氰化尾渣中低温破氰试验研究

程伟凤 翟菊彬 兰馨辉 崔崇龙 李家玮

（长春黄金研究院有限公司）

氰化尾渣（以下简称“氰渣”）是氰化法提金工艺流程的副产物。氰化提金技术具有流程简单、易操作等特点，氰化提金工艺在我国黄金生产领域一直占据主导地位［1-2］。目前，全国绝大多数黄金冶炼厂仍使用氰化提金技术。我国氰渣的年排放量高，超过2 000万t［3］，随着我国对黄金的需求量日益增加，氰渣的排放量也将持续上升。氰渣中含有一定量的金、银等贵金属，同时大量残留氰化物、铅、砷等污染物质，给环境带来了较大危害［4-5］。

氰渣富含硅、铝氧化物等无机非金属矿物［6］，其组分接近许多建材产品的原料成分，添加少量辅助剂可实现黄金尾矿井下充填［7］。2018年3月中华人民共和国生态环境部正式颁布实施的《黄金行业氰渣污染控制技术规范》（HJ 943—2018）（以下简称“氰渣规范”）明确规定了黄金行业氰渣的多种处置和利用方式，首次提出氰渣可作为充填骨料进行井下充填或露天回填的创新思路。第8.1.2条规定“利用氰渣作为回填骨料的替代原料时，根据HJ/T 299制备的浸出液中氰化物（以CN-计）按照HJ 484易释放氰化物测定方法得到的值应低于GB/T 14848规定的回填所在地地下水质量分类的相应指标限制，并且总铜、总铅、总锌、总砷、总汞、总镉、总铬、铬（六价）浓度应符合GB18599中第一类一般工业固体废物的要求。”尾矿作为充填材料可实现废物利用，使用分级粗尾砂作为充填材料，加入适当的水泥或其他凝胶材料，使疏松的尾矿具有一定的强度，作为填料固化在矿井下，从而实现永久处理尾渣，变废为宝［8-13］。

本文拟探讨中低温条件下利用回转炉热解全泥氰化氰渣过程中氰化物的降解效果，通过分析样品在热解前后总氰化物、易释放氰化物的含量，探究不同热解条件下的破氰效果，另一方面对照“氰渣规范”，对不同热解条件下的氰渣进行毒浸分析，探究热处理后的氰渣对回填利用的影响。

1 材料与方法

1.1 试验原料

试验所用氰渣取自吉林省某金矿，对氰渣进行浸出毒性检测，化验结果见表1。

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由表1可知，氰渣浸出液中易释放氰化物指标（25.2 mg/L）超标外，其余指标均满足氰渣规范回填利用要求，初步确定处理目标为易释放氰化物。

1.2 试验方法

试验采用管式回转炉，升温速率设置为15℃/min，管式回转炉左侧接气泵，空气流速控制在4.5 L/min，管式回转炉出口接烟气采样器（含尾气吸收装置）。热解气体经尾气吸收后最终排入大气，试验装置见图1。

2 试验结果与讨论

氰渣每次取500 g，分别在250，300，350℃条件下热解试验，热解时间分别设置为0.5，1.0，2.0，3.0，5.0 h，探究在不同热解条件下的破氰效果及对氰渣回填利用的影响。

（1）250℃条件下不同热解时间对破氰效果的影响见图2、图3。

由图2、图3可见，在250℃条件下，随着热解时间的延长，总氰化物与易释放氰化物浓度均呈下降趋势；当热解时间为5 h时，总氰化物浓度仍有下降趋势，而易释放氰化物下降趋势缓慢，基本达到稳定状态；当热解时间为0.5～3.0 h时，总氰化物与易释放氰化物的降解速率较快，且总氰化物降解量大于易释放氰化物，说明在低温热解过程中，部分络合氰化物也发生分解，导致总氰化物的降解量更大，3 h以后降解速率趋缓；当热解时间为5 h时，总氰化物与易释放氰化物去除效果最好，总氰化物的去除率达98.61%，易释放氰化物的去除率达90.04%。

（2）300℃条件下不同热解时间对破氰效果的影响见图4、图5。

由图4、图5可见，在300℃条件下，随着热解时间的延长，总氰化物与易释放氰化物浓度均呈下降趋势；当热解时间为5 h时，总氰化物浓度仍有下降趋势，且降解速率较快，而易释放氰化物下降趋势不明显，趋于稳定；当热解时间为0.5～1.0 h时，总氰化物与易释放氰化物的降解速率较快，且总氰化物与易释放氰化物的降解速率基本一致，但总氰化物降解量大于易释放氰化物，说明在300℃条件下，部分络合氰化物也发生分解，导致总氰化物的降解量更大，1 h以后易释放氰化物的降解速率逐渐趋缓，不再发生分解；当热解时间为5 h时，总氰化物与易释放氰化物去除效果最好，总氰化物的去除率达99.00%，易释放氰化物去除率达94.74%。

（3）350℃条件下不同热解时间对破氰效果的影响见图6、图7。

由图6、图7可见，在350℃条件下，随着热解时间的延长，总氰化物与易释放氰化物浓度均呈下降趋势，热解时间1.0 h后整体下降趋势不明显，趋于稳定；当热解时间为0.5～1.0 h时，总氰化物与易释放氰化物的降解速率较快，且总氰化物的降解速率、降解量均高于易释放氰化物，说明在350℃条件下，部分络合氰化物也发生分解，导致总氰化物的降解量更大，降解速率更快；1.0 h以后总氰化物与易释放氰化物的降解速率趋缓，趋于稳定；当热解时间为5 h时，总氰化物与易释放氰化物去除效果最好，总氰化物去除率达99.21%，易释放氰化物去除率达98.39%。

3 不同热解条件对氰渣回填利用的影响

该项目所在地地下水为Ⅲ类，对应易释放氰化物浓度为0.05 mg/L。对不同条件下热解后的氰渣进行毒浸分析，结果见图8，重金属毒浸结果见表2。

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由图8、表2可知，当热解温度为250℃时，随着热解时间的延长，易释放氰化物浓度下降速率较快，3 h以后浓度基本稳定；当热解温度为300，350℃时，易释放氰化物浓度波动幅度较小，基本不随热解时间的延长而变动；当热解温度为250℃、热解时间为5.0 h时，易释放氰化物浓度最低可达0.018 mg；当热解温度为300℃、热解时间为5.0 h时，易释放氰化物浓度最低可达0.011 mg；当热解温度为350℃、热解时间为5.0 h时，易释放氰化物浓度最低可达0.004 mg；试验除250℃-0.5h组试验热解后氰渣毒性浸出液中易释放氰化物浓度不达标外，其余样品的易释放氰化物浓度及重金属指标均满足“氰渣规范”中利用氰渣作为回填骨料的污染控制指标要求

4 结论

（1）随着热解温度的增加，热解时间的延长，总氰化物与易释放氰化物去除率逐渐提高；当热解温度达到350℃、热解时间为5.0 h时去除率最高，分别达99.21%和98.39%，但考虑到实际运行过程中，运行成本的控制，建议将热解时间控制在1.0 h左右，即热解温度350℃，热解时间1.0 h，亦可获得较好的破氰效果。

（2）随着热解温度的增加，热解时间的延长，氰渣中易释放氰化物含量逐渐降低；当热解温度达350℃、热解时间为5.0 h时，易释放氰化物含量最低，可达0.004 mg/L。该试验除250℃-0.5h组热解条件下的氰渣毒性浸出液中易释放氰化物浓度不达标外，其余产品指标均满足“氰渣规范”中利用氰渣作为回填骨料的污染控制指标要求。