黄金冶炼过程中脱砷工艺研究

黄金冶炼过程中脱砷工艺研究

张春明

山东国大黄金股份有限公司  山东招远  265400

摘要：脱砷工艺是从水体中除去砷和相应的有机污染物的一种水处理工艺。由于地热水通常含有1-10 mg/L的 As，所以在使用地热能发电后，其沸腾的水无法直接排放到常规水中。砷是一种普遍存在于硫化物中的无机元素，在稀有硫化物矿的熔炼及采金过程中，常会生成多种含砷水溶液，例如，有毒砂型金矿石的氧化。在 NaCl催化剂作用下，80%-95%的 As会被溶解到水中，从而形成15-30 g/L的高浓度 As。由于含砷化合物的毒性，因此，在处理过程中，需要对废水进行处理，避免对周围环境造成污染。本文对某金矿在黄金冶炼过程中的脱砷过程进行了详细地阐述，并对其进行了实验分析，并对其进行了工业生产的实际情况进行了说明。最后，确定了一种可靠的脱砷技术，以保证指标值稳定，并实现了经济高效的发展，同时还保证了脱砷焙砂中的 As含量不超过0.5，从而满足了冶炼工序的需要。

关键词：脱砷工艺；硫化物；化合物；黄金冶炼；冶炼工序

引言：我国的金矿资源种类繁多，涉及范围广泛，金矿的冶炼工艺多种多样。介绍了熔炼工艺的基础知识和新工艺的运用。精炼技术的不断进步，是国内金业发展的必然趋势。目前，中国的黄金总产量在全球排名第五，已经是全球第一大黄金生产国。总体上讲，金的提纯工艺包括：配制加工，浸出，回收，精炼。

1.黄金冶炼厂的加工方法分类

1.1铁矿石的制备方法

主要包括：燃烧法、有机化学空气氧化法、微生物菌种空气氧化法和其他预处理法。

1.2提取方法

矿物的淋滤可分为两种方法：物理淋滤和有机化学淋滤。以水银混合法为主，以浮选剂为主，以重选为主。有机化学法包括氰化法（又分：氰化浸出处理技术、堆浸处理技术）和无氰法（又分：硫脲法、硫代硫酸盐法、多硫化物法、钛酸异丙酯法、氧化乐果法、硫氰酸盐法、溴化法、碘化法、其他非氰化金提取方法）。

1.3熔金回收方法

可分为：锌交换离子交换法，碳吸附法，离子交换法及其它循环方式。该方法具有较高的黄金转化率（90-98%）和较低的大气污染。该方法具有适用面宽等优点，可用于大多数难解含砷和硫化物的铜矿和金精矿，并能取得较好的实用效果。其中，高压氧化又可分为高压氧化、低压氧化和高压氧化三种。高温加压。比如高压硝酸氧化法，就是利用硝酸将砷、硫等元素氧化，生成亚砷酸、盐酸，这样可以有效地分解包裹着的金，金浸出率可达95%，但所需的酸值也很高。

1.4硫代硫酸盐法

硫代硫酸盐（S2O3）是一种典型的偏碱性矿物，通常会添加SO2、硫氰酸盐等增稠剂来防止S2O2溶出。结果显示，铜配合物作为催化剂，可以使金的裂解速率加快7-19倍。此法尤其适合于对含铜、锰、砷的难溶铜矿及碳质金矿石的溶出。该工艺快速、无毒性、对残留物质不敏感、浸出效率高，但由于硫代硫酸酯用量大、稳定性差，一直没有被广泛应用。

2.有色金属冶炼中含砷物料的除砷技术

2.1浮选脱砷

在具体生产过程中，为了减少原材料中的砷含量，在不影响浮选药剂总体性能的前提下，将实际的除砷作业扩展到选矿阶段。结果显示，采用选择性捕收剂及有效抑制剂对含砷组分进行有效的分离是一种有效的方法。目前，国内外已广泛应用于含砷矿物的捕收剂，硫脂类捕收剂和糖类捕收剂。目前应用最广泛的阻垢剂可以划分为无机阻垢剂和有机阻垢剂。常用的无机缓蚀剂有硫酸钠、硫酸钠、硫酸钠、硫酸钠等。与传统的无机缓蚀剂相比，有机缓蚀剂具有更高的缓蚀率和更高的安全性。此外，还发现将有机组分与无机组分结合使用，可产生增效效应，从而达到更好的筛选效果。

2.2火法脱砷

由于其工艺完备，适应性强，操作简便，所以在大部分的选矿厂中都得到了广泛的应用。但是，该技术也有其不足之处，即砷去除率不高，空气污染严重。火焰焙烧中砷的去除效果与焙烧气氛、焙烧时间、焙烧温度等因素有很大关系。

2.2.1氯化焙烧除砷

氯化焙烧是指采用氯化剂，将矿石中的目标组分转化为氯化物，氯化物以液相或凝相的形式存在，进而实现目标组分的分离和聚集。但目前对氯代除砷的研究还停留在理论依据上。在此基础上，对产业产品及使用情况进行了更深层次的剖析。

2.2.2空气氧化焙烧除砷

空气氧化焙烧脱砷技术是一种采用树脂在高温下对砷进行气化的脱砷技术。本课题组已开展了高砷金精矿及铝土矿的除砷研究，并取得了相关技术规范，证明在约650℃及约850℃时，可取得良好的除砷效果，并可确保其除砷效率达95%以上。

2.3湿法脱砷

与传统的火法脱硫比较，湿法脱硫无烟灰生成，大大提高了脱硫效率，有利于环保。然而，该技术的应用过程繁琐，且有价组分难以回收，且价格昂贵。影响湿法脱砷效果的主要因素为：异比对、时间、温度和浸出剂的浓度。根据浸出溶液的不同，湿法除砷可分为酸浸与碱浸两种。而湿法除砷的方法主要有：电解盐水法、离子交换法等。

2.3.1 酸浸脱砷

酸浸除砷是将含砷物质浸泡在硫酸、盐酸、氰化钠等有机溶剂中，将固态物质中的砷化成砷酸或亚砷酸，再按照固液分离装置。实现了从固态物质中除去砷的目标。据了解，在温度为80℃、液固比为5:1的条件下，用硫酸溶液（148.80 g/L）浸出2小时，每分钟将溶液添加到每升水溶液中。在360毫升的加压下，砷的去除率达到了92%。在95℃、液粒比为12:1的条件下，将高炉浸在硫酸溶液（40 g/L）中60分钟，去除25%的砷，效果良好。实践表明，该工艺的脱砷效率可达97%以上。

2.3.2 碱浸脱砷

碱浸脱坤剂18是在天然的高压或高压条件下，用碱法将含砷铁矿石浸泡在碱性溶液中，以使得砷化物和碱性发生反应。砷在土壤中以砷酸盐的形式存在。按照固-液分选装置，进行了砷化物树脂的吸附试验。申请者在前期采用氨浸法制备雌黄、雄黄的基础上，通过对雌黄、雄黄的精制，采用85℃、200 kPa、5-7%的氨浸、添加硫粉的方法，采用碘离子作为金属催化剂，对雌黄、雄黄、毒砂进行催化，获得了较好的实践结果。

2.4火法-湿法联合工艺

火法-湿法联合工艺具有两大优势：一是能够有效地解决锻烧产生的烟气造成的环境污染；二是能够实现砷与贵金属物质的合理分离。其试验原理为：将焙烧时挥发出的砷与氢氧化钠（NaOH）熔融，转变成砷酸钠（As)，再添加到溶液中，从而去除砷，改善金属材质，并可从其它途径获取Na3AsO加以利用。各种脱砷方法各有利弊，对不同的含砷物质，应采取相应的脱砷方法。浮选除砷技术能够最大限度地去除白铁质中的砷，并尽可能地降低矿石中的砷含量，同时又不会影响矿石的综合性能。脱焦除砷法在大部分的选矿厂得到了应用。该方法的特点是：工艺简单，适应性强，操作简便，但其对砷的去除率较低，对大气环境的污染较大。与传统的火焰法比较，湿法法无烟灰生成，可有效地提高作业效率，对环保也有一定的意义。然而，该技术的应用过程繁琐，且有价组分难以回收，且价格昂贵。火与其它方法相比，微生物脱砷具有更好的环境和成本效益，是最有发展前景的治理方法。但这也是一个有待于进一步科研和改进的开发环节。

结束语

浮选砷金精矿焙烧脱砷，实现了从火法冶炼车间中提炼出的金，对有价金属原料的低砷焙烧，是实现资源高效利用、化害为利、降低大气污染的一条行之有效的方法。

参考文献

[1]苏瑞. 黄金冶炼过程中脱砷工艺研究[J]. 中国金属通报, 2022(4):3.