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        某黃金礦山氰化尾渣治理試驗(yàn)研究

        2021-09-10 07:22:44降向正
        黃金 2021年1期
        關(guān)鍵詞:酸化

        摘要:針對(duì)某黃金礦山氰化尾渣開展酸化降氰試驗(yàn)研究,并對(duì)濃硫酸用量、反應(yīng)時(shí)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(shí)間1.0 h條件下,無(wú)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(kù)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(wú)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(duì)礦石適應(yīng)性強(qiáng),但在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量氰化尾渣[1-4]。隨著國(guó)家對(duì)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(wú)害化處理的方法主要為破壞及轉(zhuǎn)化,將氰化物分解為無(wú)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(duì)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(jiǎn)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(kù)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(jì);UV-1700紫外分光光度計(jì);DELTA 320 pH計(jì);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(jiàn)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(guò)氰渣規(guī)范尾礦庫(kù)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(shí)間,反應(yīng)完成后壓濾。濾液分析測(cè)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(shí)間為2 h,反應(yīng)完成后壓濾。濾液分析測(cè)定氰化物,壓濾渣進(jìn)行毒性浸出試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)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(shuō)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(shí),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(kù)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(shí)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(shí)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(cè)定氰化物,壓濾渣進(jìn)行毒性浸出試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)圖2。

        由圖2可知:隨著反應(yīng)時(shí)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(shí)間為0.5~2.0 h時(shí),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(kù)處置標(biāo)準(zhǔn)要求。綜合考慮工程實(shí)際應(yīng)用,反應(yīng)時(shí)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(wú)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(jiàn)圖3。第1次和第7次調(diào)漿試驗(yàn)組分對(duì)比結(jié)果見(jiàn)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(guò)氰渣規(guī)范尾礦庫(kù)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(duì)降氰產(chǎn)生影響。

        2.3 調(diào)漿—酸化降氰—壓濾工藝

        通過(guò)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(jiàn)圖4。

        首先氰化尾礦漿通過(guò)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。現(xiàn)場(chǎng)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(jí)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(kù)堆存處置。濾液收集至濾液槽,通過(guò)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(duì)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(jià)格為0.39元/kg計(jì)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(shí)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(kù)處置標(biāo)準(zhǔn)要求,藥劑成本約11.00元/t氰渣,總投資880萬(wàn)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(kù)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(kù)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(wú)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.

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