某黄金矿山氰渣脱氰处理方法试验研究

郭雪婷 刘强 倪燕群 何斌林

摘要： 針对某黄金矿山氰渣特点，分别采用过氧化氢氧化法、因科法和降氰沉淀法对氰渣进行无害化处理试验研究。结果表明：过氧化氢氧化法对总氰化合物去除效果不明显，因科法和降氰沉淀法处理后的尾渣均可满足HJ 943—2018 《黄金行业氰渣污染控制技术规范》中的尾矿库处置污染控制要求;综合考虑药剂成本和过程控制难易等因素，推荐采用降氰沉淀法进行无害化处理。该研究为氰渣无害化处理工程化应用提供参考。

关键词： 氰渣;过氧化氢氧化法;因科法;降氰沉淀法;无害化处理

中图分类号：TD926.5 文献标志码：A

文章编号：1001-1277（2020）11-0077-03 doi：10.11792/hj20201115

引 言

某黄金矿山集采矿、选矿和冶炼为一体，金矿石经破碎、磨矿、浸出、洗涤、置换、脱水等流程处理后，产出的金泥送冶炼，贫液全部循环利用，氰渣干堆。入库的氰渣由于没有进行破氰处理，其毒性浸出指标不能满足HJ 943—2018 《黄金行业氰渣污染控制技术规范》（下称“氰渣规范”）中的尾矿库处置污染控制要求。在当前国家对固体废物管理不断严格的形势下，矿山面临巨大的环保压力[1-2]，因此亟需对氰渣进行无害化处理。

针对该黄金矿山氰渣含水率20 %～25 %，且含有高质量浓度氰化物的特点，首先对氰渣进行调浆，再分别采用过氧化氢氧化法、因科法和降氰沉淀法进行无害化处理半工业试验研究[3-6]。综合考虑无害化处理效果、药剂成本、过程控制难易等因素[7-8]，为矿山推荐最优处理工艺。

1 试验部分

1.1 仪器及药剂

试验仪器：UV-1700 紫外分光光度计;IC1000离子色谱仪;AA6300 原子吸收分光光度计;化学滴定装置;XJT充气多功能浸出搅拌机;DELTA320 pH计;BSA224S天平。

试验药剂：焦亚硫酸钠、五水硫酸铜、七水合硫酸亚铁、30 %过氧化氢，均为分析纯。

1.2 毒性浸出鉴别

取某黄金矿山氰渣进行毒性浸出鉴别，结果见表1。

从表1可知，氰渣毒性浸出液中的总氰化合物质量浓度是标准限值的11.68倍，其他污染物未超标，因此无害化处理目标为总氰化合物。

对氰渣进行综合处理，先将氰渣调浆，半工业试验控制氰渣调浆浓度为40 %左右，对调浆后的氰渣进行毒性浸出鉴别，结果见表2。

从表2可知：调浆后的氰渣毒性浸出液中的总氰化合物质量浓度是标准限值的2.88倍。与未调浆氰渣相比，总氰化合物质量浓度已经明显降低，但仍不符合氰渣规范中的尾矿库处置污染控制要求，需进行无害化处理。

2 试验结果与讨论

2.1 过氧化氢氧化法

取1 L搅拌均匀的氰渣调浆后的矿浆于搅拌槽 中，搅拌过程中分别加入0.5 mL/L、1.0 mL/L、2.0 mL/L、 3.0 mL/L过氧化氢，0.5 g/L 硫酸铜，反应1 h，处理后尾渣进行毒性浸出鉴别。考察过氧化氢用量对总氰化合物处理效果，结果见图1。

从图1可知：过氧化氢氧化法对总氰化合物处理效果不明显。当过氧化氢用量为3.0 mL/L时，处理后尾渣毒性浸出液中的总氰化合物质量浓度为12.7 mg/L，仍明显高于氰渣规范中的尾矿库处置污染控制要求;继续增加过氧化氢用量，成本投入较高，因此不建议矿山采用过氧化氢氧化法进行氰渣的无害化处理。

2.2 因科法

因科法主要从是否投加催化剂硫酸铜进行分组试验考察。

2.2.1 不投加催化剂

取1 L搅拌均匀的氰渣调浆后的矿浆于搅拌槽中，搅拌过程中分别加入2.0 g/L、3.0 g/L、4.0 g/L、5.0 g/L 焦亚硫酸钠，控制反应过程中气液比为100 ∶ 1，pH值为8.5左右，反应2 h，处理后尾渣进行毒性浸出鉴别。考察不投加催化剂条件下焦亚硫酸钠用量对总氰化合物处理效果，结果见图2。

从图2可知：随着焦亚硫酸钠用量的增加，处理后尾渣毒性浸出液中的总氰化合物质量浓度逐渐降低。当焦亚硫酸钠用量为4.0 g/L时，毒性浸出液中的总氰化合物质量浓度为1.7 mg/L，满足氰渣规范中的尾矿库处置污染控制要求;继续增加焦亚硫酸钠用量至5.0 g/L，总氰化合物处理效果趋于稳定。综合考虑，确定焦亚硫酸钠用量为4.0 g/L，此时总氰化合物去除率为88.2 %。

2.2.2 投加催化剂

1）焦亚硫酸钠用量。取1 L搅拌均匀的氰渣调 浆后的矿浆于搅拌槽中，搅拌过程中分别加入1.0 g/L、 1.5 g/L、2.0 g/L、3.0 g/L、4.0 g/L焦亚硫酸钠，投加0.5 g/L 硫酸铜，控制反应过程中气液比为100 ∶ 1，pH值为8.5左右，反应2 h，处理后尾渣进行毒性浸出鉴别。考察投加催化剂条件下焦亚硫酸钠用量对总氰化合物处理效果，结果见图3。

从图3可知：随着焦亚硫酸钠用量的增加，处理后尾渣毒性浸出液中的总氰化合物质量浓度逐渐降低。当焦亚硫酸钠用量为2.0 g/L时，毒性浸出液中的总氰化合物质量浓度为3.5 mg/L，满足氰渣规范中的尾矿库处置污染控制要求。但是，考虑到矿浆从采集到试验过程中有自然降解的可能，以及工业应用中调浆水循环使用，会导致调浆后矿浆中的总氰化合物质量浓度越来越高。为了实现总氰化合物质量浓度稳定达标，确定焦亚硫酸钠用量为3.0 g/L，此时毒性浸出液中的总氰化合物质量浓度为1.4 mg/L，其去除率为90.3 %。

2）硫酸铜用量。取1 L搅拌均匀的氰渣调浆后的矿浆于搅拌槽中，搅拌过程中加入3.0 g/L焦亚硫酸钠，分别投加0.1，0.2，0.3，0.4 和0.5 g/L硫酸铜，控制反应过程中气液比为100 ∶ 1，pH值为8.5左右，反应2 h，处理后尾渣进行毒性浸出鉴别。考察催化剂用量对总氰化合物处理效果，结果见图4。

從图4可知：当硫酸铜用量为0.1 g/L时，处理后尾渣毒性浸出液中的总氰化合物质量浓度为1.4 mg/L，符合氰渣规范中的尾矿库处置污染控制要求，实现稳定达标。因此，试验确定硫酸铜用量为0.1 g/L，总氰化合物去除率为90.3 %。

2.3 降氰沉淀法

取1 L搅拌均匀的氰渣调浆后的矿浆于搅拌槽中， 搅拌过程中分别加入15.0 g/L、16.0 g/L、17.0 g/L、 18.0 g/L、18.5 g/L、19.0 g/L硫酸亚铁， 反应1 h，处理后尾渣进行毒性浸出鉴别。考察硫酸亚铁用量对总氰化合物处理效果，结果见图5。

从图5可知：采用硫酸亚铁作为降氰药剂，可以有效去除氰渣中的总氰化合物。综合考虑各因素，为了实现总氰化合物质量浓度稳定达标，建议硫酸亚铁用量为19.0 g/L，此时毒性浸出液中的总氰化合物质量浓度为3.0 mg/L，满足氰渣规范中的尾矿库处置污染控制要求，总氰化合物去除率为79.2 %。

2.4 药剂成本对比

将因科法和降氰沉淀法无害化处理氰渣进行药剂成本对比，结果见表3。

从表3可知：降氰沉淀法矿浆处理成本为7.6元/m3，吨矿处理成本14.1元，比因科法成本低，且降氰沉淀法反应过程更容易控制。综合考虑，推荐采用降氰沉淀法对氰渣进行无害化处理。

3 结 论

1）采用过氧化氢氧化法处理氰渣，总氰化合物去除效果不佳，处理后尾渣毒性浸出液中的总氰化合物质量浓度仍明显高于氰渣规范中的尾矿库处置污染控制要求。

2）采用因科法处理氰渣，不投加催化剂条件下：焦亚硫酸钠用量4.0 g/L时，总氰化合物去除率为88.2 %;投加催化剂条件下：焦亚硫酸钠用量3.0 g/L，硫酸铜用量0.1 g/L时，总氰化合物去除率为90.3 %;2种条件下处理后的尾渣均满足氰渣规范中的尾矿库处置污染控制要求。

3）采用降氰沉淀法处理氰渣，当硫酸亚铁用量19.0 g/L时，处理后尾渣毒性浸出液中的总氰化合物质量浓度为3.0 mg/L，满足氰渣规范中的尾矿库处置污染控制要求。

4）降氰沉淀法比因科法药剂处理成本低，且反应过程容易控制，推荐矿山采用降氰沉淀法对氰渣进行无害化处理。

[参 考 文 献]

[1]李雪萍，钟宏，周立.含氰废水处理技术研究进展[J].化学工业与工程技术，2012，33（2）：17-23.

[2] 顾桂松，胡湖生，杨明德.含氰废水的处理技术最近进展[J].环境保护，2001（2）：16-19.

[3]陈有民，袁玲.采用过氧化氢法处理酸性含氰废水技术研究[J]. 黄金，1998，19（3）：47-51.

[4]成婉玲.焦亚硫酸钠处理混有氰化物的含铬废水的原理探讨[J]. 广东化工，2013，40（10）：122-123.

[5] 侯桂秋.焦亚硫酸钠/空气法处理含氰废水[J].环境污染与防治，1994，16（4）：11-12.

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[7]杨要峰，李林波.黄金冶炼过程含重金属氰化废水处理研究[J]. 黄金，2011，32（8）：58-60.

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Experimental research on the decyanation method for the cyanide tailings in a gold mine

Guo Xueting1，Liu Qiang1，Ni Yanqun2，He Binlin2

（ 1.Changchun Gold Research Institute Co. ，Ltd.; 2.Zhejiang Suichang Gold Mine Co. ，Ltd. ）

Abstract： According to the cyanide tailings characteristics in a gold mine，hydroperoxide oxidation method，INCO method，cyanide precipitation method are used respectively to carry out detoxification treatment of cyanide tailings.The results show that hydroperoxide method has little effect on the removal of total cyanide，while both INCO method and cyanide precipitation method can produce tailings that meet the requirement of HJ 943—2018 Technical Specification for Pollution Control of Cyanide Leaching Residue in Gold Industry for the pollution control of tailings pond disposal;with comprehensive considerations of reagent cost and process control difficulties，it is recommended that the cyanide precipitation method be used for the detoxification treatment.The research provides reference for industrial application of cyanide detoxification treatment.

Keywords： cyanide tailings;hydroperoxide oxidation method;INCO method;cyanide precipitation method;detoxification treatment