某黃金礦山氰化尾渣治理試驗(yàn)研究

摘要：針對某黃金礦山氰化尾渣開展酸化降氰試驗(yàn)研究，并對濃硫酸用量、反應(yīng)時間等條件進(jìn)行了優(yōu)化，最終給出推薦工藝，即氰化尾渣調(diào)漿—酸化降氰—壓濾工藝。在濃硫酸用量10 mL/L，反應(yīng)時間1.0 h條件下，無害化處理后的氰渣達(dá)到HJ 943—2018 《黃金行業(yè)氰渣污染控制技術(shù)規(guī)范》尾礦庫處置標(biāo)準(zhǔn)要求，藥劑成本約為11.00 元/t氰渣。研究結(jié)果為該黃金礦山氰化尾渣無害化治理的工業(yè)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)參考。

關(guān)鍵詞：氰化尾渣;調(diào)漿;酸化;壓濾;工藝穩(wěn)定性

引 言

目前，黃金冶煉多采用氰化提金工藝，該工藝金浸出率高，對礦石適應(yīng)性強(qiáng)，但在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量氰化尾渣[1-4]。隨著國家對固體廢物管理的日益嚴(yán)格，黃金礦山企業(yè)的環(huán)保壓力與日俱增。某黃金礦山采用浮選—金精礦氰化炭漿提金工藝，產(chǎn)生大量的氰化尾渣。由于氰化尾渣中氰化物回收利用工藝運(yùn)行成本及投資較高，故其無害化處理的方法主要為破壞及轉(zhuǎn)化，將氰化物分解為無毒物質(zhì)[2]，主要包括化學(xué)分解法（如氯氧化法、因科法等）、加壓水解法、深掩埋法及焚燒法等。

本文針對某黃金礦山氰化尾渣開展酸化降氰試驗(yàn)研究，尋求成本低廉，工藝簡單的治理技術(shù)，確保處理后尾渣達(dá)到HJ 943—2018 《黃金行業(yè)氰渣污染控制技術(shù)規(guī)范》（下稱“氰渣規(guī)范”）尾礦庫處置標(biāo)準(zhǔn)要求[5-6]。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器及藥劑

試驗(yàn)儀器：AA6300原子吸收分光光度計;UV-1700紫外分光光度計;DELTA 320 pH計;IC1000離子色譜儀;化學(xué)滴定裝置;XJT充氣多功能浸出攪拌機(jī);BSA224S分析天平;QS-1翻轉(zhuǎn)式震蕩器;壓濾設(shè)備。

試驗(yàn)藥劑：濃硫酸。

1.2 氰化尾渣性質(zhì)

取該黃金礦山氰化尾礦漿，上清液進(jìn)行污染物組分分析，氰化尾渣按照HJ/T 299—2007 《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》進(jìn)行毒性浸出試驗(yàn)，結(jié)果分別見表1和表2。

由表1可知：氰化尾礦漿上清液中的總氰化合物質(zhì)量濃度為4 418.57 mg/L，易釋放氰化物質(zhì)量濃度為1 027.75 mg/L，表明絡(luò)合氰化物（如鐵氰絡(luò)合物等）含量較高。

由表2可知：氰化尾渣毒性浸出液中的總氰化合物質(zhì)量濃度達(dá)140.50 mg/L，超過氰渣規(guī)范尾礦庫處置標(biāo)準(zhǔn)要求;其他污染物均未超標(biāo)。

1.3 試驗(yàn)方法

1）間歇試驗(yàn)：取氰化尾渣按照液固比1∶1加入清水調(diào)漿，攪拌均勻后取1 L調(diào)漿后尾礦漿，投加一定量藥劑，于XJT充氣多功能浸出攪拌機(jī)攪拌反應(yīng)一定時間，反應(yīng)完成后壓濾。濾液分析測定氰化物，壓濾渣按照HJ/T 299—2007 《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》進(jìn)行毒性浸出試驗(yàn)。

2）循環(huán)試驗(yàn)：每次調(diào)漿降氰后的濾液用于下一次氰化尾渣調(diào)漿，考察處理后壓濾渣毒性浸出液中的氰化物指標(biāo)和調(diào)漿循環(huán)液中污染物組分累積情況。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 酸化降氰試驗(yàn)

2.1.1 濃硫酸投加量

將調(diào)漿后的尾礦漿置于有機(jī)玻璃攪拌槽中，控制濃硫酸投加量為單一試驗(yàn)變量。濃硫酸投加量分別為4 mL/L、6 mL/L、8 mL/L、10 mL/L、12 mL/L，反應(yīng)時間為2 h，反應(yīng)完成后壓濾。濾液分析測定氰化物，壓濾渣進(jìn)行毒性浸出試驗(yàn)，結(jié)果見圖1。

由反應(yīng)原理可知，隨著濃硫酸的加入，尾礦漿中的金屬組分反應(yīng)生成金屬離子，溶出的金屬離子與氰化物、鐵氰化物反應(yīng)生產(chǎn)穩(wěn)定的沉淀物。

由圖1可知：隨著濃硫酸投加量的增加，濾液和毒性浸出液中的氰化物質(zhì)量濃度均逐漸降低，說明反應(yīng)生成的鐵氰絡(luò)合物沉淀比較穩(wěn)定。當(dāng)濃硫酸投加量為8 mL/L時，毒性浸出液中的總氰化合物質(zhì)量濃度為2.44 mg/L，達(dá)到了氰渣規(guī)范尾礦庫處置標(biāo)準(zhǔn)要求。綜合考慮，為保證降氰工藝的穩(wěn)定運(yùn)行，確定濃硫酸投加量為10 mL/L。

2.1.2 反應(yīng)時間

將調(diào)漿后的尾礦漿置于有機(jī)玻璃攪拌槽中，控制反應(yīng)時間為單一試驗(yàn)變量。加入10 mL/L濃硫酸，分別充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)0.5 h、1.0 h、1.5 h和2.0 h，反應(yīng)完成后壓濾。濾液分析測定氰化物，壓濾渣進(jìn)行毒性浸出試驗(yàn)，結(jié)果見圖2。

由圖2可知：隨著反應(yīng)時間的增加，濾液和毒性浸出液中的總氰化合物質(zhì)量濃度均逐漸降低。反應(yīng)時間為0.5～2.0 h時，毒性浸出液中的總氰化合物質(zhì)量濃度均能達(dá)到氰渣規(guī)范尾礦庫處置標(biāo)準(zhǔn)要求。綜合考慮工程實(shí)際應(yīng)用，反應(yīng)時間確定為1.0 h。

2.2 工藝穩(wěn)定性

為了確定調(diào)漿降氰無害化處理工藝的穩(wěn)定性，進(jìn)行了7次調(diào)漿循環(huán)試驗(yàn)，即每次調(diào)漿降氰后的濾液用于下一次調(diào)漿，考察每次調(diào)漿后壓濾渣毒性浸出液中的氰化物和調(diào)漿循環(huán)液中污染物組分累積情況，結(jié)果見圖3。第1次和第7次調(diào)漿試驗(yàn)組分對比結(jié)果見表3和表4。

由表3和表4可知：調(diào)漿降氰后的濾液循環(huán)1次和7次相比，濾液和毒性浸出液中的部分組分存在累積。壓濾渣中的金屬污染物累積增加較少，且并未超過氰渣規(guī)范尾礦庫處置標(biāo)準(zhǔn)要求;濾液中的SO2-4累積較多，由12 580 mg/L增加到50 380 mg/L，但未發(fā)現(xiàn)對降氰產(chǎn)生影響。

2.3 調(diào)漿—酸化降氰—壓濾工藝

通過上述試驗(yàn)，推薦氰化尾渣處理工藝為調(diào)漿—酸化降氰—壓濾，工藝流程見圖4。

首先氰化尾礦漿通過渣漿泵送入帶壓縮空氣吹脫功能的壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，確保壓濾吹脫后的氰化尾渣含水率約10 %，貧液返回氰化工藝?，F(xiàn)場半工業(yè)試驗(yàn)最佳工藝參數(shù)為：0.95 MPa壓縮空氣吹脫6 min，壓濾后氰化尾渣含水率8 %～10 %。

氰化尾渣按45 %濃度攪拌調(diào)漿，調(diào)漿后的尾礦漿經(jīng)三級酸化降氰處理后，利用現(xiàn)有壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理，壓濾渣進(jìn)入尾礦庫堆存處置。濾液收集至濾液槽，通過濾液輸送泵輸送至調(diào)漿槽回用。酸化降氰反應(yīng)器和壓濾緩沖槽均配套負(fù)壓集氣裝置，可將有害氣體引入裝有氧化鈣溶液的降氰吸收塔，處理后的氣體外排，氧化鈣溶液吸收飽和后定期轉(zhuǎn)送礦山選礦廠氰化工段回用。

2.4 藥劑成本分析

對氰化尾渣調(diào)漿—酸化降氰—壓濾工藝藥劑成本進(jìn)行核算。按照濃硫酸用量為28.20 kg/t氰渣，價格為0.39元/kg計算，成本約11.00元/t氰渣。

3 結(jié) 論

1）酸化降氰處理氰化尾渣的最佳工藝參數(shù)為濃硫酸用量10 mL/L，反應(yīng)時間1.0 h。

2）該黃金礦山氰化尾渣處理推薦工藝為調(diào)漿—酸化降氰—壓濾，處理后的氰化尾渣達(dá)到氰渣規(guī)范尾礦庫處置標(biāo)準(zhǔn)要求，藥劑成本約11.00元/t氰渣，總投資880萬元。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1] 邢相棟，蘭新哲，宋永輝，等.氰化法提金工藝中“三廢”處理技術(shù)[J].黃金，2008，29（12）：55-61.

[2] 劉強(qiáng)，李哲浩，降向正，等.某黃金礦山尾礦庫氰渣淋溶廢水沉銅試驗(yàn)研究[J].黃金，2013，34（9）：71-76.

[3] 劉強(qiáng)，李哲浩，降向正，等.尾礦庫氰渣淋溶廢水深度處理工藝研究[J].黃金，2014，35（2）：61-63.

[4] 王瑩，降向正，劉曉紅，等.某金礦尾礦渣中氰化物的分布及自然降解試驗(yàn)[J].黃金，2017，38（12）：58-60.

[5] 郭雪婷，孟凡鈺，劉曉紅.某金礦氰化尾渣無害化處理試驗(yàn)研究[J].黃金，2019，40（5）：77-79.

[6] 蘭馨輝，張化武，武勝魁，等.某黃金生產(chǎn)企業(yè)氰化尾礦治理技術(shù)研究[J].黃金，2018，39（4）：68-74.