英泰克金生产工艺的说明（IGP）-httpwww

1英泰克有限公司ABN25001150849卓越和可持续的金属生产工艺公司地址：IntecLtdGordonChiuBuildingJ01DepartmentofChemicalEngineeringMazeCrescentUniversityofSydneyNSW2006Australia英泰克金生产工艺(IGP)1.引言英泰克金生产工艺(IGP)已经发展成为用氯化物从难处理的硫化矿床中选择性回收金的生产工艺。硫化矿床的开发一般是通过对地下矿石进行浮选来生产精矿，然后在预加工步骤把它加工成为硫氧化物矿物，最后用氰化物从氧化残渣中提取金。商业上可选的预加工步骤包括煅烧，加压氧化（POx）和生物氧化（BiOx）。IGP与湿法冶金学上的POxandBiOx不一样，选择用卤化物介质而不是硫酸盐介质。金不溶于硫酸，而卤化物如氰化物，可以与金形成牢固的络合物从而促进溶解，然后用活性炭吸附回收。氯化物是比氰化物弱些的配体，要求在酸性环境下（pH2）和较高的溶液温度和势能（氧化还原电位）才能对金进行有效提取。在处理难熔的硫酸盐中，使用氯化物可使硫化物的氧化与金的溶解得以同时进行。一旦含金的溶液与氧化的矿浆分离，溶解的金就可以用活性炭来吸附回收，然后用电解冶金法用氰化物洗脱来最终回收金属金。IGP因此与现在的商业惯例不同，商业惯例是从氧化过的残渣中用氰化物来提取金，需要一个单独的专门用于除去残留的氰化物的浸滤工序，这是昂贵的。IGP与现在的湿法冶金惯例的对比见图1。生产工艺浸滤液氧气来源温度（℃）压力（Atm.）停留时间初级二级IGP氯化物无空气90-10016-20小时BiOx硫酸盐氰化物空气45-751100-150小时POx硫酸盐氰化物氧气200301-2小时表1IGP相对于其它难处理的金的生产工艺技术的特性电话号码：[phone]传真号码：[phone]电子邮件：[e-mail]公司网站：：INL2还有一些反映含金矿石难熔的因素，如图2所示类型难熔特性的原因释放锁在硅酸盐，金属硫化物，碳等中的物理特性包藏由于形成一层化学保护层而发生钝化化学形成含金的化合物如碲化金和aurostibite替代在红土矿中元素被金替代，如说在硫化铁矿的“固溶”金吸附在矿浆中用活性炭物质吸附溶解的金表2难溶特性的原因IGP已经发展为专为加工那些被列入第三和第四类的“化学”和“替代”的难熔的矿石中生产出来的精矿。全球金储量主要就是这两类，这是由硫化铁比如说砷黄铁矿和黄铁矿支配的。砷黄铁矿和黄铁矿有时单独存在，更普通的是以化合物的形式存在。真金矿比如说碲金矿（AuTe2），锑金矿（AuSb2）就没有那么普遍，但是也一样可迅速处理。2．IGP生产工艺化学过程和流程图包括砷黄铁矿和黄铁矿这两种难处理的金矿的IGP流程图和化学过程的描述如下。砷黄铁矿难熔的金矿中砷主要是以砷黄铁矿（FeAsS）的形式存在的。金在砷黄铁矿中大部分被“锁定”为晶格边界的种类，通常称为固溶体，而不是作为天然黄金，所以需要对砷黄铁矿晶格进行完全的破坏以使之释放出来。IGP砷黄铁矿晶格的破坏是通过化学氧化达到的，总反应如下：FeAsS+2O2FeAsO4+S(1)氧气不能直接氧化砷黄铁矿，因为它在溶液中的溶解度极低，但是可以通过几个中间步骤的反应进行氧化。氧气，在常压下可以通过鼓入空气直接提供用于浸滤，最初以二价铜离子的形式（Cu2+）来产生可溶的氧化剂，反应如下：2Cu++1/2O2+2H+2Cu2++H2O(2)这个反应在空气气泡和溶液之间的分界面上发生。二价铜离子随后被氧化为砷黄铁矿，反应如下：FeAsS+7Cu2++4H2OH3AsO4+Fe2++S+5H++7Cu+(3)亚铁和亚铜反应产物然后通过鼓入空气进行进一步的氧化，根据反应（2）和以下的反应：3Cu2++Fe2+Cu++Fe3+(4)三价铁离子的存在使砷酸迅速的形成不溶的砷酸铁，反应如下：H3AsO4+Fe3+FeAsO4+3H+(5)砷酸铁在高氯化物溶液中形成，在IGP的操作条件下，砷酸铁在环境中非常透明而且稳定。Cu2+/Cu+电对的作用通过Fe3+/Fe2+电对作为本底浓度来补充的，铁的浓度在溶液中是一直存在的。在Cu2+和Fe3+的影响和氧气存在下，达到的电位为850mV（相对于SHE）。这个电位足够溶解金，可形成氯溴化物来使金固定，反应如下，：3Cu2++Au+4Cl-AuCl4-+3Cu+(6)氧化作用是在90℃-95℃的温度和含有20-40g/LCu2+离子的8M-氯化物电解质的条件下进行。黄铁矿IGP中硫铁矿（FeS2）的氧化需要经过一系列与砷黄铁矿氧化一样的中间反应来达到。总反应如下：4FeS2+15O2+2H2O8SO42-+4Fe3++4H+(7)需要注意的是，相对于砷黄铁矿中的硫只能氧化为元素状态来说，硫铁矿的硫是一路氧化为硫酸盐的。黄铁矿比砷黄铁矿更难加工，需要更细的研磨尺寸来达到合适的反应动力学，正如在第三部分中解释的那样。但是，单独的硫铁矿样品展现出可变的再生性，可在砷的影响下取代晶格中一部分硫。这些黄铁矿通常被称之于砷黄铁矿。砷污染程度越高，达到As/S比率的黄铁矿的再生性比砷黄铁矿再生性更大。黄铁矿反应，用的是与砷黄铁矿氧化一样的溶液，在温度95℃-100℃之间通过Cu2+/Cu+电对进行的。反应如下：FeS2+14Cu2++8H2O2SO42-+Fe2++16H++14Cu+(8)根据反应2和4，Cu+和Fe2+通过鼓入空气或者氧气进行氧化（如果有需要）,加入石灰石以使pH值大致为1-1.5，使三价铁离子和硫酸盐沉淀形成赤铁矿和无水石膏,反应如下：42Fe3++3H2OFe2O3+6H+(9)2H++SO42-+CaCO3CaSO4+H2O+CO2(10)需要控制石灰石的加入量来维持溶液稳定以及使过量的三价铁离子沉淀。工艺流程图IGP处理混合的砷黄铁矿/黄铁矿金矿的流程图如1所示。图1IGP处理砷黄铁矿/黄铁矿混合金精矿的简单流程图3．精矿研磨大小研磨至80%（P80）的颗粒为70-100微米尺寸范围内的精矿，这是可以得到的。测试表明，当精矿重新研磨到合适的大小时，反应动力学得到极大的加强，这是由每一个独立的精矿的特性决定的。砷黄铁矿是最重要的含金的矿物，研磨至80%的颗粒为30-40微米尺寸范围内的精矿已经被证明可以很好地提取金和保证合适的浸滤保留时间。金锁定在黄铁矿，研磨的尺寸主要依靠黄铁矿的再生性，这已经在前面解释过，可以变化很大。对于更有活性的黄铁矿，砷黄铁矿使用研磨，而更难熔的黄铁矿样品需要更细的研磨。这可以延伸到在更难的加工情况和更困难的情况下，超细的研磨显得精矿加工极不经济。4．IGP环境上的优势单级并流浸滤金的回收活性炭杂质排放铁沉淀pH9沉淀金精矿空气洗涤水浸滤残渣石灰石回收铁活性炭塔石灰沉淀金的回收副产物5除了使项目效益最优，全球的金工业主要集中于在改进生产工艺技术上面，来处理难熔的金沉淀物，以需求为动力向着更加具有环境友好性的工艺路线迈进。传统的生产工艺用氰化物处理全部精矿原料，最后的残渣（在提取金之后）被氰化物溶浸剂污染。因此在使用和处理氰化物时，残渣面临极大的内在风险-真正的和意识到的-与氰化物的使用和处理有关系的一些项目已经被否决，就是基于这个原因。氰化物总是被排放到露天尾矿坝中，以自然衰变或不必要的泄漏消失在尾矿坝上。或者，被化学氧化剂比如说次氯酸盐来破坏，这是昂贵的。另一方面，IGP提取后的残渣包括较小的残留的氯化物，这基本上与英泰克铜试验厂运行过程中产生的固体废料相同。英泰克试验厂已经全部通过了澳大利亚新南威尔士州环保局（EPA）批准的对固体废料的要求，可以直接运输至填埋场。因此，IGP比所有其它的难加工的金生产工艺的一个显要的优势是不需要用二次氰化物浸滤来从预处理原料中回收金，而金可以直接从初级浸滤液中直接回收常规碳。金吸附的保留时间为10-15分钟，这与氰化物系统的传统工艺是相似的。金填充到碳里一般是2-5%w/w，因为在这样的溶液中有较高品位的金矿（一般是10-100mg/L）。金可以以传统的洗脱方式回收，或者以燃烧碳的方式回收，这取决于个人经济条件。IGP处理副产品（比如说砷和硫），也是摒着重视环保的负责任的态度的。煅烧产生的三氧化二砷（As2O3）必须要小心的存放并且以合适的费用最终除去。相比之下，IGP产生的结晶砷酸铁（FeAsO4·2H2O）则以稳定的形式存在，就像天然生成的scorodite。精矿进料中含有的杂质（比如说Cd，Mn，Mg等），对浸滤或者砷的析出操作都没有不利的影响。不过，杂质还是需要处理的。只要用带有纯净盐水的再生的二价铜溶液就可以使杂质在生产过程中析出。必须注意的是，IGP不会产生任何的废液或者气体排放物，而且所有的杂质被生产为固体的副产品。加入石灰石调整pH值为3.5，使残留的铁和铜沉淀，通过过滤来去除和回收。杂质，比如说Cd，Mn和Mg，通过加入消石灰调整pH值为9来形成不溶性的氧化物，最后过滤除去。在氧化砷黄铁矿和黄铁矿时，IGP工艺分别产生了元素硫和无水石膏。与加压氧化中产生的硫酸盐的残渣和生物氧化中生产的更加不稳定的硫酸盐残渣相比，IGP的残渣是稳定的。5．建设材料与已经运行大约一年的日产1吨铜的英泰克铜生产工艺试验厂相比，IGP单元操作与其事实上是相似的。在英泰克铜试验厂中被证明可用的建设材料将被继续运用到IGP中。6这些材料包括常规的用于罐和管道的玻璃纤维增加塑料（FRP）和常规的用于泵的塑料。搅拌器是用钛制造的，使之能够承受腐蚀性的环境，这在加压氧化生产工艺是标准惯例。在镍工业，在一个非常相似的化学基质中，从镍硫化物锍中生产金属镍，已经获得了多年的操作经验，可大幅度减少与IGP有关的风险程度。6．IGP经济上的优势英泰克已经委托作了一个比较成本分析，与BiOx和POx相对比，IGP更具有经济上的优势。煅烧没列入这次比较成本分析的原因已经在前面已阐述。JRGoodeandAssociates，是一间在国际上已有名望的黄金咨询公司，其总部设在加拿大多伦多，公司承担BiOx和POx生产工艺费用。H.G.工程公司（同样在多伦多）承担IGP生产工艺上的花费。两者的分析是假定厂址位于北美，以及19家不同的难处理的金精矿原料的基础之上（金的品位为59g/t和20.2%的含硫量）的。研究范围包括氧化和和金的回收工序，但是排除浮选和精矿研磨。每个生产工艺路线需要的研磨程度是不同的，这取决于每种精矿的矿物学原理。IGP氧化工序是假定用空气作为氧气的来源。对于一个年产5万吨的比较成本分析的结果见图3和图4。图3：年产5万吨的金精矿的基建成本比较生物氧化加压氧化英泰克生产工艺百万美元7图4：年产5万吨的金精矿的操作成本比较正如前面所述，在难熔的金精矿生产工艺过程中，IGP有一个比BiOx和POx更显著的成本上的优势。7．结论在降低基建和操作费用上，英泰克金生产工艺带来了可观的利润，开辟了一条从难处理的硫化矿床中回收金的新方法。显著的环保上的好处是不用氰化物，在一些国家，氰化物的使用已经变得越来越难得到许可。在IGP工艺方面，英泰克成功地从实验室规模发展到设计在悉尼的中试规模，现在已经可以进行中试了。如需详细资料请与本公司资讯与程控经理林宗豪先生联络：电话号码：[phone]传真：[phone]电子邮件：[e-mail]公司网站：英泰克生产工艺生物氧化加压氧化精矿（美元/吨）