摘要：針對某黃金礦山氰化尾渣開展酸化降氰試驗研究，并對濃硫酸用量、反應(yīng)時間等條件進行了優(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》尾礦庫處置標準要求，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，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”）尾礦庫處置標準要求[5-6]。

1 試驗部分

1.1 儀器及藥劑

試驗儀器：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;化學滴定裝置;XJT充氣多功能浸出攪拌機;BSA224S分析天平;QS-1翻轉(zhuǎn)式震蕩器;壓濾設(shè)備。

試驗藥劑：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》進行毒性浸出試驗，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140.50 mg/L，超過氰渣規(guī)范尾礦庫處置標準要求;其他污染物均未超標。

1.3 試驗方法

1）間歇試驗：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》進行毒性浸出試驗。

2）循環(huán)試驗：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和調(diào)漿循環(huán)液中污染物組分累積情況。

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 酸化降氰試驗

2.1.1 濃硫酸投加量

將調(diào)漿后的尾礦漿置于有機玻璃攪拌槽中，控制濃硫酸投加量為單一試驗變量。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，壓濾渣進行毒性浸出試驗，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，達到了氰渣規(guī)范尾礦庫處置標準要求。綜合考慮，為保證降氰工藝的穩(wěn)定運行，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玻璃攪拌槽中，控制反應(yīng)時間為單一試驗變量。加入10 mL/L濃硫酸，分別充分攪拌反應(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，壓濾渣進行毒性浸出試驗，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)量濃度均能達到氰渣規(guī)范尾礦庫處置標準要求。綜合考慮工程實際應(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，進行了7次調(diào)漿循環(huán)試驗，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)范尾礦庫處置標準要求;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，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進行固液分離，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)場半工業(yè)試驗最佳工藝參數(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)有壓濾機進行脫水處理，壓濾渣進入尾礦庫堆存處置。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到氰渣規(guī)范尾礦庫處置標準要求，藥劑成本約11.00元/t氰渣，總投資880萬元。

[參 考 文 獻]

[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，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研究[J].黃金，2013，34（9）：71-76.

[3] 劉強，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[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.