氰化尾渣中低溫破氰試驗研究

程偉鳳 翟菊彬 蘭馨輝 崔崇龍 李家瑋

（長春黃金研究院有限公司）

氰化尾渣（以下簡稱“氰渣”）是氰化法提金工藝流程的副產(chǎn)物。氰化提金技術(shù)具有流程簡單、易操作等特點，氰化提金工藝在我國黃金生產(chǎn)領(lǐng)域一直占據(jù)主導地位［1-2］。目前，全國絕大多數(shù)黃金冶煉廠仍使用氰化提金技術(shù)。我國氰渣的年排放量高，超過2 000萬t［3］，隨著我國對黃金的需求量日益增加，氰渣的排放量也將持續(xù)上升。氰渣中含有一定量的金、銀等貴金屬，同時大量殘留氰化物、鉛、砷等污染物質(zhì)，給環(huán)境帶來了較大危害［4-5］。

氰渣富含硅、鋁氧化物等無機非金屬礦物［6］，其組分接近許多建材產(chǎn)品的原料成分，添加少量輔助劑可實現(xiàn)黃金尾礦井下充填［7］。2018年3月中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部正式頒布實施的《黃金行業(yè)氰渣污染控制技術(shù)規(guī)范》（HJ 943—2018）（以下簡稱“氰渣規(guī)范”）明確規(guī)定了黃金行業(yè)氰渣的多種處置和利用方式，首次提出氰渣可作為充填骨料進行井下充填或露天回填的創(chuàng)新思路。第8.1.2條規(guī)定“利用氰渣作為回填骨料的替代原料時，根據(jù)HJ/T 299制備的浸出液中氰化物（以CN-計）按照HJ 484易釋放氰化物測定方法得到的值應(yīng)低于GB/T 14848規(guī)定的回填所在地地下水質(zhì)量分類的相應(yīng)指標限制，并且總銅、總鉛、總鋅、總砷、總汞、總鎘、總鉻、鉻（六價）濃度應(yīng)符合GB18599中第一類一般工業(yè)固體廢物的要求?！蔽驳V作為充填材料可實現(xiàn)廢物利用，使用分級粗尾砂作為充填材料，加入適當?shù)乃嗷蚱渌z材料，使疏松的尾礦具有一定的強度，作為填料固化在礦井下，從而實現(xiàn)永久處理尾渣，變廢為寶［8-13］。

本文擬探討中低溫條件下利用回轉(zhuǎn)爐熱解全泥氰化氰渣過程中氰化物的降解效果，通過分析樣品在熱解前后總氰化物、易釋放氰化物的含量，探究不同熱解條件下的破氰效果，另一方面對照“氰渣規(guī)范”，對不同熱解條件下的氰渣進行毒浸分析，探究熱處理后的氰渣對回填利用的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗原料

試驗所用氰渣取自吉林省某金礦，對氰渣進行浸出毒性檢測，化驗結(jié)果見表1。

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由表1可知，氰渣浸出液中易釋放氰化物指標（25.2 mg/L）超標外，其余指標均滿足氰渣規(guī)范回填利用要求，初步確定處理目標為易釋放氰化物。

1.2 試驗方法

試驗采用管式回轉(zhuǎn)爐，升溫速率設(shè)置為15℃/min，管式回轉(zhuǎn)爐左側(cè)接氣泵，空氣流速控制在4.5 L/min，管式回轉(zhuǎn)爐出口接煙氣采樣器（含尾氣吸收裝置）。熱解氣體經(jīng)尾氣吸收后最終排入大氣，試驗裝置見圖1。

2 試驗結(jié)果與討論

氰渣每次取500 g，分別在250，300，350℃條件下熱解試驗，熱解時間分別設(shè)置為0.5，1.0，2.0，3.0，5.0 h，探究在不同熱解條件下的破氰效果及對氰渣回填利用的影響。

（1）250℃條件下不同熱解時間對破氰效果的影響見圖2、圖3。

由圖2、圖3可見，在250℃條件下，隨著熱解時間的延長，總氰化物與易釋放氰化物濃度均呈下降趨勢；當熱解時間為5 h時，總氰化物濃度仍有下降趨勢，而易釋放氰化物下降趨勢緩慢，基本達到穩(wěn)定狀態(tài)；當熱解時間為0.5～3.0 h時，總氰化物與易釋放氰化物的降解速率較快，且總氰化物降解量大于易釋放氰化物，說明在低溫熱解過程中，部分絡(luò)合氰化物也發(fā)生分解，導致總氰化物的降解量更大，3 h以后降解速率趨緩；當熱解時間為5 h時，總氰化物與易釋放氰化物去除效果最好，總氰化物的去除率達98.61%，易釋放氰化物的去除率達90.04%。

（2）300℃條件下不同熱解時間對破氰效果的影響見圖4、圖5。

由圖4、圖5可見，在300℃條件下，隨著熱解時間的延長，總氰化物與易釋放氰化物濃度均呈下降趨勢；當熱解時間為5 h時，總氰化物濃度仍有下降趨勢，且降解速率較快，而易釋放氰化物下降趨勢不明顯，趨于穩(wěn)定；當熱解時間為0.5～1.0 h時，總氰化物與易釋放氰化物的降解速率較快，且總氰化物與易釋放氰化物的降解速率基本一致，但總氰化物降解量大于易釋放氰化物，說明在300℃條件下，部分絡(luò)合氰化物也發(fā)生分解，導致總氰化物的降解量更大，1 h以后易釋放氰化物的降解速率逐漸趨緩，不再發(fā)生分解；當熱解時間為5 h時，總氰化物與易釋放氰化物去除效果最好，總氰化物的去除率達99.00%，易釋放氰化物去除率達94.74%。

（3）350℃條件下不同熱解時間對破氰效果的影響見圖6、圖7。

由圖6、圖7可見，在350℃條件下，隨著熱解時間的延長，總氰化物與易釋放氰化物濃度均呈下降趨勢，熱解時間1.0 h后整體下降趨勢不明顯，趨于穩(wěn)定；當熱解時間為0.5～1.0 h時，總氰化物與易釋放氰化物的降解速率較快，且總氰化物的降解速率、降解量均高于易釋放氰化物，說明在350℃條件下，部分絡(luò)合氰化物也發(fā)生分解，導致總氰化物的降解量更大，降解速率更快；1.0 h以后總氰化物與易釋放氰化物的降解速率趨緩，趨于穩(wěn)定；當熱解時間為5 h時，總氰化物與易釋放氰化物去除效果最好，總氰化物去除率達99.21%，易釋放氰化物去除率達98.39%。

3 不同熱解條件對氰渣回填利用的影響

該項目所在地地下水為Ⅲ類，對應(yīng)易釋放氰化物濃度為0.05 mg/L。對不同條件下熱解后的氰渣進行毒浸分析，結(jié)果見圖8，重金屬毒浸結(jié)果見表2。

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由圖8、表2可知，當熱解溫度為250℃時，隨著熱解時間的延長，易釋放氰化物濃度下降速率較快，3 h以后濃度基本穩(wěn)定；當熱解溫度為300，350℃時，易釋放氰化物濃度波動幅度較小，基本不隨熱解時間的延長而變動；當熱解溫度為250℃、熱解時間為5.0 h時，易釋放氰化物濃度最低可達0.018 mg；當熱解溫度為300℃、熱解時間為5.0 h時，易釋放氰化物濃度最低可達0.011 mg；當熱解溫度為350℃、熱解時間為5.0 h時，易釋放氰化物濃度最低可達0.004 mg；試驗除250℃-0.5h組試驗熱解后氰渣毒性浸出液中易釋放氰化物濃度不達標外，其余樣品的易釋放氰化物濃度及重金屬指標均滿足“氰渣規(guī)范”中利用氰渣作為回填骨料的污染控制指標要求

4 結(jié)論

（1）隨著熱解溫度的增加，熱解時間的延長，總氰化物與易釋放氰化物去除率逐漸提高；當熱解溫度達到350℃、熱解時間為5.0 h時去除率最高，分別達99.21%和98.39%，但考慮到實際運行過程中，運行成本的控制，建議將熱解時間控制在1.0 h左右，即熱解溫度350℃，熱解時間1.0 h，亦可獲得較好的破氰效果。

（2）隨著熱解溫度的增加，熱解時間的延長，氰渣中易釋放氰化物含量逐漸降低；當熱解溫度達350℃、熱解時間為5.0 h時，易釋放氰化物含量最低，可達0.004 mg/L。該試驗除250℃-0.5h組熱解條件下的氰渣毒性浸出液中易釋放氰化物濃度不達標外，其余產(chǎn)品指標均滿足“氰渣規(guī)范”中利用氰渣作為回填骨料的污染控制指標要求。