某黃金冶煉廠氰化尾渣有價(jià)元素回收實(shí)驗(yàn)研究

徐登魁，周 婷

（1.迪茲瓦礦業(yè)股份有限公司，北京 100029；2.南昌市第十九中學(xué)，江西 南昌 330006）

在我國(guó)黃金冶煉廠原料主要為難處理金精礦，這部分礦石難以直接氰化回收貴金屬，需要進(jìn)行適當(dāng)預(yù)處理才能得到理想貴金屬回收效果，目前復(fù)雜金精礦主要預(yù)處理工藝為沸騰焙燒-氰化工藝，其中有一段焙燒、二段焙燒等工藝，隨著我國(guó)黃金產(chǎn)能擴(kuò)大，從2009年至今我國(guó)黃金產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)7年世界第一，2014年黃金產(chǎn)量428T，黃金冶煉廠每年都產(chǎn)生大量氰化尾渣，主要堆存于尾礦庫(kù)，覆土堆砌。

與礦山堆浸氰化尾渣不同，由于焙燒氰化尾渣中鐵元素主要呈赤鐵礦氧化鐵狀態(tài)存在，俗稱“紅渣”。經(jīng)過(guò)焙燒預(yù)處理后氰化尾渣細(xì)度更高，比重更小，易形成揚(yáng)塵。另外氰化尾渣中含有一定水分，含有殘氰、Zn、Pb、Cd等重金屬，其中殘氰還可能造成紅渣中重金屬溶出。對(duì)周邊環(huán)境、大氣、地表和地下水資源構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

按照資料介紹和我廠長(zhǎng)期監(jiān)控測(cè)定[1-4]，焙燒氰化尾渣成分35.7%～50%（重量比）為氧化鐵，12%左右（重量比）為硅酸鹽和二氧化硅，2%～3%為鉛，1%為硫，0.23%為銅，1.5～2.0g/T為金，50～80g/T為銀。因此氰化尾渣中有價(jià)元素仍具有一定提取價(jià)值，打開這些載體礦物“包裹”有利于金、銀的浸出。本文擬采用火堿預(yù)處理方式處理焙燒氰化尾渣，打開硅酸鹽、脈石等“包裹”，以回收金、銀等有價(jià)元素。硅酸鹽溶出進(jìn)入浸出液，可按照液相沉淀法以白炭黑形式回收硅元素。白炭黑生產(chǎn)方法有沉淀法和氣相法。沉淀法又叫硅酸鈉酸化法，采用水玻璃溶液與酸反應(yīng)，經(jīng)沉淀、過(guò)濾、洗滌、干燥和煅燒而得到白炭黑(mSiO2·H2O)[5]。國(guó)內(nèi)大部分生產(chǎn)企業(yè)采用沉淀法生產(chǎn)白炭黑。反應(yīng)式為：

1 實(shí)驗(yàn)方案

河南某黃金冶煉廠沸騰焙燒-氰化工藝所產(chǎn)氰化尾渣成分分析：

表1 沸騰焙燒-氰化工藝所產(chǎn)氰化尾渣成分分析

氰化尾渣細(xì)度-200目＞90%。

擬對(duì)氰化尾渣中有價(jià)元素回收工藝路線見(jiàn)圖1：

圖1 氰化尾渣中有價(jià)元素回收工藝路線圖

2 火堿預(yù)處理?xiàng)l件實(shí)驗(yàn)

2.1 工藝路線一：焙燒轉(zhuǎn)化+堿浸+氰化實(shí)驗(yàn)

900℃焙燒后氰化尾渣中硅轉(zhuǎn)變?yōu)橐妆粔A溶液浸出的物相形態(tài)，即α型二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)棣滦投趸?，考?00℃焙燒轉(zhuǎn)化-堿浸后氰化尾渣的金、銀浸出效果。

（1）實(shí)驗(yàn)步驟：

圖2 氰化尾渣焙燒轉(zhuǎn)化后堿浸制備白炭黑流程圖

稱取250g氰化尾渣置于馬弗爐中，900℃焙燒1h。待氰化尾渣冷卻至室溫，配制600ml 333.33g/L和200g/L的氫氧化鈉溶液，將二者配制成礦漿，升溫至80℃，攪拌反應(yīng)3h。趁熱過(guò)濾礦漿。保留液體，濾渣洗滌至中性。

配制49%硫酸溶液，以硫酸溶液調(diào)節(jié)浸出貴液pH=8，攪拌反應(yīng)3h，靜置，過(guò)濾得到白炭黑，烘干稱重研碎保留。

將濾渣稱重，取100g，按照1∶1配制礦漿，加碳酸鈉調(diào)節(jié)pH=9-10，加入氰化鈉調(diào)節(jié)[CN-]=1.2g/L，攪拌反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束將濾渣洗滌至中性，分析金、銀。

2.2 工藝路線二：加堿焙燒+熱水浸出+氰化實(shí)驗(yàn)

圖3 氰化尾渣加堿焙燒后制備白炭黑流程圖

稱取250g氰化尾渣置于馬弗爐中，分別按照m火堿：m氰化尾渣=1∶1和0.6∶1混勻，于900℃焙燒1h。待氰化尾渣冷卻至室溫，按照1∶1液固比混合焙燒渣和水，升溫至80℃，攪拌反應(yīng)1h。趁熱過(guò)濾礦漿。保留液體，濾渣洗滌至中性。

配制49%硫酸溶液，以硫酸溶液調(diào)節(jié)浸出貴液pH=8，攪拌反應(yīng)3h，靜置，過(guò)濾得到白炭黑，烘干稱重研碎保留。

將濾渣稱重，取100g，按照1∶1配制礦漿，加碳酸鈉調(diào)節(jié)pH=9-10，加入氰化鈉調(diào)節(jié)[CN-]=1.2g/L，攪拌反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束將濾渣洗滌至中性，分析金、銀。

3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析

3.1 工藝路線一

轉(zhuǎn)化-堿浸-氰化處理氰化尾渣數(shù)據(jù)如下表所示：

表2 轉(zhuǎn)化-堿浸-氰化處理氰化尾渣數(shù)據(jù)

3.2 工藝路線二

加堿焙燒-水洗-氰化處理氰化尾渣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：

表3 加堿焙燒-水洗-氰化處理氰化尾渣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

在相同火堿用量的情況下，按照加堿焙燒方法對(duì)于氰化尾渣金、銀回收效果優(yōu)于焙燒轉(zhuǎn)化-堿浸法。在此基礎(chǔ)上論證了加堿焙燒-氰化工藝路線中焙燒溫度、火堿用量對(duì)金、銀、白炭黑回收效果的影響，結(jié)果如下表所示：

表4 回收效果

由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：（1）隨著加堿焙燒預(yù)處理用火堿量增加，氰化尾渣中金、銀回收更徹底。

（2）焙燒溫度在300℃到900℃范圍內(nèi),m火堿：m氰化尾渣=2∶1和1∶1時(shí)，隨著焙燒溫度從900℃至300℃降低，尾渣金0.445-0.468g/T和0.74-0.79g/T，尾渣金回收率略有下降；m火堿：m氰化尾渣=0.5∶1和0.3∶1情況下，隨著焙燒溫度從900℃至300℃降低，尾渣金1.55-1.22g/T和1.88-1.29g/T，尾渣金回收率處于略微升高趨勢(shì)。

（4）m火堿：m氰化尾渣＞0.5∶1情況下，焙燒發(fā)生結(jié)塊、焙燒渣粘結(jié)托盤分離困難現(xiàn)象；m火堿：m氰化尾渣=0.3∶1情況下焙燒未發(fā)生結(jié)塊、焙燒渣粘結(jié)托盤分離困難現(xiàn)象。

統(tǒng)計(jì)300℃焙燒溫度，m火堿：m氰化尾渣=0.3∶1情況下每噸氰化尾渣回收金、銀、白炭黑

300℃焙燒溫度焙燒能耗低，另外在m火堿：m氰化尾渣＞0.5∶1情況下，發(fā)生結(jié)塊、焙燒渣粘結(jié)托盤分離困難現(xiàn)象；m火堿：m氰化尾渣情況下未發(fā)生結(jié)塊、焙燒渣粘結(jié)托盤分離困難現(xiàn)象，更易于實(shí)現(xiàn)工藝實(shí)踐。

在m火堿：m氰化尾渣=2∶1，1∶1，0.5∶1，0.3∶1，300℃溫度下焙燒1h，經(jīng)過(guò)水洗回收白炭黑和氰化回收金、銀，每噸氰化尾渣回收金、銀、白炭黑統(tǒng)計(jì)如下：

表5 每噸氰化尾渣回收金、銀、白炭黑統(tǒng)計(jì)表

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較，按照加堿焙燒-氰化處理可以更進(jìn)一步回收氰化尾渣中金、銀、白炭黑，初步實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下：

（1）加堿焙燒-氰化處理氰化尾渣，在相同焙燒溫度和火堿消耗情況下，金、銀回收效率高于轉(zhuǎn)化焙燒-堿浸處理法。

（2）加堿焙燒-氰化處理氰化尾渣法，隨著加堿焙燒預(yù)處理用火堿量增加，氰化尾渣金、銀回收更徹底。

（3）加堿焙燒-氰化處理氰化尾渣法，焙燒溫度在300℃到900℃范圍內(nèi),m火堿：m氰化尾渣=2∶1和1∶1時(shí)，隨著焙燒溫度從900℃至300℃降低，尾渣金0.445-0.468g/T和0.74-0.79g/T，尾渣金回收率略有下降；m火堿：m氰化尾渣=0.5∶1和0.3∶1情況下，隨著焙燒溫度從900℃至300℃降低，尾渣金1.55-1.22g/T和1.88-1.29g/T，尾渣金回收率處于升高趨勢(shì)。

（4）加堿焙燒-氰化處理氰化尾渣法，300℃焙燒1h，m火堿：m氰化尾渣=0.3∶1，焙燒未發(fā)生結(jié)塊、焙燒渣粘結(jié)托盤分離困難現(xiàn)象，更易于實(shí)現(xiàn)工藝實(shí)踐。每噸氰化尾渣可回收0.73g金、21.65g銀和54.6kg白炭黑。

采用加堿焙燒-水浸出中和回收白炭黑-氰化回收金銀的實(shí)驗(yàn)流程可以有效回收氰化尾渣中金、銀、白炭黑，對(duì)于有效利用氰化尾渣這部分廢棄資源具有一定應(yīng)用潛力。