氰化尾渣資源化技術(shù)與工業(yè)應(yīng)用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析

康廣鳳 寧海麗 田建茹

摘 要：針對(duì)氰化尾渣資源化技術(shù)生產(chǎn)過程，對(duì)其產(chǎn)生的可能環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析，確定該氰化尾渣資源化技術(shù)具有的環(huán)境效益。以青島地區(qū)氰化尾渣為分析對(duì)象，對(duì)氰化尾渣的資源化過程進(jìn)行分析，研究了生產(chǎn)精礦（鉛鋅精礦）、尾礦（硫精礦）的后期處理過程中所產(chǎn)生有害物質(zhì)的含量及其流向。氰化尾渣的資源化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了尾渣到工業(yè)生產(chǎn)原料的轉(zhuǎn)化，提高了原料利用率，減少了有害垃圾的排放，環(huán)境效益顯著。

關(guān)鍵詞：氰化尾渣;資源化;鉛鋅

中圖分類號(hào)：TB ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.24.105

1 導(dǎo)言

氰化法提金工藝中產(chǎn)生的廢渣即氰化尾渣，對(duì)氰化尾渣開展有價(jià)金屬回收再利用，既節(jié)約了資源，又能進(jìn)一步處理尾渣中氰化物等有毒有害成分，降低了環(huán)境污染。目前全國各地區(qū)氰化尾渣普遍采取了資源化回收方式，如河南某地區(qū)氰化尾渣可綜合回收銅、鉛，河臺(tái)金礦氰化尾渣、大水清金礦氰化尾渣開展了銅的回收研究，山東某金礦的氰化尾渣以加壓氧化—氰化浸出法中進(jìn)一步回收金。青島某地區(qū)氰化尾渣也開展了混合浮選回收鉛鋅礦的工業(yè)應(yīng)用。氰化尾渣中富含氰根離子，容易形成高毒氰化物，實(shí)施氰化尾渣資源化資源化的工業(yè)過程中存在著一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

2 有毒性物質(zhì)含量與賦存形態(tài)分析

根據(jù)對(duì)原料氰化尾渣進(jìn)行的元素分析，以其中含量高、毒性大的元素鉛、鋅、砷、鎘等重金屬及氰化物進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析。

對(duì)氰化尾渣原料、鉛鋅精礦、尾礦中鉛、鋅、砷等重金屬、氰化物進(jìn)行取樣分析，結(jié)果見表1。

氰化尾渣原料、鉛鋅精礦、尾礦中鉛和鋅以硫化物（PbS、ZnS）形式存在，砷化物主要以FeAsS和FeAsO4形式存在。由原料氰化尾渣、鉛鋅精礦的化學(xué)成分分析可知，氰化尾渣中還含有約0.024%的鎘，提取的鉛鋅精礦中含有0.34%鎘。

3 氰化尾渣傳統(tǒng)處置方式環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

氰化尾渣傳統(tǒng)處置方式為直接堆存在地表空地、利用洼地直接填埋，兩種方式中氰化尾渣仍和環(huán)境中雨水、空氣接觸，有毒有害物質(zhì)可通過各種途徑影響環(huán)境。

氰化尾渣中氰根多以絡(luò)離子形式存在，在環(huán)境中不穩(wěn)定，遇酸、堿反應(yīng)則生成氰化氫、氰化鹽，無機(jī)氰化物屬劇毒、高毒物質(zhì)，能在生物體內(nèi)迅速析出氰根離子造成急性中毒，甚至死亡，引發(fā)安全事故，還能使農(nóng)作物減產(chǎn)。

尾渣中重金屬離子長時(shí)間可逐漸釋放，雨水淋溶是其主要釋放原因，在微生物的作用下，如釋放出鎘等有毒物質(zhì)，重金屬釋放后可污染地下水、土壤，在環(huán)境中難以降解，其污染一旦發(fā)生，難以治理，危害巨大。

尾渣中含有的殘留浮選藥劑也具有一定毒性。氰化尾渣采用簡(jiǎn)單堆存、填埋的方式處理對(duì)環(huán)境危害非常大。

4 氰化尾渣資源化工藝生產(chǎn)過程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析

根據(jù)采用的浮選生產(chǎn)工藝分析，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的選礦廢水全部回收利用，浮選藥劑加入僅改變了含鉛、鋅、砷礦物的物理性質(zhì)，不改變其化學(xué)成分，尾礦被用做制酸和做水泥的輔料，生產(chǎn)廢水破氰后回用，基本無廢水、廢氣、廢渣排放，有毒物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境的環(huán)節(jié)主要有：原料運(yùn)輸時(shí)的灑落、生產(chǎn)時(shí)的跑冒滴漏、產(chǎn)品堆放場(chǎng)、尾水庫的防滲。

5 產(chǎn)品使用過程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析

5.1 鉛鋅精礦

鉛鋅精礦外售給冶煉廠作原料。在冶煉過程中，鉛、鋅礦石中成分主要包括鉛、鋅、砷、鎘等重金屬，是潛在的污染因子，控制不當(dāng)?shù)那闆r下可能污染環(huán)境。

鉛鋅礦冶煉過程中，焙燒等工序均有廢氣產(chǎn)生。煙塵中主要污染物為鉛、鋅、砷、鎘、汞等重金屬及其化合物，硫化物則形成SO2。

鉛鋅冶煉過程中排放廢水主要有爐窯設(shè)備冷卻水、煙氣濕式凈化廢水、水淬渣水（沖渣水） 、凈液廢水、浮渣處理廢水、沖洗廢水等，廢水中常含As、 Pb、Cd等重金屬。

（1）鉛、鋅。

鉛鋅精礦焙燒過程中，硫化鉛、硫化鋅焙燒為氧化鉛、氧化鋅，大部分作為焙砂從排礦口溢出，少量進(jìn)入煙氣。煙氣中鉛鋅氧化物等粉塵通常采取濕法回收，回收率可達(dá)到100%，回收粉塵同焙砂一起進(jìn)入后續(xù)凈化、電解工序，因此，生產(chǎn)工藝中鉛、鋅基本不排入環(huán)境。

（2） 砷。

精礦中砷含量在0.6%以上時(shí)，對(duì)尾氣制酸的工藝會(huì)有影響，可能會(huì)使催化劑中毒、堵塞設(shè)備。為使冶煉煙氣達(dá)到制酸要求，在焙燒階段，可采取密封返煙燒結(jié)、富氧、熱風(fēng)和計(jì)算機(jī)控制等措施，將砷以As2O5或砷酸鐵（FeAsO4）形式固定在焙砂中，少量的As2O3由于沸點(diǎn)較低則揮發(fā)到焙燒煙氣中，煙氣進(jìn)行濕法除塵。焙砂和濕法除塵回收粉塵一起進(jìn)入凈化工序，則最終不溶解的砷進(jìn)入廢渣，溶解砷（三價(jià)砷）進(jìn)入污水系統(tǒng)。含砷廢渣屬于危險(xiǎn)廢物。含砷廢水進(jìn)入污水站一般需要進(jìn)行預(yù)處理，常用的方法有石灰法、石灰-鐵鹽法、硫化法等，首先pH調(diào)節(jié)到8-12，再加入除砷劑（如鐵鹽、磷酸鹽、軟錳礦）形成沉淀。硫化法采取加入硫化劑如硫化鈉等，在酸性條件下形成As2S3沉淀。

綜合以上分析，項(xiàng)目產(chǎn)品鉛鋅精礦中砷含量較低，在外售冶煉廠的情況下，砷少部分經(jīng)廠內(nèi)污水站排放，需要控制外排廢水中砷達(dá)標(biāo)，大部分砷以廢渣形式存在，需要按危險(xiǎn)廢物要求嚴(yán)格管理。

（3）鎘。

除本項(xiàng)目鋅礦含鎘外，國內(nèi)一般閃鋅礦中均含有一定量鎘，部分含鎘高的閃鋅礦在生產(chǎn)時(shí)企業(yè)一般以鎘為副產(chǎn)品。鎘在鉛鋅冶煉過程中，廢氣中鎘多以CdO形式存在，主要分布在燒結(jié)煙灰、鼓風(fēng)爐煙灰中;廢水中鎘主要有煙氣洗滌水帶來;絕大部分鎘存在于中間廢渣中，如鋅銅渣中，煙塵、廢渣中鎘可以進(jìn)行回收鎘，一般通過萃取等方法回收，原料含鎘較高的鉛鋅冶煉廠基本上都設(shè)有鎘回收工藝。

（4）氰化物。

由于采取高溫焙燒工藝，氰化物在焙燒低溫階段中已分解為氮?dú)?、二氧化碳，?duì)環(huán)境無明顯影響。

5.2 尾礦（硫精礦）

項(xiàng)目硫精礦外售制備硫酸。硫精礦焙燒，燒結(jié)渣做固廢處理，外售水泥廠制作水泥;焙燒煙氣中主要成分為二氧化硫、粉塵，進(jìn)入雙接觸制酸車間，經(jīng)換熱降溫，進(jìn)入凈化工序以洗滌塔濕法除塵，再進(jìn)入電除霧器、干燥塔，進(jìn)入吸收塔以水吸收制備硫酸。

硫精礦焙燒后，鉛、鋅均留在焙燒渣中。焙燒渣中含有鉛、鋅、砷、鎘氧化物，外售制作水泥，根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，含重金屬如鉛、鋅、砷、鎘等無機(jī)廢渣可按照水泥的固化、穩(wěn)定處理，其固化、穩(wěn)定處理是凝聚-結(jié)晶過程的膠體反應(yīng);也可一定比例加入生料中進(jìn)行煅燒?；炷林械幕瘜W(xué)位能、孔隙率和孔的結(jié)構(gòu)是影響有害成分從水泥中滲出的重要因素，適當(dāng)摻雜了的少量廢渣同水泥中礦物粘合在一起，性質(zhì)穩(wěn)定，一般情況下離子不會(huì)滲出。

6 結(jié)論

氰化尾渣未開展資源化利用時(shí)，堆存或簡(jiǎn)單填埋，尾渣中氰化物、重金屬可釋放進(jìn)入環(huán)境，污染大氣、水、土壤，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大。開展資源化利用后，正常生產(chǎn)時(shí)，生產(chǎn)過程沒有污染，氰化尾渣100%利用，含鎘廢渣可進(jìn)一步回收鎘。因此，在下游企業(yè)將含砷、鎘廢渣按危險(xiǎn)廢物管理的情況下，氰化尾渣資源化技術(shù)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)可控制在可接受水平，相對(duì)于氰化尾渣的直接填埋堆存具有正的環(huán)境效益，減小了污染環(huán)境的可能。

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