[发明专利]一种大洋多金属结核与含砷金矿混合预处理的方法

说明书

技术领域

本发明属于有色冶金领域，具体涉及一种大洋多金属结核与含砷金矿共同浸出提高金属利用率的工艺方法。

背景技术

大洋锰结核常见于4000～6000m的海底表层，据估计其总储量不少于3万亿吨。锰是一种重要的金属元素，广泛应用于钢铁、非金属、电子材料、农牧和其他化工产品。近年来随着钢铁行业的快速发展，锰的需求快速上升，大量的优质锰矿资源被快速消耗，因而大洋锰结核中的锰，越来越受到人们的广泛关注，如林祖赓，尤金跨等人将大洋锰结核用于锰系列电池正极的锰氧化粉料。

与此同时，在锰结核的开发利用领域，国内外研究者的注意力多集中在锰结核多金属元素Mn、Fe、Ni、Cu、Co等的回收上，大洋多金属结核中的钴、镍、铜等元素以类质同相的形式赋存在二氧化锰的晶格中，结核中的MnO₂，必须在还原条件下才能与酸反应。除常规的铁粉，双氧水外，目前已开发了很多自然界固有的还原剂，例如申请号为201010282001.1的中国专利中，田学达、张小云等人公开了一种用污泥做还原剂进行软锰矿还原焙烧的方法，使得软锰矿的还原率达到85％以上，但是这种工艺存在步骤复杂、焙烧产生大气污染等问题没有得到普遍运用。

随着金矿的大规模开采及易选别金矿资源的日趋枯竭，开发利用难浸金矿是黄金选矿的一大趋势。在我国，难选含砷金矿占相当大的比例，难处理金矿中金常与砷、锑等硫化矿物及其氧化矿物共生。这类金精矿采用直接氰化浸出工艺时金的浸出效果较差，一般只有15％～35％，因此，在浸金前必须进行预处理。为了提高金的回收率，常使用“焙烧氧化法”和“生物预氧化法”。关于焙烧氧化法，参见申请号为201410173003.5的中国专利申请，王永成和刘洪晓等人采用碱浸-焙烧的方法处理含砷精矿，金的回收率达80％以上；但矿石中的砷和锑焙烧后挥发到空气中，严重污染环境，而且该方法存在回收率不理想和设备要求高等问题。关于生物氧化法，因其存在耗时长等原因未被广泛运用。

相比于以上方法，酸浸氧化法因其无大气污染、反应速度快、对硫的氧化率高等优点，近年来成为黄金冶炼行业的研究热点，但是目前仍无有效的方法可以实现黄金的高效浸出。

发明内容

本发明的目的主要是提供一种大洋多金属结核与含砷金矿共同浸出，提高金属利用率的方法。克服现有大洋锰结核加工方法利用率低，砷金矿提金工艺流程长，金回收率低，污染严重等问题。

本发明提供的方法包括：

(1)大洋多金属结核与含砷金矿砂混合均匀，并将其加入至硫酸溶液中反应，并维持反应过程中的pH稳定；

(2)将步骤(1)中的矿浆冷却过滤；

(3)将步骤(2)中的滤渣充分洗涤后氰化浸出。

优选的，步骤(1)中大洋多金属结核与含砷金矿的质量比为0.5:1～5:1。

优选的，步骤(1)中硫酸溶液的浓度为5％～40％。

优选的，步骤(1)中反应温度为50～150℃。

优选的，步骤(1)中反应时间为2～6h。

优选的，步骤(1)中反应过程中pH维持在1以下。

优选的，步骤(3)中氰化浸出时间为24～96h。

优选的，步骤(3)中氰化浸出时的pH控制在9～11。

进一步的，本发明的方法还可以包括如下的步骤：

(4)将步骤(3)中的含氰废水用硫酸调节pH至2～3，回收氰化物和重金属；

(5)经酸化回收后低浓度含氰废水用碱液调节pH后，采用微生物燃料电池代谢氰化物，并同时产电。

微生物燃料电池是指在微生物催化作用下将化学能转化为电能的装置。本文所述微生物燃料电池为Rhodoferax ferrireducens吸附电极的性质构建的单室直接微生物燃料电池，该微生物燃料电池的具体结构可以参见发明人课题组已经发表的论文，此处对于电池的构造不再赘述。

优选的，步骤(5)中碱液调节pH控制在9～11。

优选的，步骤(5)中排放废水的CN-浓度小于5mg/L。

本发明的主要机理如下：

含砷金矿中的砷是导致金矿难于浸出的主要原因。在一定温度、酸性环境下，二氧化锰被还原，黄铁矿和砷黄铁矿氧化，使包裹在大洋多金属结核二氧化锰晶格中的微量金属离子和金矿中的超细微金颗粒，被释放出来，进而可以实现金属利用率的提高。主要反应如下：