类型b：学术报告（综述类论文）

作者与发表信息

本文作者周洪杰来自河南省核技术应用中心，发表于《冶金与材料》（metallurgical and materials）第45卷第12期（2025年12月）。论文主题为基于矿石结构分析的难处理金矿预处理策略优化，聚焦金矿资源开发中因矿石结构复杂导致的传统工艺效率低、能耗高、污染重等问题，提出多技术耦合的针对性解决方案。

核心观点与论据

1. 矿石结构特征决定预处理工艺适应性

论文系统分类了难处理金矿的矿石结构类型及其对选冶工艺的影响机制：

• 硫化物型：金包裹于黄铁矿或方铅矿晶粒内部，直接氰化浸出率不足50%。例如南非某矿经氧化焙烧后回收率从30%~40%提升至85%。

• 碳质型：有机碳吸附金氰络合物（“蒙金”效应），贵州某矿常规氰化回收率<20%，碱性氧化处理后达70%。

• 脉石型：金微细分散，需超细磨矿或化学改性提高暴露率。

支持数据：通过扫描电镜与薄片分析证实金赋存状态，结合文献[1]的工业案例量化不同结构的工艺限制。

2. 物理预处理的核心机理与方法优化

物理预处理通过破碎、分级与富集破除结构屏障：

• 解离暴露：高压辊磨（HPGR）与搅拌磨将矿石细磨至P80≤75μm，释放包裹金；重力选矿（螺旋/离心浓缩器）优先回收粗粒自由金，减少后续处理量。

• 工程经济平衡：需根据Bond功指数（案例中15kW·h/t）选择设备，并通过序列化试验（如粒级分布、锁闭循环试验）优化能耗与回收率。

案例支撑：遵义金矿通过重力富集减少50%高压氧化处理量，降低化学药剂消耗。

3. 化学预处理的技术选择与绿色改进

针对硫化物与碳质屏障，化学方法需差异化应用：

• 高压氧化（POX）：3MPa氧气压力下氧化硫化物，但设备成本高；

• 常压氧化：成本低但效率有限，适合中低硫矿石；

• 氯化/硝酸法：强氧化能力但腐蚀性强。

改进方向：复合氧化剂（如氧气+石灰）、废液循环技术降低环境负荷。文献[3]指出“重选富集+POX”组合可减少30%氧化剂用量。

4. 生物预处理的微生物作用与工程限制

嗜酸性微生物（铁/硫氧化菌）通过生物氧化松散矿物结构：

• 优势：提升浸出率20%~40%，降低能耗（如遵义案例生物辅助氧化回收率+15%）；

• 限制：反应周期长（数天至数周），需控制pH（1.5~3.5）、温度（35℃）及营养供应。

优化措施：预磨增加表面积、耐抑制菌株选育，文献[2]强调生物-化学耦合可缩短周期。

5. 多技术耦合的协同效应与案例验证

论文提出“分层破障”策略：

• 物理-化学-生物三级耦合：遵义碳质硫化物矿采用“重力浓缩-POX-生物氧化-氰化浸出”，总回收率达88%，成本降低15%。

• 经济性分析：投资回收期1.8年，药剂消耗下降30%，验证了技术可行性（表1数据支持）。

论文价值与意义

1. 理论贡献：建立了矿石结构与预处理技术的匹配框架，为难处理金矿开发提供系统方法论。

2. 应用价值：案例中的分级处理、多技术耦合等策略可直接推广至同类矿床（如碳质硫化物复合矿）。

3. 行业导向：强调绿色冶金（如生物预处理）与智能化（在线监测）的未来研究方向，呼应资源可持续开发需求。

亮点总结

• 创新方法：首次提出基于矿石结构特征的“分层破障”多技术耦合设计流程；

• 实证性强：结合典型工业案例（遵义金矿）量化评估经济与环境效益；

• 跨学科整合：融合矿物学、微生物学与冶金工程，推动难处理金矿工艺革新。