含砷金礦是全球黃金資源的重要組成部分，目前全球約有百分之三十一的礦產(chǎn)金來自這類礦石。金礦中的砷主要以毒砂和含砷黃鐵礦形式存在，金被包裹在這些硫化物礦物內(nèi)部，常規(guī)氰化浸出率通常不足百分之二十到五十。更棘手的是，砷在選冶過程中容易轉(zhuǎn)化為劇毒的三氧化二砷或可溶性砷酸鹽，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。處理這類礦石，核心挑戰(zhàn)就是同時(shí)解決好兩件事：把金從硫化物晶格里“解放”出來，同時(shí)把砷“管住”。

先說最徹底的方案：加壓氧化

加壓氧化是目前工業(yè)上處理高砷金礦最成熟的技術(shù)路線。在一百九十到二百三十?dāng)z氏度、一點(diǎn)五到二點(diǎn)五兆帕的高溫高壓條件下，毒砂和含砷黃鐵礦被快速氧化分解。砷在這個(gè)過程中從三價(jià)轉(zhuǎn)化為五價(jià)，在合適的pH值和鐵砷比條件下，會(huì)與鐵離子生成臭蔥石這類非常穩(wěn)定的鐵砷酸鹽礦物。

這套方案的控砷效果相當(dāng)可靠。工業(yè)實(shí)踐表明，加壓氧化處理后砷去除率可超過百分之九十五，用毒性浸出法檢測，固砷渣浸出液中的砷濃度能控制在每升零點(diǎn)五毫克以下。金回收率也能穩(wěn)定在百分之九十以上。缺點(diǎn)也很明顯，設(shè)備投資大，高壓釜造價(jià)昂貴，而且要處理高溫高壓的酸性環(huán)境，防腐要求極高。近年的改進(jìn)方向包括分段加壓、提高礦漿濃度實(shí)現(xiàn)近自熱運(yùn)行、添加氧化鈣或氧化鐵等固砷載體進(jìn)一步提升砷渣穩(wěn)定性。

中溫路線：焙燒也能把砷“扣住”

焙燒是最早工業(yè)化的預(yù)處理技術(shù)，適用于含砷百分之三到八的礦石。傳統(tǒng)問題是高溫下砷容易以三氧化二砷形式揮發(fā)到煙氣里，需要配套復(fù)雜的收砷系統(tǒng)，環(huán)保壓力大。

但現(xiàn)在的技術(shù)思路有了變化。東北大學(xué)提出的“生物氧化-懸浮焙燒”兩段工藝，先通過生物氧化破壞硫化物結(jié)構(gòu)，然后在五百五十?dāng)z氏度進(jìn)行懸浮氧化焙燒。關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是：在這個(gè)溫度條件下，砷不會(huì)揮發(fā)，而是與氧化鐵和氧化鈣反應(yīng)生成穩(wěn)定的砷酸鹽相被固定在焙砂里，固定率超過百分之九十五。同時(shí)碳質(zhì)物被大量脫除，金浸出率從百分之十五左右提升到百分之八十以上。

側(cè)吹熔煉技術(shù)走的是另一條路，把砷以三氧化二砷形式從煙氣里揮發(fā)出來，然后用“水霧驟冷”技術(shù)高效收集，再通過砷銻分離提純實(shí)現(xiàn)砷的資源化回收，把“污染物”變成“產(chǎn)品”。這條路線更適合大規(guī)模冶煉企業(yè)。

前端控制：浮選先把砷“分流”

如果礦石中砷主要以毒砂形式存在，而且嵌布粒度相對(duì)較粗，可以在磨礦后先通過浮選把含砷礦物分出來。采用特定的浮選流程和抑制劑，可以將金富集到金精礦里，同時(shí)把大部分砷“趕”到砷精礦中去。

某含砷金礦的試驗(yàn)很典型：原礦金品位三點(diǎn)五四克每噸、砷品位百分之零點(diǎn)六五，采用金粗選再金砷分離的流程，在分離階段使用環(huán)保型有機(jī)抑制劑，最終獲得金品位九十八點(diǎn)四零克每噸、金回收率百分之八十九點(diǎn)八三的金精礦，同時(shí)產(chǎn)出砷品位百分之二十四點(diǎn)六八的砷精礦，大部分砷被分流到了這個(gè)產(chǎn)品里。這種做法的好處是成本相對(duì)較低，不涉及復(fù)雜的冶金反應(yīng)，但砷精礦產(chǎn)品后續(xù)怎么處置，還得有一套可靠的方案。

生物氧化：環(huán)保但慢

生物氧化利用嗜酸菌的代謝作用氧化硫化物，能耗低、無廢氣排放，對(duì)環(huán)境相對(duì)友好。但反應(yīng)周期需要一到四周，而且對(duì)高砷（超過百分之五）或含砷碳質(zhì)的礦石處理效果有限。它更多是作為預(yù)處理的一環(huán)，與其他工藝配合使用。

實(shí)際怎么選：看礦石說話

含砷金礦的控砷方案沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，得看礦石的具體情況：砷含量多高、是以什么礦物形式存在、金嵌布得多細(xì)、有沒有碳質(zhì)物的“劫金”問題。

高砷且嵌布極細(xì)的礦石，加壓氧化往往是唯一能同時(shí)把金回收率和砷穩(wěn)定性都做好的選擇。中等品位且含碳質(zhì)的礦石，焙燒路線可能更合適，同時(shí)還能解決碳質(zhì)物的劫金問題。如果砷含量不算太高（百分之一以下），通過浮選把砷和黃金預(yù)先分流，再用常規(guī)氰化處理金精礦，也是一種務(wù)實(shí)的選擇。關(guān)鍵在于，無論選哪條路，都要配套完整的廢水、廢渣處理設(shè)施，確保砷最終以穩(wěn)定形態(tài)被固定在渣中或?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品化回收。