3熱壓氧化工藝

熱壓氧化法主要是利用空氣或富氧在高壓釜中進行熱壓氣化的過程，通過加溫、充氧的手段破壞硫化礦及部分脈石礦物的晶體，使被其包裹的金暴露出來，得以氰化沒出。該工藝既能在酸性介質中進行， 也可在堿性介質中進行，既可處理原礦，也可處理精礦。熱壓氧化工藝已成功用于工業生產，美國、加拿大、巴西和巴布亞新幾內亞等國家先后建立了近10座應用該工藝的提金廠。

3.1熱壓氧化工藝的基本原理

在堿性熱壓氧化過程中，硫化礦物中的硫、砷、銻、鐵分別被氧化成硫酸鹽、砷酸鹽、銻酸鹽及赤鐵礦。主要的化學反應如下：

2FeAsS + lONaOH + 7O₂→Fe₂O₃ + 2Na₃AsO₄+ 2Na₂SO₄ + 5H₂O (11)

2FeS₂ + 12NaOH + 7. 5O₂ →Fe₂O₃ + 4Na₂SO₄ + 4H₂O (12)

Sb₂S₃ + 12NaOH + 7O₂ →2Na₃SbO₄ + 3Ne₂SO₄ + 6H₂O (13)

2NaOH + H₂SO₄ →Na₂SO₄+ 2H₂O (14)

SiO₂ + 2NaOH→Na₂SiO₃ +2H₂O (15)

Al₂O₃ • nH₂O + 2NaOH→2NaAlO₂+ (n + 1)H₂O (16)

在酸性熱壓氧化過程中，黃鐵礦和毒砂被分解，生成FeAsO,、Fe203、Fe(OH)S04等沉淀物，主要的化學反應如下：

4FeS₂ + 15O₂ +2H₂O→2Fe₂(SO₄)₃ + 2H₂SO₄ (17)

2FeAsS + 7O₂ + H₂SO₄ +2H₂O→2H₃AsO₄+ Fe₂(SO₄)₃ (18)

2H₃AsO₄+ Fe₂(SO₄)3 + 4H₂O→2FeAsO₄• H₂O ↓ + 3H₂SO₄ (19)

Fe₂( SO₄)3 + 3H₂O→Fe₂O3↓ + 3H₂SO₄ (20)

Fe₂(SO₄)3 +2H₂O→2Fe(OH)SO₄ ↓ + H₂SO₄ (21)

3Fe₂(SO4)3 + 14H₂O →2H3OFe3(S04)2(OH)6 ↓ + 5H2SO4 (22)

3.2熱壓氧化工藝技術特點

(1)通過熱壓氧化工藝，黃鐵礦和毒砂的氧化產物都是可溶的，因此反應較為徹底，金的回收率較高。

(2)對有害元素銻、鉛等敏感性低。

(3)該工藝可以直接處理原礦，這對于不易于浮選富集的金礦石而言更加有效。

(4)由于采用的是濕法工藝流程，不帶來煙氣污染問題。

(5)對含有機碳較高的物料效果不好。

(6)該工藝設備的設計和材質要求很髙，因此操作和維護水平的要求更高，基建投資費用較高。

(7)砷、硫礦物目前沒有合適工藝綜合冋收利用。

熱壓原則工藝流程見圖3。

3.3國內外熱壓氣化技術的開發和應用現狀

熱壓氧化法在拉美國家被認為是最有效的預處理工藝。其分為酸性熱壓氧化和堿性熱壓氧化兩種。酸性熱壓氧化基于在高溫高壓下，黃鐵礦、毒砂等硫化礦物與氧發生反應，使礦物結構發生變化的機理，通過在酸性介質中的高溫、高壓下的一系列反應，使包裹金的硫化物得到氧化，而將金礦物暴露出來，以達到氰化沒金的目的。硫化物的氧化程度取決于工藝過程的溫度、壓力、氧氣流量和礦漿濃度等。

1985年，美國的麥克勞林提金廠首次應用加壓反應釜對礦石進行酸性加壓加熱氧化預處理，處理規模為2700t,該廠使用三臺

圖3熱壓原則工藝流程圖

壓熱廠規模大都在1000t/d以上，如美國的Gold Strike Getchell,處理量為2730t/d。用該工藝處理精礦的廠家如巴西的Sao Renton、巴布亞新幾內亞的Porgora及Lihir金礦和加拿大的Campbell金礦。

堿性熱壓氧化是在腐蝕性比較弱的堿性體系中氧化破壞對金形成包裹的硫化礦物，設備對材質的要求不高，其技術特點為適合處理碳酸鹽含量高、硫化物含量低的難處理金礦石。

1988年美國巴瑞克公司的巴瑞克莫克金礦(Barrich Mercur)建成了世界上第一座堿性熱壓氧化預處理提金廠。Mercur金礦體由薄層狀碳質石灰巖構成，載金礦物有黃鐵礦、白鐵礦、雌黃、雄黃等。由于礦石含方解石多，不宜在酸性介質中處理。它用一臺<Φ166mxl512m的4隔室臥式高壓釜處理含Au2g/t、S1% ~2%的碳質硫化礦石，處理量為680t/d。氧化過程是在225℃和總壓力3350kPa的條件下進行的，氧化時間70min。為維持反應溫度，除回收反應放出的熱量外，還需往高壓釜通人4200kPa的蒸汽。金的浸出率從直接氟化浸出的20% ~60%提高到壓力氧化后的90%以上[4]。目前由于資源狀況，該堿性熱壓氧化廠已經停產。

我國山東某金礦也在熱壓氧化工藝方面進行了積極的探索，該礦采用的是中溫中壓酸性氧化預處理工藝。該工藝的技術特點是以硫酸、硝酸為介質，在加壓、加溫的條件下用純氧氧化硫、砷礦物。核心設備是髙壓釜，由于技術要求復雜，材料防腐蝕問題困難較大，基建投資和生產成本都比較離，處理高品位、多金屬精礦比較合適。

“九五”期間，長春黃金研究院試驗研究難處理礦石的堿性熱壓氧化預處理工藝技術，完成了小型試驗和堿性熱壓氧化800kg/d的連續擴大試驗，氧化溫度在140~180℃的條件下，金浸出率由45%提高到92%~93%,同時研究發明了我國獨有的釜內快速氰化提金工藝，并獲得國家發明專利。目前該項目又列入國家“十一五”重大科技支撐計劃中，爭取在五年內建設一座高溫高壓堿性熱壓氧化工業示范廠。