氰化尾渣無害化處理工藝的優化改進

解維平

(山東恒邦冶煉股份有限公司，山東 煙臺 264109)

焙燒-氰化是濕法提取金、銀的主要方法，但浸出的過程中需加入氰化鈉，最終會產生大量的氰化尾渣。該尾渣屬于危險固廢，堆存于氰化尾渣貯存場。尾渣中的氰根會對環境造成很大的影響，存在環保風險，而且占用土地資源。因此必須將氰化尾渣進行脫氰無害化處理，轉化為一般固廢后再堆存。

目前常用的脫氰方法包括因科法、堿氯化法和雙氧水氧化法[1]。其中堿氯化法會引入氯離子，而且該方法無法脫除鐵氰絡合物中的氰根，脫氰效果不佳；雙氧水氧化法使用的藥劑比較昂貴，試劑耗量高[2]。相比這2種方法，因科法是一種效果好、成本低的脫氰方法。但是傳統因科法利用SO2和空氣對礦漿進行無害化處理，氰化尾渣中含有的金、銀、銅等有價金屬沉淀進入脫氰尾渣中，不能有效回收，造成資源浪費。

山東恒邦冶煉股份有限公司（以下簡稱恒邦冶煉）對因科法處理氰化尾渣的工藝進行了改進優化，在保證氰化尾渣無害化處理達標的前提下，回收部分金、銀、銅等有價金屬，實現綜合回收，提高經濟效益，同時解決了氰化尾渣堆存造成的環境影響，具有顯著的社會效益。

1 工藝流程及原理

1.1 工藝流程

氰化尾渣無害化處理工藝流程見圖1。

焙燒-氰化系統產生的氰化尾渣經渣漿泵打入濃密機，濃密機溢流經濾液槽沉降澄清后返回氰化系統，作為洗滌水。濃密機底流自流至礦漿破氰預處理反應槽，向礦漿預處理反應槽內加入液堿調節pH值，并通入SO2煙氣及壓縮空氣進行脫氰反應，使礦漿貧液中的ρ(CN-)從 2 800～3 000 mg/L 降至1 400～1 500 mg/L。由于礦漿中的CN-為過量，因此SO2幾乎全部參與反應。

圖1 氰化尾渣無害化處理工藝流程

反應后的礦漿經高效洗滌壓濾機壓濾后，濾液返回濃密機。壓濾機濾餅通入洗滌液反洗，洗滌后的濾餅即為脫氰尾渣，為一般固廢。總氰化物質量濃度(以CN-計)小于或等于5 mg/L，易釋放氰化物質量濃度(以CN-計)小于或等于4 mg/L，堆存至一般固廢處置場。

洗滌后液經離心泵打入無害化反應槽，向反應槽中通入含SO2冶煉煙氣及壓縮空氣，根據反應槽中pH值再加入適量漿化好的石灰乳，控制礦漿pH 值 8～9。

反應后的尾氣中含有微量未反應的SO2，經風機送入尾氣吸收塔處理(液堿吸收)，處理達標后外排。

反應后的礦漿經渣漿泵打至沉降槽內沉降，沉降槽溢流液返回壓濾機作為洗滌水回用。沉降槽底流經壓濾機壓濾，濾渣即為銅渣，返回火法系統回收銅、金、銀等有價金屬，濾液返回壓濾機作為洗滌水回用。

1.2 工藝原理

在銅催化劑作用下、一定pH值范圍內，利用SO2和空氣的協同作用使廢水中的氰化物CN-轉化成CNO-，該方法對所有氰化物優先氧化分解。此法可處理廢水，也可處理礦漿。

反應方程式如下：

2 氰化尾渣脫氰方法的討論

2.1 氰化尾渣預脫氰

氰化尾渣若直接經過壓濾、洗滌，洗滌后的濾餅中總氰化物質量濃度(以CN-計)也可降至5 mg/L以下，達到一般固廢標準；但是洗滌后的洗滌液中氰根離子含量高，通入二氧化硫、空氣破氰后，氰根離子殘留高，回用作洗滌水，洗滌率低，不能將氰化尾渣中的氰根有效帶入洗滌液中，從而使得尾渣不能達到一般固廢標準。當氰化尾渣中帶入的貧液ρ(CN-)降至2 g/L以下，洗滌液經無害化處理后回用，可保證尾渣達到一般固廢標準。因此氰化尾渣在壓濾前，先通入二氧化硫、空氣進行預處理，使ρ(CN-)降至1 500 mg/L后，再進行壓濾、洗滌處理，確保尾渣達到一般固廢標準。

2.2 pH調節劑的選擇

為保證CN-不產生有毒的氰化氫氣體，反應需在堿性條件下進行。利用液堿可調節pH值至堿性，但液堿用量大，成本高，將消耗w(NaOH)為32%的液堿1 840 t/a，成本約350萬元/a，如果使用w(CaO)80%的石灰粉作為pH調節劑，將消耗石灰粉515 t/a，成本約30萬元/a。因此選擇石灰粉作為pH調節劑，處理成本大幅度降低，產生的硫酸鈣渣可返回銅冶煉系統用于調整渣型。

2.3 與傳統因科法的比較

傳統因科法直接將氰化尾渣調漿后，通入二氧化硫、空氣進行無害化處理，銅、鉛等有價金屬元素與CN-反應產生絡合物沉淀，并富集金、銀等貴金屬元素，產生沉淀與脫氰尾渣混合，堆存于堆場，不能有效回收。恒邦冶煉對工藝進行優化，氰化尾渣預處理后，先經過壓濾、洗滌，使銅、金、銀等溶于洗滌液，再向洗滌液中通入二氧化硫、空氣，使銅等有價金屬元素與氰根反應產生絡合物沉淀，并富集金、銀等貴金屬元素，產生含有貴金屬元素的銅渣，返回銅冶煉系統進行回收，實現綜合回收利用的目的。

傳統因科法改進后的脫氰方法對比見表1。氰化尾渣原料成分見表2，利用改進的方法進行無害化處理后產出的銅渣成分見表3。

表1 氰化尾渣脫氰方法對比

表2 氰化尾渣成分 w，%

表3 銅渣成分 w，%

按照每年處理200 kt氰化尾渣計，每年將產生銅渣 825 t，銅渣中含金 0.05 t，銀 0.5 t，銅 49.7 t，鉛16.5 t，鋅54 t，銅渣返回銅冶煉系統回收有價金屬，將創造1 875萬元/a的經濟效益。

3 結語

采用優化后的因科法，利用高含硫煙氣對氰化尾渣進行無害化處理，實現以廢治廢，是對高含硫煙氣資源的綜合利用，可促進企業良性健康發展。危險廢物氰化渣通過處理，成為一般固廢，可實現危險廢物的無害化，有效解決氰化渣儲運可能存在的環境安全隱患問題，同時達到對現有部分含硫尾氣脫硫的目的，一舉兩得。廢水主要是氰化尾渣無害化處理后經壓濾機壓濾產生的濾液，均回用于尾渣洗滌水使用，正常工況無生產廢水產生。處理后的脫氰尾渣可堆存于一般固廢處置場，也可以外售至水泥廠，變廢為寶。氰化尾渣中的銅、鉛、鋅、金、銀等有價元素實現綜合回收利用，具有良好的經濟效益和社會效益。