微波处理碳质金前景看好

　　作者：赵俊蔚 郑晔 邢志军 赵国惠 马金瑞　

　　随着中国黄金工业的快速发展，易于直接氰化提取的金矿资源日渐枯竭，难处理金矿资源逐渐成为黄金工业的主要原料。其中，碳质难处理金矿石在已探明的黄金地质储量中所占的比重越来越大，广泛分布在辽、湘、桂、黔、甘、川、皖、吉等地区。如何使这部分资源得到充分利用，已成了当今黄金行业技术研究最活跃的领域之一。

　　碳质金矿石是指含有无定形碳、石墨或高碳氢比有机质的一类金矿石。大量的研究认为，碳质金矿石难处理的原因，是由于矿石中的碳具有“劫金”作用。这种金矿石在氰化浸出时由于碳质物对溶解金的强烈吸附作用而使金浸出率明显降低。

　　目前，碳质金矿石的预处理方法，主要有竞争吸附、钝化、水溶液化学氧化法、氧化焙烧等工艺。但这些预处理方法在应用时，都会受到一些因素的制约。

　　作为一种发展迅猛的新型绿色冶金方法，微波技术在磨矿、预处理、干燥、焙烧、金属提取和烟尘等废料的处理和利用等领域受到了广泛重视。某些研究成果正逐步转入实用阶段，初步显示了微波技术在冶金中应用的巨大潜力。

　　自20世纪80年代起，美国、

澳大利亚、加拿大、南非等国开始研究微波技术在矿山工业中的应用。加拿大EMR技术公司于1997年在加拿大的新不伦瑞克的弗雷德里克顿建成了4吨/日至20吨/日规模的中间试验厂，研究开发出了用两台75千瓦、915兆赫兹微波发生器，以5吨/日至10吨/日的规模进行微波辐射两段连续焙烧工艺，用于处理含有机碳、含砷、含硫型难选冶金精矿，经微波辐射后金浸出率由原来的未处理前的30%提高到92%以上。试验结果表明，应用微波技术成功地消除了有机碳的影响。在处理

墨西哥某金矿石时，其有用矿物金和银都被包裹在一些金属矿物中，而且含有0.8%左右的有机碳，采用常规氰化法金的浸出率只有50%，采用微波技术处理该种矿石，金的回收率高达95%。

　　中国微波技术在处理碳质金矿石应用中尚处于试验研究阶段。因此，研究开发出适合我国国情、工艺流程短、基建投资低、对环境污染小、金总回收率高、易于推广应用的微波辐射工艺技术，使微波技术在黄金生产领域中的应用取得突破，对实现高效、环保、清洁型开发利用难处理金矿资源，具有重大意义。

　　微波加热与传统加热不同，它不需由表及里的热传导，而是通过微波在物料内部的能量耗散来直接加热物料。由于组成矿石的各种矿物性质(电导率、磁导率、介电常数)各不相同，因此，在一定的时间内所能达到的湿度明显不同。碳是一种非常好的微波吸收物质，在微波场中升温速率非常快，可以在很短的时间内被氧化。利用微波辐射碳质金矿石，可以达到选择性消除碳质矿物的目的。

　　微波辐射加热与传统氧化焙烧对比试验说明，微波加热焙烧与传统加热焙烧相比具有能耗低、加热时间短、除碳效果好、金氰化浸出率高等优点。

　　微波辐射加热温度试验表明，加热温度较低时，虽然矿石中的碳被除掉了一小部分，但同时剩余的碳也被活化了，吸附性能增强，金浸出率反而较氧化渣直接氰化降低了。但随着温度的进一步升高，碳去除率提高了，金浸出率也随之提高。

　　这两项试验充分说明，微波技术处理碳质矿物是可行的。物料中的碳质矿物能通过微波作用，迅速加热氧化除去，解决了后续氰化作业中“劫金”的问题。

　　虽然中国对微波在矿物加工行业中应用的试验研究工作已积累了很多经验，但是，把试验室的结果转变为生产力，还有许多具体问题需要解决。微波处理碳质金矿石工程化应用亟待解决的问题主要有以下几方面：

　　一是中低温工业微波反应装置的研制。根据所确定的工艺条件，研究适宜的连续微波辐射反应发生器，除重点研究改进微波功率源、波导元件及传感和控制这三部分基础部件外，还应加强研究设备的温度控制问题、保温问题、物料加热均匀化问题、连续化生产问题及在微波场中适宜的承载物料的材质。

　　二是在线自动检测系统与相关非标设备的研制。为工业微波辐射过程的温度、时间、气氛及物料传送等工艺条件研发自动检测、控制系统及相关非标设备。

　　三是环保工艺技术研究。针对微波作用后可能产生少量的含砷、硫、碳烟气，提出环保解决方案，实现工艺排放的气、固、液达到国家排放标准。