某黄金生产企业污染物源头控制试验研究

兰馨辉 高飞翔 降向正 叶锦娟 杨明远

摘要：针对某黄金生产企业生物氧化矿浆CCD三级逆流洗涤工艺洗涤效果差、后续氰化提金指标不佳、氰化尾矿浆处理难度大的问题，对生物氧化矿浆进行了多种洗涤工艺试验研究，并对不同洗涤工艺处理后的生物氧化渣进行了氰化提金试验。结果表明：采用单室进料洗涤压滤机，压滤+风干+水洗+风干洗涤工艺，洗涤比为1.0时的效果最佳;与原CCD三级逆流洗涤工艺相比，该工艺处理后的生物氧化渣氰化浸出率和金回收率明显提高，氰化尾矿浆中As和难处理氰化物（主要为（亚）铁氰化物）显著降低，大大降低了后续氰化尾矿浆环保治理难度。

关键词：生物氧化渣;洗涤;压滤;源头控制;氰化

中图分类号：TD926.4文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2021）06-0087-03doi：10.11792/hj20210617

引 言

随着黄金工业的快速发展，难处理金矿比例逐渐增加，生物氧化预处理提金技术是开发难处理金矿的有效工艺之一[1]。生物氧化预处理过程中产生的生物氧化矿浆中含有大量的酸性物质、Fe、As和SO2-4[2]。目前，黄金生产企业主要采用CCD逆流洗涤或压滤调浆工艺对生物氧化矿浆进行洗涤处理，以去除有害物质，确保后续氰化提金工段工艺指标的稳定[3]。

某黄金生产企业金精矿采用生物氧化预处理后，生物氧化矿浆采用CCD三级逆流洗涤工艺处理，在实际生产运行过程中存在洗涤水用量大（洗涤比8.0）、Fe和As等有害物质洗涤效果不佳等问题，导致氰化提金工段无法采用石灰控制矿浆至最佳pH（石灰投加量大，造成矿浆黏稠，无法正常输送），不仅直接影响了氰化提金工艺生产指标，而且氰化尾矿浆中含有大量的（亚）铁氰化物和砷，增大了后续工段环保治理难度[4-5]。因此，为优化生产指标和降低后续环保治理难度，保障当地土壤环境和水环境质量，本着源头控制的理念，对生物氧化矿浆洗涤工艺进行了优化试验研究，提出了技术上可靠、先进的处理工艺。

1 试验部分

1.1 仪器与材料

UV-1700紫外分光光度计;DELTA 320 pH计;AA6300原子吸收分光光度计;化学滴定装置。

2000型单室进料洗涤压滤机：矿浆通过进浆泵泵入单室进料洗涤压滤机后，首先进行压滤脱水处理，然后根据工艺要求，利用高压气体/液体对脱水后滤饼进行风干/洗涤处理（气体/液体依靠压力从滤饼一侧通入，穿过滤饼后从另一侧排出），最终达到降低滤饼含水率和污染物含量的目的。

試验所用试剂均为分析纯。

1.2 水质分析

取该黄金生产企业CCD三级逆流洗涤工段不同点位的生物氧化矿浆清液进行水质分析，结果见表1。

由表1可知：CCD给料中As、Fe2+和Fe3+质量浓度分别为800～2 200 mg/L、200～450 mg/L和17 000～22 000 mg/L;经CCD三级逆流洗涤后，As、Fe2+和Fe3+质量浓度分别降低至30～50 mg/L、100～300 mg/L和1 000～1 500 mg/L，去除率最高分别约为98.64 %、77.78 %和95.45 %。残留的这些有害物质导致氰化尾矿浆中含有As和难处理氰化物（主要为（亚）铁氰化物），极大地增加了后续环保治理难度。

2 试验结果与讨论

2.1 试验条件

对生物氧化预处理产生的生物氧化矿浆进行压滤+风干+水洗+风干洗涤处理，之后生物氧化渣进行氰化提金试验。压滤洗涤及氰化提金参数见表2、表3。

2.2 洗涤试验

采用单室进料洗涤压滤机对生物氧化矿浆进行压滤洗涤，洗涤水采用现场工业水，控制洗涤比（洗涤水与滤饼的质量比）为唯一变量。根据试验需要定期取洗涤液进行水质分析，同时测定滤饼的含水率。洗涤液pH及污染物质量浓度变化见图1和图2，滤饼含水率见表4。

由图1和图2可知：随着洗涤比的不断增大，洗涤液pH值由1.84逐渐升高至2.67，洗涤液中污染物质量浓度逐渐降低。当洗涤比为0.1时，洗涤液中As、Fe2+和Fe3+质量浓度分别降低至971 mg/L、400 mg/L和9 900 mg/L;当洗涤比为0.8时，洗涤液中As、Fe2+和Fe3+质量浓度分别降低至26 mg/L、75 mg/L和300 mg/L;当洗涤比为1.0时，3种污染物的质量浓度分别降低至8 mg/L、25 mg/L和100 mg/L，去除率分别为99.34 %、94.44 %和99.47 %。结合曲线变化趋势可以发现：当洗涤比由0.1增加至0.8时，污染物去除率增幅明显;当洗涤比由0.8增加至1.0时，污染物去除率增加趋势逐渐放缓;当洗涤比增加至1.0以上时，洗涤液中污染物质量浓度基本不变，说明洗涤对污染物的去除效果已趋于稳定。综合考虑，生物氧化矿浆高效压滤洗涤的洗涤比推荐控制为1.0。

由表4可知：单室进料洗涤压滤机压滤效果稳定，单次压滤滤饼不同部位的含水率基本相同，尤其是经过风干或水洗处理的滤饼。同时，经风干或水洗处理后的滤饼含水率明显降低，相对于单纯压滤处理的滤饼含水率降低约4百分点。试验期间，生物氧化矿浆经压滤+风干+水洗+风干洗涤处理后，滤饼含水率平均值为26.50 %。滤饼含水率越低，其带入后续工段的污染物越少。因此，推荐采用压滤+风干+水洗+风干洗涤工艺对生物氧化矿浆进行深度处理，降低滤饼含水率。

2.3 氰化提金试验

对不同洗涤工艺处理后的生物氧化渣进行氰化提金试验。对照试验采用经CCD三级逆流洗涤处理后的生物氧化渣，根据企业实际应用情况，采用石灰调节矿浆初始pH值至10左右。经压滤洗涤、压滤+风干洗涤、压滤+风干+水洗+风干洗涤3种洗涤工艺处理后的生物氧化渣采用石灰调节矿浆pH至矿浆黏度与对照试验基本一致。试验结果见表5。

由表5可知：生物氧化矿浆经CCD三级逆流洗涤、压滤洗涤、压滤+风干洗涤和压滤+风干+水洗+风干洗涤4种洗涤工艺处理后的生物氧化渣，氰化浸出率分别为90.22 %、93.33 %、93.84 %和94.00 %，金回收率分别为89.80 %、92.52 %、93.63 %和93.71 %，说明经压滤、风干和水洗处理后的生物氧化渣氰化浸出率和金回收率显著增加，尤其压滤+风干+水洗+风干洗涤处理后的生物氧化渣浸出指标最佳。此外，经压滤+风干+水洗+风干洗涤处理后的生物氧化渣氰化提金消耗的氰化钠最少，仅为5.09 kg/t，相对于CCD三级逆流洗涤工艺减少了0.68 kg/t。同时，经CCD三级逆流洗涤、压滤洗涤、压滤+风干洗涤和压滤+风干+水洗+风干洗涤4种洗涤工艺处理后产生的氰化尾矿浆中As质量浓度分别为29.45 mg/L、4.57 mg/L、5.24 mg/L和4.58 mg/L，总氰化合物质量浓度分别为410 mg/L、160 mg/L、214 mg/L和226 mg/L，易释放氰化物质量浓度分别为68 mg/L、132 mg/L、183 mg/L和189 mg/L，说明经压滤、风干和水洗处理后的生物氧化渣，氰化提金产生的氰化尾矿浆中As和难处理氰化物（主要为（亚）铁氰化物）显著降低。其中，As质量浓度降低约84 %，难处理氰化物（主要为（亚）铁氰化物）质量浓度降低约88 %，极大地降低了后续氰化尾矿浆环保治理难度。4种洗涤工艺对氰化尾矿浆中硫氰酸盐去除效果不明显。

3 结 论

1）根据洗涤试验结果，推荐采用带水洗风干功能的新型单室进料洗涤压滤机对生物氧化矿浆进行洗涤，洗涤工艺采用压滤+风干+水洗+风干，洗涤比为1.0。

2）生物氧化矿浆经压滤+风干+水洗+风干洗涤工艺处理后，液相中As、Fe2+和Fe3+3种污染物的去除率分别达到99.34 %、94.44 %和99.47 %，滤饼含水率达到26.50 %。

3）与CCD三级逆流洗涤工艺相比，生物氧化矿浆经压滤+风干+水洗+风干洗涤工艺处理后，氰化浸出率和金回收率显著提高，氰化尾矿浆中As和难处理氰化物（主要为（亚）铁氰化物）显著降低，大大降低了后续氰化尾矿浆环保治理难度。

[参考文献]

[1] 田立国，杨洪英，杨超，等.生物氧化预处理工艺在卡林型金矿的应用实践[J].黄金，2018，39（2）：49-53.

[2] 朱淑莉.金矿选冶生物氧化液的资源化利用初探[D].南昌：南昌大学，2013.

[3] 刘子龙，李彩.生物氧化提金工艺洗涤作业对氰化系统影响[C]∥王运敏.中国矿业科技文汇—2014.北京：冶金工业出版社，2014：412-415.

[4] 张大同，高素萍，谢爱军，等.金矿尾矿及废水中氰化物的处理研究进展[J].山西冶金，2016，39（3）：48-51.

[5] KUYUCAK N，AKCIL A.Cyanide and removal options from effluents in gold mining and metallurgical processes[J].Minerals Engineering，2013，50/51：13-29.

Experimental study on pollutant source control in a gold production enterprise

Lan Xinhui，Gao Feixiang，Jiang Xiangzheng，Ye Jinjuan，Yang Mingyuan

（Changchun Gold Research Institute Co.，Ltd.）

Abstract：In view of the poor washing effect on biological oxidation residue using the CCD three-stage countercurrent washing process in a gold production enterprise，as well as the poor subsequent cyanidation gold extraction index and the difficulty of cyanidation tailings slurry treatment，experiments are carried out on washing the biological oxidation ore pulp with a variety of washing processes.Experiments on cyanidation gold extraction from the biological oxidation residue treated by different washing processes are carried out.The results show that when the single-chamber feed washing filter press is used，the process is filter press+air drying+water washing+air drying washing process，and the water washing ratio is 1.0，the performance is the best;compared with the CCD three-stage countercurrent washing process，the cyanide leaching rate and recovery rate of the biological oxidation residue treated by the process are significantly improved，and the As and refractory cyanide （mainly ferric（ferrous）cyanide） in the cyanide tailing slurry are significantly reduced，greatly reducing the difficulty of the subsequent environmental protection treatment of the cyanide tailing slurry.

Keywords：biological oxidation residue;washing;pressure filtration;source control;cyanide

收稿日期：2020-11-26; 修回日期：2021-04-03

作者簡介：兰馨辉（1987—），男，山西阳泉人，高级工程师，从事矿山环境保护工作;长春市南湖大路6760号，长春黄金研究院有限公司环境保护研究所，130012;E-mail：xinhui98765@163.com