黃金行業(yè)污染物治理技術現(xiàn)狀與未來重點發(fā)展方向探討

摘要：隨著國內環(huán)保形勢的收緊，對黃金行業(yè)污染物的治理越來越嚴格，污染物治理技術也在傳統(tǒng)處理技術基礎上不斷地改進和革新?？偨Y了黃金行業(yè)現(xiàn)有主要污染物及主流治理技術現(xiàn)狀，介紹了各種處理技術的原理、優(yōu)缺點、選擇方法及應用條件，并對未來5～10 a黃金行業(yè)污染物治理技術的發(fā)展方向與重點進行了探討，為黃金行業(yè)污染物治理技術的研究提供參考。

關鍵詞：黃金行業(yè);污染物;治理技術;現(xiàn)狀;發(fā)展方向

中圖分類號：TD926.4 TD926.5文獻標志碼：A開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2020）03-0070-05doi：10.11792/hj20200315

中國黃金行業(yè)經(jīng)過近十幾年的快速發(fā)展，取得了令人矚目的成就。截至2018年，中國黃金產(chǎn)量已連續(xù)12年居世界第一位，對國民經(jīng)濟的穩(wěn)定與發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻。與此同時，隨著國家對環(huán)境保護的日益重視，一系列環(huán)保法律法規(guī)的出臺，許多黃金生產(chǎn)企業(yè)進行了生產(chǎn)工藝的優(yōu)化改造或增加了各種環(huán)保治理措施，促進黃金行業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的不斷改善。特別是為了達到新的法律法規(guī)要求，針對黃金行業(yè)特征污染物的治理技術不斷發(fā)展與革新，對整個黃金行業(yè)的環(huán)境改善甚至是持續(xù)健康發(fā)展起到強大的技術支撐作用。本文通過對目前黃金行業(yè)常規(guī)與特征污染物治理技術的梳理，總結黃金行業(yè)污染物治理技術發(fā)展現(xiàn)狀，并探討了未來5～10 a污染物治理技術的發(fā)展方向與重點，對黃金行業(yè)污染物治理技術的研究具有重要意義。

1 黃金行業(yè)污染物治理技術現(xiàn)狀

根據(jù)黃金生產(chǎn)環(huán)節(jié)、生產(chǎn)工藝、污染源及主要污染物的不同，從采礦、選礦與冶煉三大生產(chǎn)環(huán)節(jié)對環(huán)境要素的污染現(xiàn)狀[1]進行統(tǒng)計，結果如表1所示。黃金行業(yè)反響較為強烈、影響較大、重點研究的為冶煉煙氣、浮選廢水、含氰廢水與氰化尾礦的治理。針對這些污染物的治理技術現(xiàn)狀逐一進行介紹。

1.1 冶煉煙氣

冶煉煙氣一般產(chǎn)生在黃金冶煉金泥預浸除雜、氯化或王水浸金、萃取、金還原等過程中，具有污染物瞬間產(chǎn)生量大、濃度高、總量小、間斷性排放等特點。冶煉煙氣含有大量的二氧化硫、氮氧化物、酸霧等污染物，具有強烈的刺激性氣味，特別是濕法冶煉反應的瞬間，往往爆發(fā)性彌漫濃烈的酸霧，產(chǎn)生高濃度的棕紅色氮氧化物氣體。

冶煉煙氣中由于含有大量的二氧化硫氣體，一般用于制造硫酸，氮氧化物則進行凈化處理，常用的氮氧化物處理技術[2]如表2所示。

上述NOx廢氣處理方法各有優(yōu)缺點，由于不同黃金生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的NOx特征具有一定的差異，所以須根據(jù)具體情況采取適當?shù)闹卫砑夹g。隨著環(huán)保要求的日益嚴格，對NOx廢氣的治理也顯得極為緊迫，其治理技術也在不斷發(fā)展，液膜法、微生物法、光催化法等處理方法的研究逐漸興起。此外，需要研究經(jīng)濟高效的組合工藝，以滿足不同企業(yè)的處理要求。

1.2 浮選廢水

目前，黃金的提取主要采用浮選法和氰化法2種工藝，浮選法在處理微細浸染型脈金礦石上應用較多，采用的浮選藥劑一般為黃藥（黃原酸鹽），其他藥劑根據(jù)礦石性質與提取目標物不同選擇性添加。浮選工藝產(chǎn)生的浮選廢水是一個混合體系，一般包含多種污染物，集中表現(xiàn)為COD和重金屬。以浮選廢水中主要污染物黃藥處理為例，處理方法可分為兩大類：一類為物理化學法，包括自然暴曬法、酸化分解法、化學氧化法、鐵鹽混凝沉降法、離子交換吸附法等;另一類為生物法。浮選廢水主要處理技術[3]如表3所示。

黃藥各處理工藝優(yōu)缺點并存，有的方法適合處理低濃度黃藥廢水，成本相對低廉，但效率低;有的方法處理效果好，但處理不徹底，易產(chǎn)生二次污染。因此，在實際處理過程中應盡可能地選擇能將黃藥徹底分解為二氧化碳和水的化學氧化工藝或聯(lián)合處理技術。此外，根據(jù)企業(yè)的具體需求，選用上述某種處理技術或幾種處理技術有機配合，在技術可行、經(jīng)濟合理的基礎上，實現(xiàn)達標排放或回用的目的。

1.3 含氰廢水

目前，中國黃金行業(yè)80 %以上黃金生產(chǎn)企業(yè)采用氰化提金工藝，在黃金生產(chǎn)的同時產(chǎn)生大量的含氰廢水與氰化尾礦，由于其含有氰化物、硫氰酸鹽、重金屬等特征污染物，具有劇毒性、隱蔽性與難降解性等特征，一直是黃金行業(yè)最大環(huán)境風險源與環(huán)保處理難題。隨著國家對環(huán)保形勢的收緊，黃金行業(yè)亟需對這些污染物進行有效處理。近十幾年來，針對含氰廢水與氰化尾礦的處理技術有了長足的進步，在不斷探求新處理技術的同時，對原有處理技術也進行了完善和改進。不同含氰廢水處理技術的原理與優(yōu)缺點[4-10] 如表4所示。

含氰廢水的處理方法較多，特點各異，應根據(jù)廢水來源、濃度、處理目的、規(guī)模大小及經(jīng)濟要求等具體情況選擇相應的處理方法或多種聯(lián)合處理方法。根據(jù)廢水中氰化物濃度，一般高濃度含氰廢水首先選擇酸化回收法、沉淀法或電解法處理，再采用其他方法進行后續(xù)處理。酸化回收法能夠有效回收利用氰化物;沉淀法適合含氰污染物的快速處理;電解法在去除氰化物的同時，能夠有效回收廢水中的金屬離子。中、低濃度含氰廢水一般直接采用破氰的處理方法，如因科法、過氧化氫氧化法、臭氧氧化法等。長春黃金研究院有限公司在這些方法的基礎上，經(jīng)過長期的研究及實踐，開發(fā)出了OOT法、Cotl’s酸法、3R-O法等核心處理技術，以及高效脫氰處理藥劑CG101產(chǎn)品，彌補了傳統(tǒng)處理方法的一些缺陷，且取得了很好的應用效果。

1.4 氰化尾礦

黃金行業(yè)產(chǎn)生的氰化尾礦一般與含氰廢水含有的特征污染物類似。因此，新產(chǎn)生的尾礦漿或現(xiàn)有尾礦調漿后可采用含氰廢水的處理方法進行處理，達到相關標準后堆存于尾礦庫中或進一步資源化利用。除此之外，根據(jù)污染物在氰化尾礦中的賦存狀態(tài)與污染特征，一是采用淋洗或壓濾洗滌將尾礦中的污染物轉移至液相中，再采用含氰廢水的處理方法對其進行處理，處理液返回至尾礦洗滌環(huán)節(jié);二是對氰化尾礦直接進行焚燒處理。氰化尾礦具體處理技術及其優(yōu)缺點如表5所示。

上述處理方法中，長春黃金研究院有限公司開發(fā)的淋洗-凈化處理法、壓榨-洗滌-負壓凈化回收法、三廢協(xié)同凈化法等新興氰化尾礦無害化處理技術已在內蒙古、遼寧、山東、河南、貴州、云南等地的黃金生產(chǎn)企業(yè)成功應用，并取得很好的處理效果，具有良好的市場應用前景。焚燒法由于能耗高，一般不專門用來處理氰化尾礦，而是在利用氰化尾礦制造水泥、燒磚制瓦的過程中協(xié)同脫氰，從而達到氰化尾礦無害化與資源化利用的目的，但氰化尾礦的固廢屬性是其處置利用必須解決的難題。

2 污染物治理技術發(fā)展方向與重點

2.1 發(fā)展方向

環(huán)保服務于行業(yè)，治理針對于污染。黃金行業(yè)環(huán)保領域的發(fā)展以服務于黃金行業(yè)發(fā)展為宗旨，以減少黃金行業(yè)污染物排放為目的。隨著黃金行業(yè)生產(chǎn)技術的革新，未來5～10 a行業(yè)產(chǎn)生的污染物組成和治理方向將有所變化，主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

1）黃金生產(chǎn)工藝仍然以氰化提金為主，但逐漸向無氰、低氰提金工藝轉移，氰化氫廢氣、含氰廢水、含氰廢渣的產(chǎn)生量將逐漸減少。

2）由于國內環(huán)保形勢的趨緊和排污許可制度的實施，企業(yè)外排廢氣、廢水量會有所減少，廢氣吸收、廢水返回生產(chǎn)或處理工藝循環(huán)利用現(xiàn)象逐漸增多，解決循環(huán)利用過程中的鹽、重金屬等污染物的積累逐漸成為趨勢。

3）隨著國家、地方或行業(yè)相關標準的修訂，新標準發(fā)布的增多，對污染物控制指標增多，限值要求更嚴，一些污染物將成為行業(yè)嚴格控制的“新寵”。例如：硫氰酸鹽轉化研究將成為焦點，氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮的控制將更加嚴格，車間揮發(fā)性有機物（VOCs）監(jiān)測與去除逐漸興起等。

4）在HJ 943—2018 《黃金行業(yè)氰渣污染控制技術規(guī)范》發(fā)布實施后，氰渣的充填成為可能。隨著國內新建尾礦庫審批受限，現(xiàn)有尾礦庫服役到期，氰渣、浮選尾礦用于充填的現(xiàn)象將越來越多，污染物的控制也逐漸從地表轉移至地下，對充填料的凈化處理和對地下水的污染控制將逐漸成為研究的熱點。

5）隨著國內城鎮(zhèn)化進程的發(fā)展與可開采礦產(chǎn)資源的逐漸枯竭，廠地搬遷或企業(yè)關閉現(xiàn)象增多，場地污染修復問題逐漸凸顯，如何準確地掌握場地中污染物的組成與分布，采取針對性的手段進行修復將逐漸成為本領域技術攻關的重點。

2.2 發(fā)展重點

針對未來5～10 a黃金行業(yè)產(chǎn)生的污染物組成和治理方向的變化，環(huán)保領域污染控制技術的發(fā)展也會進行適應性的調整，主要表現(xiàn)為：

1）新型環(huán)保浸金藥劑開發(fā)力度會逐漸增大。由于氰化提金使用的氰化物是劇毒物質，隨著國內環(huán)保形勢的收緊，企業(yè)環(huán)保壓力的增大，環(huán)保浸金藥劑的市場空間越來越大。目前市場上已有一些無毒或低毒的環(huán)保浸金藥劑，但存在金回收率不高、藥劑成本昂貴或噸礦用量多等諸多問題。針對現(xiàn)有環(huán)保浸金藥劑的問題，開發(fā)新型環(huán)保浸金藥劑會成為未來黃金行業(yè)環(huán)保領域技術發(fā)展的重點之一。

2）環(huán)保治理技術向精細化控制發(fā)展。目前針對黃金行業(yè)特征污染物的治理技術較多，但每種技術的具體作用機理并不是很明確，反應條件沒有實現(xiàn)微觀精細化控制，影響反應以最佳條件進行，造成處理效果不理想或資源浪費。特別是黃金行業(yè)廢水、廢渣中的污染物組分復雜，各污染物之間又存在復雜的共存平衡關系，如何利用好各污染物之間的協(xié)同處理作用，精細化控制反應條件，使反應在最佳處理條件下運行會成為未來黃金行業(yè)環(huán)保領域技術發(fā)展的重點之一。

3）技術優(yōu)勢越來越體現(xiàn)在環(huán)保裝備的研制上。環(huán)保技術的載體體現(xiàn)在產(chǎn)品或裝備上，除了開發(fā)先進的環(huán)保浸金藥劑或處理藥劑外，環(huán)保裝備的研制和應用是環(huán)保技術開發(fā)的最終體現(xiàn)。目前黃金行業(yè)環(huán)保裝備一般為污染物處理裝備，裝備普遍存在粗放式設計、作坊式加工等問題，沒有實現(xiàn)技術上的反應控制要求，造成運行效果不佳。因此，開發(fā)優(yōu)良裝備，實現(xiàn)反應條件的精準化控制是未來黃金行業(yè)環(huán)保領域技術發(fā)展的重點之一。

4）生產(chǎn)流程的自動化、智能化已成為發(fā)展趨勢。《中國制造2025》是中國實施制造強國戰(zhàn)略的第一個十年行動綱領，國內各行業(yè)也紛紛響應國家戰(zhàn)略，提出各自的實施計劃，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、機器人等技術得到快速發(fā)展。黃金行業(yè)面臨著第四次工業(yè)革命的重要機遇期，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)流程的自動化與智能化控制已成為行業(yè)發(fā)展的目標，污染控制作為整個生產(chǎn)流程中的重要環(huán)節(jié)，實現(xiàn)環(huán)保設備的自動化、智能化控制是未來黃金行業(yè)環(huán)保領域技術發(fā)展的重點之一。

5）安全與健康成為環(huán)保領域關注的重點。由于黃金行業(yè)產(chǎn)生的特征污染物具有劇毒性、隱蔽性、長期性、難降解性等特征，在污染物治理過程中，安全與健康逐漸成為項目實施首要關注的問題。井下開采環(huán)境、生產(chǎn)車間的空氣、污染場地中的土壤氣等問題將是未來研究的方向，其治理技術是未來黃金行業(yè)環(huán)保領域技術發(fā)展的重點之一。

3 結 語

中國黃金行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物主要為冶煉煙氣、浮選廢水、含氰廢水與氰化尾礦等，總結分析這些污染物治理的常規(guī)處理方法及新興處理技術，預測未來5～10 a黃金行業(yè)產(chǎn)生的污染物組成、主要治理方向及相應環(huán)保領域污染控制技術的發(fā)展調整，指出新型環(huán)保浸金藥劑，精細化環(huán)?？刂萍夹g，自動化、智能化環(huán)保治理裝備是未來發(fā)展的重點，生產(chǎn)與環(huán)保治理過程中的安全與健康也逐漸成為關注的焦點。

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Abstract：With tightening domestic environmental protection policies，the treatment of pollutants in the gold industry is becoming more strict while the pollutant treatment technology is consistently improving and innovating on the basis of conventional technologies.This paper summarizes the current status of main pollutants and mainstream treatment technologies in the gold industry，and introduces the principles，advantages and disadvantages，selection methods and application conditions of various treatment technologies.The development trend and key points of the treatment technologies have been discussed to provide guidance for the research of pollutant treatment technology in the gold industry in the next 5-10 years.

Keywords：gold industry;pollutant;treatment technology;current status;development trend