一種黃金冶煉貧液及氰化尾渣處理新技術

李 磊 袁欣波 翟永強 張 磊

（山東中城宏業礦業技術有限公司，山東 招遠 265400）

0 引言

氰化法是主要的提金方法，目前國內外的氰化廠大部分已經實現氰化貧液閉路循環。但是隨著循環次數的增加，以絡合物形式存在的銅、鋅和鐵等重金屬離子在氰化貧液中會逐漸積累，影響氰化浸出的工藝指標、置換過程和金泥品位，不利于企業的穩定生產。同時氰化提金法會產生大量的氰化尾渣[1]。目前，大部分氰化尾渣處于堆存狀態，大量氰化尾渣長期堆放并且逐年增加，產生的危害有以下3點：1）氰化尾渣含有氰根、重金屬和硫等有害成分，污染環境并且占用了大量的土地資源。2）氰化尾渣中含有金、銀、硫和鐵等多種有價資源，導致嚴重的資源浪費。3）氰化尾渣作為危廢進行處置，成本高昂，會影響黃金冶煉企業的正常生產。

1 當前黃金冶煉貧液及氰渣處理技術及弊端

1.1 貧液處理技術及弊端

國內從氰化貧液中回收和利用氰化物以及金屬離子的方法包括酸化法（酸化—揮發—堿液吸收法）、離子交換法和膜過濾分離法等[2]。目前，國內企業處理貧液時普遍采用酸化法。酸化法可以回收貧液中的氰化物以及金屬，其原理是貧液在酸性條件下，簡單氰化物、銅和鋅等金屬的絡合氰化物容易解析，揮發出氫氰酸（HCN），再將揮發出的氫氰酸收集起來，然后用堿液吸收。采用酸化法處理貧液，貧液需要經過酸化、吹脫、吸收和沉淀過濾返回的流程，該方法的操作復雜，工程投資高。并且，貧液中的銅和鋅等重金屬離子轉為硫氰酸鹽沉淀回收時，無法將銅和鋅分離，產生的銅泥品位低（＜20%）。由于使用酸化法產生的 HCN氣體有劇毒，，所以需要嚴密的密閉系統，避免HCN氣體泄漏。

1.2 氰渣處理技術及其弊端

國內一般通過破壞法來處理氰化提金工藝中產生的氰渣。破壞法包括氯氧化法、因科法、過氧化氫氧化法、臭氧氧化法和焚燒法等[3]。

1.2.1 氯氧化法

氯氧化法是在堿性條件下，采用氯系氧化劑將氰渣中的氰化物分解為低毒或者無毒物質。常用的氯氧化劑有次氯酸鈉、次氯酸鈣、液氯和氯氣等。該方法比較成熟，已經在國內外得到廣泛應用，其設備簡單，可間歇或連續運行。但是水中累積的氯離子會腐蝕鋼制管道以及設備。

1.2.2 因科法

因科法又稱為二氧化硫—空氣法，采用二氧化硫或者可以生成二氧化硫的藥劑和空氣作為氧化劑，在銅離子的催化作用下將氰渣中的氰化物脫除。但是二氧化硫為有毒氣體，泄漏風險大，存在安全隱患，同時易腐蝕設備，對設備的防腐要求高。

1.2.3 過氧化氫氧化法

過氧化氫氧化法將過氧化氫作為氧化劑，在堿性條件下，經過銅離的子催化作用，將氰化物氧化為無毒化合物。但是，過氧化氫屬于強氧化劑，腐蝕性強，貯存和運輸的風險較高，已經被列入重大風險源。使用該方法處理氰化物含量高的氰渣，成本偏高。

1.2.4 臭氧氧化法

臭氧氧化法采用臭氧作為氧化劑，將氰渣中的氰化物氧化脫除。但是臭氧需要由臭氧發生器提供，設備投資相對較高，維護困難并且能耗較高[4]。

1.2.5 焚燒法

焚燒法是將氰渣置于焚燒爐內，在一定的高溫條件下，使含氰的有毒物質分解為CO2、N2、H2O、灰分以及少量無害化合物。但是，該方法能耗極高，推廣應用困難。

2 黃金冶煉貧液及氰化尾渣資源回收和無害化處理新技術的研究

圖1為黃金冶煉貧液以及氰化尾渣處理新技術的流程圖，是某公司自主研發。該技術包括黃金冶煉貧液處理CCR技術、氰渣破氰處理OCDT以及浮選技術，對黃金冶煉貧液以及氰化尾渣進行資源回收和無害化處理。該工藝采用了采用CCR技術對貧液進行凈化處理，處理后的貧液返回氰冶車間循環使用，在有效保證氰冶車間正常生產的同時降低了氰渣中總氰的含量。其次氰渣重新調漿后，采用了OCDT破氰技術進行高效破氰；破氰后的礦漿直接進行硫精礦和銅精礦的浮選，最終剩余的尾渣為高硅渣，可以達到一般固體廢物的標準。

圖1 黃金冶煉貧液及氰化尾渣處理新技術流程圖

2.1 貧液處理CCR技術特點

貧液處理CCR技術的特點包括以下3點：1）不僅可以去除貧液中鋅和銅等雜質離子，同時可以將鋅和銅元素的分離。2）回收絡合的氰根離子，在液態狀態下（通過特定的工藝條件，在液體中將氰根的絡合態打破，使其變成游離態）進行氰化鈉的回收，在提高了氰化鈉回收效率的同時降低了安全風險。3）去除貧液中的銅氰和鋅氰等絡合物，大幅度降低了氰渣中總氰的含量，有利于后續氰渣的處理。

2.2 貧液處理理論依據

在貧液體系中，鋅和銅離子的存在形式是和氰根離子絡合形態一起溶于水中的，如果要回收鋅和銅，首先需要將鋅氰和銅氰絡合態解離。由于鋅氰和銅氰絡離子的穩定性不同，所以要在不同的工藝條件下將鋅氰和銅氰絡離子分步解離，從而將鋅和銅元素分離。分離鋅和銅離子的同時將絡合態氰根離子釋放，實現氰化鈉的回收。

圖2為貧液處理CCR技術工藝流程圖，整個工藝過程分為3個工藝段。

圖2 貧液處理CCR技術工藝流程圖

2.2.1 除鋅工藝段

貧液進入反應釜中，采用H2SO4將pH控制在微酸性條件下，加入吸附劑（無機無毒性的專利藥劑）進行除鋅吸附反應，反應后，在除鋅濃密機中進行沉淀，除鋅濃密機底部液體經過壓濾機脫水得到鋅含量高達50%的鋅泥。

2.2.2 除銅工藝段

除銅工藝從除鋅濃密機上清液進入除銅反應釜中開始，通過加入濃硫酸和吸附劑（無機無毒性的專利藥劑）進行除銅吸附反應，反應后，在除銅濃密機中進行沉淀，除銅濃密機底部液體經過壓濾機脫水得到銅含量高達40%的銅泥。

2.2.3 中和工藝段

中和工藝段從除銅濃密機上清液（酸性）進入中和反應釜中開始，通過投加石灰乳將 pH值回調至 11，然后進入中和濃密機進行沉淀，中和濃密機底部液體經過壓濾機脫水可以獲得高品質的石膏（可作水泥添加劑），同時回收的NaCN溶液可返回主流程。

圖3為某金礦貧液處理CCR除鋅和銅效果圖，貧液經過CCR技術處理后，貧液中的雜質離子含量明顯降低，銅含量自最初的1 791.20 mg/L降低至338.84 mg/L，鋅含量自最初的578.33 mg/L降低至112.63 mg/L，除雜效果明顯。

圖3 某金礦貧液處理CCR除鋅和銅效果圖

2.3 氰化尾渣OCDT破氰技術特點

氰化尾渣OCDT破氰技術的特點包括以下3點：1）采用自主研發的新型氧化劑（專利藥劑）在常溫、常壓以及堿性條件下對氰渣礦漿直接進行除氰處理，氰化物的去除率高，消除CN-離子對后續浮選的影響，提高浮選效率。2）該技術采用高效曝氣反應釜，提高反應效率，降低設備投資。3）實現了氰化尾渣的無害化處理，處理后尾渣氰化物以及重金屬的含量達到一般工業固體廢物的標準。

圖4為氰化尾渣破氰OCDT以及浮選技術工藝流程圖，該流程具體如下：系統將氰渣調漿至35%后，通過渣漿泵和礦漿泵進入反應釜反應，反應釜呈階梯下降布置（一般設置3～6個反應釜），相鄰的2個反應釜的頂端高度差為300 mm。將氧化劑和催化劑加入反應釜中，同時向反應釜中鼓入空氣，提供反應所需要的氧氣。在反應過程中將礦漿pH值控制在8～10，經過反應，將尾渣礦漿中的CN-分解，達到破氰的目的。反應完成后進入浮選系統，進行硫精礦和銅精礦的浮選，最終的尾渣為高硅渣。

圖4 氰化尾渣破氰OCDT及浮選技術工藝流程圖

圖5 某金礦氰化尾渣OCDT破氰技術效果圖

圖5為某金礦氰化尾渣OCDT破氰技術效果圖，進料總氰隨氰渣中含氰量的變化不斷波動，平均進料總氰為157.72 mg/L；OCDT破氰系統根據進料總氰的數據及時調整破氰藥劑的加藥量，從而保證破氰工藝的穩定；最終出料平均總氰為5.81 mg/L，平均破氰率為96.32%，破氰效果顯著，達到了處理要求。

3.4 破氰后浮選試驗

圖6為某金礦破氰后的硫精礦浮選效果圖，硫精礦S品位可達47%，選礦回收率為88.13%。

浮選后尾渣為高硅渣，完全滿足《GB5085.3-2007危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》中非危廢標準的要求。同時滿足《黃金行業氰渣利用與處置污染控制技術規范》中尾渣排入尾礦庫的要求，進一步可鑒別為一般工業固體廢物。

3 結語

貧液處理CCR工藝將貧液進行凈化的同時，回收了氰化鈉，改善了氰化廠工藝指標，同時將難破壞的絡合氰去除，降低了氰渣中的總氰含量，提高了破氰效率，進而降低了破氰藥劑的成本；OCDT工藝氰化物去除率高，消除了CN-對硫精礦浮選的影響，有利于硫精礦的浮選。前后工序的相互銜接配合，將最終的尾渣鑒別為一般固體廢物，為全國的氰化尾渣處置提供了有效的處置方法，突破了黃金冶煉企業生存發展的瓶頸，該工藝應用前景廣泛，創造的效益將不可估量。