国内外生产实践证明,加压氧化法是一种稳定有效的工艺,金回收率高,无有害气体的产生,砷以稳定的砷酸盐存在,对环境友好,既可以处理原矿也可以处理金精矿。然而,加压氧化法需要在高温高压设备里进行,设备还需要耐酸/碱,对设备材质要求高,设备投资大,工艺控制精度高,设备维护成本大,碱性介质氢氧化钠价格昂贵。此外,对于碳含量高的金矿,加压氧化法不如焙烧氧化法。
LEE等针对美国Goldstrike矿的双难处理金矿(既含碳又含硫)进行了预处理+硫代硫酸盐浸出研究。首先采用碱性加压氧化预处理,由于该过程生成的赤铁矿对金形成了二次包裹,金浸出率仅有59.5%。随后采用机械活化预处理,其条件为:球料比5∶1、矿浆质量浓度50%、研磨时间60min,使颗粒P₈₀从56.5μm降至8.54μm(P₈₀指“80%的颗粒通过的粒径”),之后使用0.2mol/L Na₂S₂O₃和50mg/L Cu²⁺浸出24h,金浸出率提高至72.1%。浸出渣中的残留金由于嵌布粒度过细(<2μm)且仍被硫化物包裹,难以进一步浸出。
BODUEN等针对哈萨克斯坦Bestobe矿床的高硫难处理金精矿进行了搅拌槽生物氧化(STRB)+POX+氰化浸出研究。主要硫化矿物黄铁矿(FeS₂)、毒砂(FeAsS)的含量分别为24.1%和32.8%,硫、砷含量分别为24.4%和21.3%。金矿未经过预处理而直接氰化浸出,金浸出率为58%。采用单独STRB预处理6d后,硫氧化率仅为78.7%,金回收率提高至87%。采用单独POX预处理,硫接近完全氧化(99%),金回收率达到98%。而采用STRB+POX组合预处理,硫氧化率为98%左右,金回收率提高至97%左右,与单独POX预处理相当。采用组合预处理的优势在于可以提高POX的效率,使用STRB可以降低原矿硫含量,在POX时可以提高POX矿浆浓度,同时可以减少氰化物消耗和降低综合成本。
LEMOS等针对巴西米纳斯吉拉斯州Faina Project的硫化物包裹型难处理金矿采用POX+氰化浸出研究。硫化物矿物为毒砂(13.9%)、磁黄铁矿(10.2%)、黄铁矿(1.3%)。采用酸性POX+氰化浸出,金回收率为98.40%(220℃)。而作为对比,采用碱性POX+氰化浸出,金回收率为仅为79.21%,效果显著低于酸性条件,高温高压酸性环境可以极大地促进硫元素的氧化,使金充分暴露。
SURIMBAYEV等针对一种硫化物型难处理金矿采用加压氧化预处理与浸出同步进行的研究。主要矿物为黄铁矿(64.2%)和石英(11.6%)。在氧分压0.5MPa、温度75℃、氰化钠浓度6g/L的条件下,加压氧化预处理与浸出同步进行,浸出90min后,金浸出率达到95%,显著高于传统氰化法(46%)。
国内外加压氧化法工业应用实例总结如表4所示。1985年,世界上第一家难处理金矿酸性加压氧化厂由美国Homestake公司在内华达州McLaughlin金矿建立。随后该工艺的应用获得了快速发展,在世界范围内获得了广泛应用。2016年,紫金矿业在贵州建立了水银洞金矿酸性加压氧化工厂,日处理量450t,这是中国首个自主设计建造的加压氧化工厂,技术达国际领先水平。