目前，對難選冶含砷金礦石，主要的提金技術有礦石焙燒氰化浸金；壓熱氧化-氰化浸金；細菌氧化氰化浸金。

這些方法主要是針對高品位的金精礦或原生礦石而研究開發(fā)，其在低品位含砷氧化礦石的應用中存在著設備投入高，生產(chǎn)成本高，或者操作工藝復雜，操作條件控制難的問題，僅在小規(guī)模生產(chǎn)得到少量應用。
我們?yōu)樘岣邇蓚€金礦(以下稱為1、2號金礦)的氧化礦石浸出率，降低尾礦品位，通過多次柱浸試驗，選擇了新的工藝方案，并進行了工業(yè)堆浸生產(chǎn)實踐，取得了較好的經(jīng)濟效益。
1 砷礦物對金浸出的影響和處理方案
1.1砷礦物對金浸出的影響
金礦石中常見的砷礦物是雄黃(As₂S₂)、雌黃(As₂S₃)、毒砂(FeAsS)，它們對金的氰化浸出有害，甚至還會使氰化過程無法進行。
雄黃和雌黃在堿性氰化液中易溶:
2As₂S₃+ 6Ca(OH)₂=Ca₃(AsO₃)₂+Ca₃(AsS₃)₂+ 6H₂O
Ca₃(AsS₃)₂+ 6Ca(OH)₂=Ca₃(AsO₃)₂+6CaS+6H₂O
2CaS+H₂O+ 2O₂=CaS₂O₃+Ca(OH)₂
2CaS+2NaCN+2H₂O+O₂=2NaCNS+2Ca(OH)₂
Ca3(AsS₃)2+3CaS=Ca₃(AsS₃)₂
6As₂S₂+3O₂=2As₂O₃+4As₂S₃
6As₂S₂+3O₂+18Ca(OH)₂=4Ca₃(AsO₃)₂+2Ca₃(AsS₃)₂+18H₂O
毒砂在氰化液溶液中難溶解，但其氧化產(chǎn)物如As₂O₃在缺乏游離堿的情況下進行如下反應:
As₂O₃+6NaCN+3H₂O=2Na₂AsO₃+ HCN↑
可見砷礦物在氰化過程中大量消耗氰化物、氧和堿，而且污染環(huán)境。
1.2減小砷礦物對金浸出影響的方案
氰化浸金是通過氰化物對金的氰化而使金溶解出來的過程。在此過程中對氧化還原電位較氰化物為低的各種元素的原子或離子，都會與氰化物發(fā)生反應，消耗氰化物，因此加強礦石的氧化，使礦石中有害成分盡可能處于其最高氧化態(tài)，而不再與氰化物發(fā)生氧化反應，是提高金浸出率的一種途徑。
由于氰化浸金是基于堿性環(huán)境溶金的一種工藝，這就要求選擇的氧化劑必須在堿性環(huán)境下對有害元素具有氧化作用，且不會影響金的浸出。根據(jù)各種氧化劑的化學性質(zhì)，通過比較、選擇，過氧化氫是較為合適的一種氧化劑。
過氧化氫的相關性質(zhì):
(1) H₂O₂具有極微弱酸性，為強氧化劑，在某些情況下又是還原劑；H₂O₂容易分解，特別是某些客觀條件會使分解加速進行，如活性炭即可使其完全分解。
(2)過氧化氫對砷、金和銀具有氧化還原作用。
硫化砷在堿性溶液中能被H₂O₂氧化成砷酸鹽:
As₂S₅+20H₂O₂+16NH₄OH=2(NH₄)₃AsO₄+5(NH₄)₂SO₄+ 28H₂O
As₂S₃+14H₂O₂+12NH₄OH=2(NH₄)₃AsO₄+3(NH₄)₂SO₄+20H₂O
在堿性條件下，H₂O₂可使Ag、Au離子還原:
Ag₂O+H₂O₂=2Ag↓+O₂↑+H₂O
2AuCl₃+3H₂O₂+6NaOH=2Au↓+6NaCl+3O₂↑+6H₂O
1.3堆浸浸金新措施
根據(jù)上述分析可知，利用過氧化氫的氧化性質(zhì)對硫化砷、亞砷酸鹽和As₂O₃進行再氧化，可以使砷變?yōu)?5價，即成為AsO₄^3-離子，與礦石中大量存在的Fe³⁺離子發(fā)生反應，形成不溶性鹽FeAsO₄，均勻留在礦堆中。這樣一方面既不影響金的浸出，也不污染環(huán)境;又可以使褐鐵礦物對金的包裹打開，使金得到暴露，利于浸金。
由于H₂O₂在堿性環(huán)境下的分解產(chǎn)物為H₂O和O₂，其添加入礦堆中不會產(chǎn)生二次污染;另一方面對金的浸出過程來講，其可以補充O₂，促進金的浸出。但是過量過氧化氫對氰化過程也是有害的，因為過氧化氫也可以使氰化物發(fā)生分解，并使Au³⁺, Ag¹⁺還原為Au和Ag，阻礙金的浸出，因此合適的工藝方案應是:洗礦→礦石預氧化→除殘余過量H₂O₂→氰化浸金。
(1)洗礦:洗礦的目的是除去礦石中的酸性離子及對金浸出有害的可溶性鹽類。這一步驟根據(jù)礦石類型和礦區(qū)的水質(zhì)不同可簡化，也可省略，或者是加強。如對CO₃^2-含量較高的水質(zhì)，若礦石中Ca²⁺含量很高，或礦堆中拌有石灰，大量洗礦，則會在礦物表面形成CaCO₃結垢，將金包死，反而不利于金的浸出，對此類情況則應盡量減少洗礦水量。
( 2)礦石預氧化:其作用是將礦石中的砷化合物及其它有礙金浸出的化合物氧化，減少有害元素對氰化浸金的影響。
(3)除去過量H₂O₂，若礦石預氧化階段，總的H₂O₂投入過量，使預氧化結束后，礦液中H₂O₂過量，則對金的浸出是有害的，必須使礦堆中H₂O₂降至合理水平。
(4)氰化浸金。這一步驟與常規(guī)堆浸工藝相同，先調(diào)節(jié)噴淋溶液pH值至9. 5～11，然后按常規(guī)工藝用氰化鈉浸金。在氰化浸金時，在對浸金無害的情況下，微量的H₂O₂是有利于金的浸出的。所以對浸金到后期，礦堆中O₂量不足時，可適量加入H₂O₂，以提供O₂，加快金的浸出。
2 試驗所選擇的礦石介紹
2.1 1號金礦
1號金礦礦石為氧化礦石、半氧化礦石。其金是以自然金呈微細浸染狀分布于礦石中。Au品位一般在1.4～2.0g/t。在部分氧化較差的礦石中可見到毒砂，在氧化礦石中肉眼未觀察到砷礦物。通過化學光譜半定量分析，在1號暈、4號暈采點礦石砷含量在0.5%左右(見表1)，在該礦17號暈的砷則高達2% ，采用常規(guī)氰化堆浸，尾礦金品位在0. 7～1g/t 。



1號金礦礦石主要元素含量 g/t 表1

2.2 2號金礦
2號金礦礦石為含砷黃鐵礦型。經(jīng)顯微鏡下鑒定，礦石中金屬礦物主要有黃鐵礦、白鐵礦、毒砂、赤鐵礦及褐鐵礦，其次有磁黃鐵礦、黃銅礦、銅藍、辰砂、閃鋅礦。金礦物有金銀礦、自然金、銀金礦、自然銀等。非金屬礦物有石英、絹云母，其次有雌黃、雄黃、方角石、粘土等。礦石中金一部分為顯微可見金，一部分為不可見金。當?shù)V石粒度為-200目時，單體金和連體金占40%，包裹金占60%，其中硫化物包裹占50%。礦石含砷0.5%～0.8%。該礦氧化礦石、半氧化礦石采用常規(guī)氰化堆浸工藝生產(chǎn)，入堆礦石金品位為3～5g/t。以前尾礦品位達1.7g/t ，對礦石加大破碎，尾礦品位降至1g/t左右。
3 礦石的柱浸試驗
首先進行了實驗室柱浸試驗，其目的在于確定新工藝方案的可行性；確定新工藝方案合適的工藝條件，如H₂O₂加入時的pH值、濃度和噸礦用量。
試驗是選用1號金礦的1號暈和4號暈采點的氧化礦石，環(huán)境溫度在20℃～30℃，水質(zhì)采用現(xiàn)場噴淋水源，裝柱礦量在5～10kg，過氧化氫為市售27%濃度直接計量。試驗結果表明H₂O₂對礦石的預氧化(或再氧化，以下同)對提高金浸出率是有效的(見表2)。
礦石柱浸試驗結果比較 ? 表2

不加過氧化氫礦石尾礦品位為0.5g/t；加過氧化氫氧化后，礦石尾礦品位約0.3g/t。
預氧化時的pH值為中性略偏堿，礦石尾礦品位為0.13g/t；預氧化時的pH值為11左右，礦石尾渣品位為0.3g/t左右，這說明預氧化時的pH略低較好。根據(jù)硫化砷和As₂O₃的性質(zhì)，預氧化時的pH值應在7～9之間，但考慮到氰化工藝的要求可選擇pH值在9.5～11之間。
H₂O₂的噸礦用量為0.5L較之1L(約1kg)浸出效果要好(見表3)，因此使用0.5L/t礦的用量即可。
H₂O₂加入時的濃度以1L/m³為好(見表3)。
? 礦石預氧化過氧化氫用量試驗 表3

未進行預氧化的柱浸試驗，氰化浸出時間為5～6d，而加入H₂O₂對礦石進行預氧化的柱浸試驗為3～4d,氰化浸出時間有所縮短。
在柱浸試驗時，為了使氧化液體中的H₂O₂充分發(fā)揮作用并且不影響后續(xù)的氰化浸出，加入H₂O₂后使濾液循環(huán)2～3d，從而降低了H₂O₂對氰化物的破壞，試驗證明所采用的方案是可行的。
4 工業(yè)堆浸試驗
根據(jù)柱浸試驗的結果， 1號金礦、2號金礦進行了新工藝的工業(yè)生產(chǎn)試驗。在預氧化結束后，利用活性炭可以分解H₂O₂的性質(zhì)，在加氰化物前，將噴淋溶液通過活性炭吸附一個循環(huán)，以消除殘余過量過氧化氫對氰化浸出的影響。工業(yè)試驗時礦石預氧化加入的過氧化氫濃度為1L/m³水，H₂O₂的噸礦用量為0.4～0.5L，預氧化結束時測定，H2O2基本耗盡。
4.1 1號金礦工業(yè)試驗結果
工業(yè)試驗采用的工藝方案為二種: 過氧化氫預氧化和未經(jīng)預氧化工藝。
表4為1號金礦礦石的2種工藝工業(yè)堆浸試驗比較結果。
工業(yè)試驗結果與柱浸試驗基本相同
由于工業(yè)試驗較常規(guī)方案在工藝時間上基本未加長，且氰化鈉耗量增加很少，經(jīng)測算處理每噸礦石新增成本僅1.092元。采用新工藝，后堆浸尾礦由0.97g/t降至0.47g/t；全礦堆浸平均尾礦降為0.3g/t，可見其經(jīng)濟效益十分顯著。
1號金礦工業(yè)試驗堆浸比較結果 表4

注:表中1號堆未經(jīng)預氧化，2號堆浸使用了預氧化工藝
4.2 2號金礦礦石工業(yè)試驗結果
2號金礦礦石采用的堆浸工藝為:洗礦→H₂O₂預氧化礦石→調(diào)pH值→清除過量H₂O₂→氰化浸金。
從表5中可以看出:
(1)2號金礦混合礦石經(jīng)二段破碎后噴淋浸出比一段破碎后噴淋浸出，浸出率提高8%以上。說明該礦石微細裂隙不太發(fā)育，礦石滲透性能差。礦石僅進行一段破碎時，由于粗粒級礦石過多，浸礦液難以滲透到礦石內(nèi)部進行溶金反應，影響了金的浸出率。對礦石進行了二段破碎后，礦堆細粒級礦石增多石表面積增大，相應地暴露出來的金顆粒增多。同時，由于二段破碎時的擠壓作用，使礦石的裂隙增多，為浸礦液向礦石內(nèi)部滲透和擴散提供了較為有利的條件，使浸金反應更加充分。
（2）礦石經(jīng)二段破碎及過氧化氫預氧化處理后噴淋浸出，比未進行預氧化處理的礦堆，其浸出率又提高了11個百分點以上。這是因為礦石經(jīng)預氧化處理后，氧化程度進一步提高，礦石的致密結構遭到破壞，改變了礦石的滲透性能。同時經(jīng)預氧化處理后，使金的褐鐵礦物包體進一步打開，微裂隙中的充填物被清除，為浸礦液中CN^–離子和溶解氧向礦石內(nèi)部的滲透與擴散提供了更為順暢的通道，提高了金與氰根離子反應幾率。再者，過氧化氫的分解可以補充礦堆中的溶解氧，而剩余的過氧化氫又可直接參加溶金反應，從而使金的溶解速度及浸出率得到進一步提高。
(3)表5中所列進行預氧化處理的97-1和97-2兩堆的尾礦品位分別降到0.60g/t和0.77g/t,與同樣進行二段破碎但未進行預氧化處理的96-1堆(尾礦品位為1.04g/t)相比，分別降低了0.44g/t和0.27g/t。
2號金礦工業(yè)試驗堆浸出效果對比結果 表5

從以上對比分析可看出：控制礦石粒度，可以提高浸出效果，同時也為礦石預氧化工藝創(chuàng)造良好的條件，在適當?shù)牧６认拢瑢ΦV石進行過氧化氫預氧化處理，才能獲得較佳的浸出效果。
5 工藝方案總結
由以上室內(nèi)及工業(yè)試驗結果可以看出，洗礦→H₂O₂預氧化礦石→除殘余過量H₂O₂調(diào)pH值→氰化浸金工藝，工業(yè)生產(chǎn)是適用的，已具備大規(guī)模應用條件，其工藝條件是:
(1) H₂O₂加入時的pH值為中性略偏堿，考慮到氰化浸金工藝要求，也可以選擇9.5～11之間。
(2) H₂O₂的噸礦用量為0.4～0.5L/t。
(3) H₂O₂加入噴淋溶液的濃度為1L/m³
6 結論
? (1)采用過氧化氫對含砷氧化、半氧化金礦石進行預氧化，是除去砷等有害元素對氰化浸金影響的一種有效方法。
(2）H₂O₂預氧化氰化堆浸新工藝操作簡單，成本低，投入產(chǎn)出比高，經(jīng)濟效益明顯。