全泥氰化炭漿廠生產(chǎn)回水綜合回收銅、氰離子工藝研究

王瑞強，王立新，王青才

（山東恒邦冶煉股份有限公司，山東 煙臺 264109）

某全泥氰化炭漿廠生產(chǎn)回水中CN-濃度偏高，銅離子濃度嚴重偏高，達不到國家安全環(huán)保的排放標準，不能直接進行外排，必須循環(huán)利用，力爭實現(xiàn)回水零排放。生產(chǎn)回水在循環(huán)過程中，金屬雜質(zhì)離子不斷積累，尤其是銅離子濃度已經(jīng)達到了850mg/L以上，逐步造成選礦工藝指標惡化，對金的浸出、吸附產(chǎn)生了極大的負面影響，而且增加了NaCN藥劑用量。因此首要任務(wù)是先大幅度降低回水中的銅離子、氰根離子。本研究旨在既可以綜合利用水資源，對環(huán)境有益，又可以節(jié)省NaCN耗量，降低藥劑成本，同時還能使銅元素綜合回收利用，增加企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1 生產(chǎn)回水中銅離子存在的危害性分析

生產(chǎn)回水中銅離子存在的危害性有以下四點：

①銅離子在尾液中一般是以[Cu(CN)3]2-的形式存在的，致使金在氰化浸出過程中會消耗大量的氰化鈉，無形中增加了藥劑成本，并且降低了金的浸出溶解速度，從而降低了金的綜合回收率。②銅氰絡(luò)合離子會重新變?yōu)椴蝗苄郧杌~，以薄膜的形式析出并覆蓋于金的表面，使金難于進入氰化鈉溶液，降低了金的溶解速度。③在炭吸附過程中，銅氰絡(luò)合離子也會被活性炭吸附，與金、銀形成競爭吸附，大量占有活性炭的有效吸附空間，使金、銀的吸附受到抑制，嚴重影響金、銀的浸出率。④浪費銅資源，回收銅之后可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。

2 某全泥氰化炭漿廠回水水量及水質(zhì)分析

2.1 回水水量分析

根據(jù)某全泥氰化炭漿廠現(xiàn)階段實際生產(chǎn)情況，清水總耗量為400m3/d左右，回水總流量約為3500m3/d。

2.2 回水水質(zhì)分析

表1

3 生產(chǎn)回水綜合回收銅、氰工藝方案

3.1 工藝方案一：加酸沉淀法

原理：氰化尾液先經(jīng)硫酸酸化，使尾液中的銅離子轉(zhuǎn)化為硫氰化亞銅沉淀，通過沉降、過濾過程將其分離出來；酸性尾液再加入石灰進行中和，對氰化鈉進行保護，經(jīng)過濃密、過濾過程分離沉渣，濾液返回濃密機，濃密溢流水（除銅后的尾液）再返回生產(chǎn)進行循環(huán)使用。

（1）工藝方案一優(yōu)點。①工藝流程簡單，運行成本較低，操作管理方便；②利用硫酸進行酸化，回收銅效果比較顯著；③處理后尾液中因部分銅氰絡(luò)離子加酸后被解離而釋放出CN-，由此可綜合回收尾液中的氰化物；④該工藝具有流程簡單、藥劑價格低廉、操控容易、運行成本低、經(jīng)濟效益明顯等優(yōu)點。

（2）方案一缺點。①加酸時形成的HCN氣體容易逸出，作業(yè)環(huán)境風險較高；②沉淀池中的硫氰化亞銅很細不易沉降，流程需要隔一段時間停止運行專門收集乳白色漿狀物，且硫氰化亞銅容易沉降不徹底而隨澄清液流出，增加中和困難并降低回收銅的效果；③中和池中有大量石灰殘渣和硫酸鈣沉淀，需定期清除。

（3）黃金選礦廠回水綜合回收銅工藝的成功應(yīng)用。①招遠黃金2001年開始針對氰化尾液回收銅進行工藝研究，應(yīng)用氰化尾液加強酸—沉淀銅—濾液加堿中和—回收氰化鈉的尾液處理工藝流程。

在2003年進行生產(chǎn)應(yīng)用，成功使回水銅含量從1085g/m3降低至160 g/m3左右，提高了黃金的浸出率和回收率，降低了選礦成本，尾渣金品位從0.56g/t降至0.28g/t左右。②松樹南溝選礦廠從2006年開始對氰化尾液除銅進行工藝研究，應(yīng)用招遠黃金集團相似的工藝流程。在2008年進行生產(chǎn)應(yīng)用，成功使回水中銅含量從1250g/m3降低至150g/m3以下，提高了金浸出率16%左右，降低選礦成本2.86元/噸。

3.2 方案二：木屑黃原酸酯法

原理：木屑黃原酸酯鈉鹽的極性基可以與水中的重金屬離子發(fā)生鍵和離子交換轉(zhuǎn)移,即木屑黃原酸酯鈉、鎂鹽將鈉、鎂離子位置讓給溶液中的重金屬離子形成穩(wěn)定的沉淀,沉淀物的溶度積遠小于重金屬離子形成的其他沉淀物溶度積,從而重金屬離子以沉淀的形式從廢水中分離出來而達到脫除的目的。

以鋅離子為例，反應(yīng)方式如下：

（1）方案二優(yōu)點。①處理效果基本不受回水溫度的影響，短時間內(nèi)即可達到處理要求；②吸附重金屬后的木屑黃原酸酯非常穩(wěn)定、不易分解，不會造成二次污染；③木屑黃原酸酯具有合成工藝簡單、重金屬廢水凈化效率高、成本低的特點。

（2）方案二缺點。①雖然木屑黃原酸酯法在試驗室的研究已經(jīng)十分成熟，但還沒有廣泛應(yīng)用到黃金選礦廠的回水回收銅工藝中。②木屑黃原酸酯法在國內(nèi)有成功研究經(jīng)驗的科研院所相對較少。

綜上，工藝方案一即加酸沉淀法流程簡單、工藝合理、有成功經(jīng)驗，所以生產(chǎn)上采用工藝方案一。

4 投資估算

投資概算：650萬元左右。

運行費用估算：運行費用不超過1元/噸回水，詳細運行費用待試驗室系統(tǒng)試驗研究完成后給出。

表2 經(jīng)濟效益分析

根據(jù)上表的計算，本工藝運行費用1元/m3，直接回收硫氰化銅0.6kg/m3,產(chǎn)值10.8元，回收氰化鈉0.5kg m3,產(chǎn)值6.8元/m3。

5 結(jié)論

采用加酸沉淀法回收全泥氰化炭漿廠生產(chǎn)回水中的銅離子和降低CN-濃度，技術(shù)成熟、流程簡單、工藝合理、有成功經(jīng)驗，投資650萬元，每年運行費用115.5萬元，每年回收硫氰化銅693噸,產(chǎn)值1247.4萬元，間接降低氰化鈉消耗577.5kg,產(chǎn)值785.4萬元，每年產(chǎn)生經(jīng)濟效益1917.3萬元，四個月可以收回投資。因此本項目技術(shù)上可行，經(jīng)濟效益明顯，在該廠得到了很好的推廣應(yīng)用。