤其是難處理金礦的生物預(yù)氧化以及整體應(yīng)用沒(méi)有可借鑒性。首先，含硫砷金礦中硫化物(黃鐵礦、砷黃鐵礦等)是極易被細(xì)菌氧化的，其難點(diǎn)是氧化后溶液中的砷會(huì)毒害細(xì)菌，導(dǎo)致細(xì)菌失活，從而使生物預(yù)氧化過(guò)程終止，所以含硫砷生物預(yù)氧化強(qiáng)化的關(guān)鍵是處理溶液中的砷。其次，含硫砷金礦經(jīng)過(guò)細(xì)菌預(yù)氧化處理后要進(jìn)一步提金，眾所周知，金礦里最怕含碳，炭會(huì)對(duì)金造成“劫金”，炭的吸附作用會(huì)導(dǎo)致礦石里的金無(wú)法浸出回收利用(本發(fā)明外加活性炭則會(huì)吸附浸出的金，進(jìn)一步增強(qiáng)礦石中金的浸出)，因此，以上方法會(huì)惡化金的浸出。

因此，如何將浸出液中的砷離子濃度降低，且避免砷離子產(chǎn)生沉淀是加快細(xì)菌浸出含硫砷難處理金礦的關(guān)鍵，同時(shí)添加物不能影響后續(xù)浸金。

基于目前細(xì)菌浸出含硫砷難處理金礦效率低的問(wèn)題，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種含硫砷難處理金礦提金方法，解決細(xì)菌浸出含硫砷難處理金礦浸出周期長(zhǎng)和浸出率低的問(wèn)題，以及后續(xù)浸金回收率低的問(wèn)題，為含硫砷難處理金礦的高效開發(fā)利用提供技術(shù)指導(dǎo)。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種含硫砷難處理金礦提金方法，在細(xì)菌預(yù)氧化含硫砷難處理金礦時(shí)添加固體活性炭。

所述的方法，固體活性炭在預(yù)氧化體系中的用量為6g/L～10g/L，優(yōu)選8-10g/L。

所述的方法，固體活性炭粒度范圍為1mm～5mm。

所述的方法，細(xì)菌預(yù)氧化體系包括：9K培養(yǎng)基、含硫砷難處理金礦、固體活性炭、嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌。

所述的方法，細(xì)菌預(yù)氧化體系溶液中接種后細(xì)菌濃度1～2.0×10⁸個(gè)/ml，細(xì)菌預(yù)氧化體系液固比為5-20ml/g。

所述的方法，細(xì)菌預(yù)氧化體系溶液電位控制在500-550mv，預(yù)氧化的時(shí)間范圍6-10天。

所述的方法，控制活性炭添加量使溶液中總砷的濃度范小于8g/L。

所述的方法，細(xì)菌預(yù)氧化完成后，調(diào)整礦漿濃度和pH值后加入浸金劑進(jìn)行金的浸出。

所述的方法，浸出完成后濾網(wǎng)過(guò)濾回收活性炭，然后解析回收金和砷，最后固體活性炭返回細(xì)菌預(yù)氧化系統(tǒng)進(jìn)行再次利用。

所述的方法，該方法適合于各種含硫砷難處理金礦。

本發(fā)明的方法可以顯著縮短微生物浸礦周期和提高浸出率，縮短反應(yīng)周期5天以上，砷的浸出率最高可達(dá)到80％以上，較未添加活性炭增大了30％。浸礦中后期浸出體系中細(xì)菌的濃度達(dá)到10^9～12個(gè)/ml，較未添加活性炭的增加10^1～3倍。一方面固體活性炭在催化含硫砷難處理金礦細(xì)菌浸出的初始階段，對(duì)浸出液中的As離子有吸附作用，特別是As³⁺的吸附，減少了As³⁺對(duì)細(xì)菌的毒害作用，從而促進(jìn)了細(xì)菌的增殖，使總生物量迅速增加，同時(shí)，溶液中砷濃度減少，減少了砷酸鐵的大量生成，減少了金礦表面鈍化物的生成，從而促進(jìn)了含硫砷金礦的活性氧化。固體活性炭的添加吸附溶液中的砷后，細(xì)菌活性增加，加速了對(duì)Fe²⁺的氧化速率，浸出過(guò)程中Fe³⁺濃度保持在較高的水平，從而促進(jìn)含硫砷難處理金礦的氧化分解。分解產(chǎn)生的Fe(II)和S是細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的能源進(jìn)一步強(qiáng)化含硫砷難處理金礦的浸出，從而促進(jìn)了細(xì)菌浸出含硫砷難處理金礦的速率。在生物預(yù)氧化后進(jìn)行金的浸出，活性炭正好作為金的吸附劑，擴(kuò)大了活性炭的利用價(jià)值，使活性炭得到循環(huán)利用，節(jié)約了能源，對(duì)環(huán)境保護(hù)具有舉足輕重的意義。因此，該方法將是一種有效提高細(xì)菌浸出含硫砷難處理金礦中砷浸出率的措施及回收金的有效方法。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。

實(shí)施條件：

含硫砷難處理金礦砷的含量為19.32％，主要以硫化砷和砷黃鐵礦形式存在。其它條件：氧化礦的細(xì)菌為常規(guī)浸礦細(xì)菌嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌，預(yù)氧化溫度28-32℃，轉(zhuǎn)速120-180r/min，生物氧化液固比為5-20ml/g，控制活性炭添加量使溶液中總砷的濃度范小于8g/L，細(xì)菌預(yù)氧化體系溶液電位控制在500-550mv，預(yù)氧化的時(shí)間范圍6-10天。金的浸出條件與常規(guī)浸出條件一致，浸金液固比為3:1ml/g，攪拌轉(zhuǎn)速600-1000rpm,常溫常壓。

實(shí)施例1：在250mL錐形瓶中加入100mL的9K培養(yǎng)基溶液，然后加入一定質(zhì)量的含硫砷難處理金礦進(jìn)行滅菌，滅菌后加入6g/L的固體活性炭，最后接種15ml嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(A.f菌)在體系中(體系中細(xì)菌的濃度為1.6×10⁸個(gè)/ml)，細(xì)菌預(yù)氧化完成后，調(diào)整礦漿濃度和pH值后加入浸金劑進(jìn)行金的浸出。砷的浸出率為66.1％，浸出液中As³⁺的濃度3.2g/L，As⁵⁺的濃度2g/L，細(xì)菌的濃度為10⁹個(gè)/ml，金的回收率為73.1％。

實(shí)施例2：在250mL錐形瓶中加入100mL的9K培養(yǎng)基溶液，然后加入一定質(zhì)量的含硫砷難處理金礦進(jìn)行滅菌，滅菌后加入8g/L的固體活性炭，最后接種15ml嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(A.f菌)在體系中(體系中細(xì)菌的濃度為1.6×10⁸個(gè)/ml)，細(xì)菌預(yù)氧化完成后，調(diào)整礦漿濃度和pH值后加入浸金劑進(jìn)行金的浸出。砷的浸出率為81.2％，浸出液中As³⁺的濃度3g/L，As⁵⁺的濃度2.1g/L，細(xì)菌的濃度為10¹²個(gè)/ml，金的回收率為95.8％。

實(shí)施例3：在250mL錐形瓶中加入100mL的9K培養(yǎng)基溶液，然后加入一定質(zhì)量的含硫砷難處理金礦進(jìn)行滅菌，滅菌后加入10g/L的固體活性炭，最后接種15ml嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(A.f菌)在體系中(體系中細(xì)菌的濃度為1.6×10⁸個(gè)/ml)，細(xì)菌預(yù)氧化完成后，調(diào)整礦漿濃度和pH值后加入浸金劑進(jìn)行金的浸出。砷的浸出率為77.9％，浸出液中As³⁺的濃度2.8g/L，As⁵⁺的濃度2g/L，細(xì)菌的濃度為10¹¹個(gè)/ml，金的回收率為90.15％。

實(shí)施例4：在250mL錐形瓶中加入100mL的9K培養(yǎng)基溶液，然后加入一定質(zhì)量的含硫砷難處理金礦進(jìn)行滅菌，滅菌后加入8g/L的固體活性炭，最后接種15ml嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(A.f菌)在體系中(體系中細(xì)菌的濃度為1.6×10⁸個(gè)/ml)，細(xì)菌預(yù)氧化完成后，調(diào)整礦漿濃度和pH值后加入浸金劑進(jìn)行金的浸出。砷的浸出率為83.5％，浸出液中As³⁺的濃度3.1g/L，As⁵⁺的濃度1.9g/L，細(xì)菌的濃度為10¹²個(gè)/ml，金的回收率為96.7％。

實(shí)施例5：在250mL錐形瓶中加入100mL的9K培養(yǎng)基溶液，然后加入一定質(zhì)量的含硫砷難處理金礦進(jìn)行滅菌，滅菌后加入8g/L的固體活性炭，最后接種15ml嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(A.f菌)在體系中(體系中細(xì)菌的濃度為1.6×10⁸個(gè)/ml)，細(xì)菌預(yù)氧化完成后，調(diào)整礦漿濃度和pH值后加入浸金劑進(jìn)行金的浸出。砷的浸出率為87.5％，浸出液中As³⁺的濃度3.1g/L，As⁵⁺的濃度1.9g/L，細(xì)菌的濃度為10¹²個(gè)/ml，金的回收率為97.4％。

對(duì)照例1：在250mL錐形瓶中加入100mL的9K培養(yǎng)基溶液，然后加入一定質(zhì)量的含硫砷難處理金礦進(jìn)行滅菌，滅菌后不添加固體活性炭，最后接種15ml嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(A.f菌)在體系中(體系中細(xì)菌的濃度為1.6×10⁸個(gè)/ml)，細(xì)菌預(yù)氧化完成后，調(diào)整礦漿濃度和pH值后加入浸金劑進(jìn)行金的浸出。砷的浸出率為59.19％，浸出液中As³⁺的濃度3.9g/L，As⁵⁺的濃度2.1g/L，細(xì)菌的濃度為10⁸個(gè)/ml，在浸金時(shí)外加固體活性炭8g/L，金的回收率為70％。

對(duì)照例2：在250mL錐形瓶中加入100mL的9K培養(yǎng)基溶液，然后加入一定質(zhì)量的含硫砷難處理金礦進(jìn)行滅菌，滅菌后加入8g/L(磨至200目達(dá)到100％)的固體活性炭，最后接種15ml嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(A.f菌)在體系中(體系中細(xì)菌的濃度為1.6×10⁸個(gè)/ml)，細(xì)菌預(yù)氧化完成后，調(diào)整礦漿濃度和pH值后加入浸金劑進(jìn)行金的浸出。砷的浸出率為61.5％，浸出液中As³⁺的濃度2.4g/L，As⁵⁺的濃度1.6g/L，細(xì)菌的濃度為5*10⁸個(gè)/ml，金的回收率為5％。