砷在含金矿石处理过程中的分布及其综合利用的前景

对于用浮选或氰化工艺生产的选矿厂来说，问题主要在于如何计算氰化和浮选最终尾矿中含砷废料的数量、分析其对周围环境的毒害作用和寻找降低其毒性的有效方法。对于那些将以含砷品位高的精矿作为主要生产原料的新企业来说，则需要制定出从含砷废料中生产砷和砷化物的特殊方法或者制定出废料脱砷和保存的经济可行的方法。

在现有的选金厂所处理酌矿石中，砷的含量通常不太大(见表)，而且常常是以硫化矿物形式存在，如砷黄铁矿、雄黄，雌黄，黝铜矿等。砷在工艺循环中的分布，首先取决于金与金属矿物的共生特点。但是，大部分砷会转入到浮选或重选的硫化物精矿(约35%)以及选矿或氰化的最终尾矿中(65%)。进入污水中的砷不超过1~2%，而进入选金厂合格产品(合质金、锌沉淀物)中的砷非常少。

选金厂处理砷矿的含量及其分布情况

砷的硫化矿物在氰馋钠溶液中非常稳定，大部分砷以原始矿物形式转入尾矿中，因此对尾矿填没有任何特殊的要求。在氰化过程中，通过提高氰化矿浆碱度的办法，或者在长期保存过程中，在某些能够使砷转化为水镕状态的天然因素的作用下，砷矿物可以局部被溶解。

在排放到尾矿填的污水和矿浆中，已溶解砷的浓度可达到0.04~0.2毫克/升(最高容许浓度为0.05毫克/升)，污水中每年的含砷总量可达300公斤。尽管这一数值在砷的总平衡中是很小的，但是也应注意防止尾矿填渗滤水污染地下水的危险。

根据对矿浆和污水脱砷的研究结果，制定了-些非常有效的方法。这些方法的主要根据是使砷以不溶的砷化合物[Ca3(AsO4)2,As2S3，等] 形式沉淀以及砷在活性炭或者树脂的活性表面上被吸附，砷与Fe(OH)3或者Al(OH)3-起絮凝。利用氯或者NaOCl对As8+进行预先氧化和添加CaO使pH保持其最佳值，就能得到砷浓度为0.46毫克/升的尾矿，而再加入磷酸氢铵钠后可使其浓度降到0.03毫克/升的废弃尾矿。已知的方法中，还有采用硫酸铁、硫化亚铁、硫酸铝、聚丙烯酰胺等等。

在一定的条件下，上述各种方法都可适用于采金工业，而目前的主要任务则是合理地采用这些方法以便能更完全地排除砷对企业周围的环境污染。

解决砷污染的一个最有效的途径是在选矿厂内实行完全循环供水和最佳净化方案相配合的方法。

例如;在某个选矿厂已制定了一个用次氯酸钙和硫酸亚铁进行吸附以及为在循环供水中利用净化水的方法对尾矿进行脱砷工艺流程。采用这-流程就能使矿浆液相中砷含量达到规定的排放标准，甚至于更低(≤0.05毫克/升)。硫酸亚铁的用量，依据矿浆中砷含量的不同，可以波动在1.32~2.33公斤/吨之间。选-方法也适合于所处理的矿物组成与该厂相近似的矿石的其他企业。

第二项重要任务是进-步积累有关各选矿厂和矿山的矿浆和污水中各种砷化合物的数量和分布情况方面的资料，以及制定各种综合措施来降低砷的毒害作用使之达到对每个企业和每种化合物所规定的许可标准。

利用含砷废弃尾矿的最可行的方案是将这些废弃尾矿用于地下井巷的水力充填或者将其掺入充填用的专用混凝土中，也可以将这种混凝土用于工业建设和道路建设的提填上。在任何情况下，当测定尾矿中砷的毒性和确定尾矿中砷脱除方法时，都必须经过专门的研究。

进入浮选精矿和重选精矿中酌砷的行为和其分布情况则取决于对这些精矿的处理方法。在对精矿进行氰化处理的情况下，砷矿物的行为与对原矿进行氰化时相似，仅仅是废弃尾矿中砷的含量比原矿氰化尾矿中稍高一些(可达到2.513%)。

但是，还有这样一些精矿，由于其中超细粒金与砷黄铁矿共生得非常紧密和其他一些因素(例如碳的含量很高)，所以这些精矿就不能用氰化法处理，只能送铜冶炼厂处理。在这种情况下，砷就分布到铜冶炼的各种产品中(例如冰铜，熔渣、粉尘、粗金属、含铜浮渣，砷锑化合物等)。在这种情况下，大量砷便聚集在循环料中，结果就使主要生产过程更加复杂，导致铜的附加损失和使周围环境受到污染。因此就必须增设辅助工序来从粉尘中回收砷和处理不合格的砷酸钙等。

所有上述情况都限制了在炼铜厂附带处理含砷金精矿的可能性。根据技术条件(Ty48-16-6-75)规定来看，含金精矿中砷的最高含量不得超过2%。今后由于对产品质量的要求不断提高，显然这些技术条件将会变得更加严格。因此-项刻不容缓的任务就是需要制定-些行之有效的工艺，以便能够就地，处理砷金精矿，使砷转入到所需要的产品中或者将砷可靠地保管起来。

处理这类精矿的各种方法都需进行预先脱砷，然后用火法或者湿法冶金方法从不含砷的产品中回收贵金属。

从精矿中脱砷的最简单的，且实践证明是非常有效的-个方法就是氧化焙烧。用这种方法能够从精矿中非常完全地排除砷，硫和碳，并且为氰化法或者某种火法冶金处理这种精矿提供良好的可能性。

用多层焙烧炉对精矿进行焙烧得到合格的三氧化二砷(随后获得金属砷以及砷基合金和中间合金)的工艺已在某些选金企业中实际应用了。含砷0.8~1.0%的焙砂送铜冶炼厂进行处理。捕收As2O3的系统(收尘室、冷凝器和电除尘器)能使通过烟囱排人大气中的As2O3不超过0.2吨/年。

除了氧化焙烧法之外，还制定了-些其他脱砷方法，其中有压热氧化浸出，细菌浸出、电解，真空热解法，从熔融物中挥发等。

苏联国立稀有金属研究所伊尔库茨克分所，苏联科学院冶金研究所(HMeT)和其他单位共同研究了难处理的含砷金精矿综合处理方法并进行了半工业试验。这些方法是在氧化焙烧基础上，用化学方法处理焙砂，然后再进行氰化处理或者在加入氯化物的条件下进行电熔炼。后一种方法能使各种有价组分的回收率很高且可以综合利用原料，其中电熔炼渣可用来生产岩石铸件或绝热材料。含砷很高的粉尘可以用异华精炼法进行处理，以得到高纯度(99.5~99.9%)三氧化二砷和含金渣。为实现这一方法而制造的工业装置曾在苏联的一个选金企业中作了试验。将来还可以将精炼法和三氧化二砷的还原法配合起来成为一个连续的工艺循环。这样就可以大量生产高纯度的廉价金属。从致密的高纯化合物中附带生产呈金属状态的砷，更能促使神获得新用途和更为广泛的利用。

因此，在选金企业广泛利用氧化焙烧法，是目前处理难处理的含硫砷化物精矿的必不可少的先决条件。

苏联和国外采用氧化焙烧的生产实践和观有的试验数据都是设计和修建有关脱砷工序的基础资料。

显然，在大型选金企业的特殊条什下，规定这些企业生产优质的和便于运输的产品(元素硫、三氧化二砷、高纯金属或高纯度硫化物)是非常合理可行的。

为了彻底解决选金工业上的脱砷、脱毒利用问题、在最近几年必须要作下列几项工作：

1、检查一下在各选金企业内有关砷的数量和分布情况的计算是否正确。

2、扩大对砷的化学性质的研究，其中包括对低溶性化合物性质的研究，以便在不需用造价很高的建筑设施来保存它们。

3、扩大有关在国民经济部门中应用砷和含砷废料的新途径的研究，例如，制成合金，建筑材料或用来充填矿山巷道等。

4、加快制定和采用处理难处理含砷物料的先进方法，其中包括以氧化焙烧为基础的进行氯化挥发电熔炼法或者从废气中回收三氧化二砷、元素硫和硫酸的湿法冶金以及对三氧化二砷进行升华精炼等方法。

5、加速制定从三氧化二砷、以及砷的硫化物和其他化合物中生产出金属砷的先进工艺方法。

6、保证尽快地使采金企业实现无污水的循环供水，这样就可以完全解决随污水排出砷和污染环境的问题。