某黃金生產(chǎn)企業(yè)污染物源頭控制試驗(yàn)研究

蘭馨輝 高飛翔 降向正 葉錦娟 楊明遠(yuǎn)

摘要：針對(duì)某黃金生產(chǎn)企業(yè)生物氧化礦漿CCD三級(jí)逆流洗滌工藝洗滌效果差、后續(xù)氰化提金指標(biāo)不佳、氰化尾礦漿處理難度大的問(wèn)題，對(duì)生物氧化礦漿進(jìn)行了多種洗滌工藝試驗(yàn)研究，并對(duì)不同洗滌工藝處理后的生物氧化渣進(jìn)行了氰化提金試驗(yàn)。結(jié)果表明：采用單室進(jìn)料洗滌壓濾機(jī)，壓濾+風(fēng)干+水洗+風(fēng)干洗滌工藝，洗滌比為1.0時(shí)的效果最佳;與原CCD三級(jí)逆流洗滌工藝相比，該工藝處理后的生物氧化渣氰化浸出率和金回收率明顯提高，氰化尾礦漿中As和難處理氰化物（主要為（亞）鐵氰化物）顯著降低，大大降低了后續(xù)氰化尾礦漿環(huán)保治理難度。

關(guān)鍵詞：生物氧化渣;洗滌;壓濾;源頭控制;氰化

中圖分類號(hào)：TD926.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2021）06-0087-03doi：10.11792/hj20210617

引 言

隨著黃金工業(yè)的快速發(fā)展，難處理金礦比例逐漸增加，生物氧化預(yù)處理提金技術(shù)是開(kāi)發(fā)難處理金礦的有效工藝之一[1]。生物氧化預(yù)處理過(guò)程中產(chǎn)生的生物氧化礦漿中含有大量的酸性物質(zhì)、Fe、As和SO2-4[2]。目前，黃金生產(chǎn)企業(yè)主要采用CCD逆流洗滌或壓濾調(diào)漿工藝對(duì)生物氧化礦漿進(jìn)行洗滌處理，以去除有害物質(zhì)，確保后續(xù)氰化提金工段工藝指標(biāo)的穩(wěn)定[3]。

某黃金生產(chǎn)企業(yè)金精礦采用生物氧化預(yù)處理后，生物氧化礦漿采用CCD三級(jí)逆流洗滌工藝處理，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中存在洗滌水用量大（洗滌比8.0）、Fe和As等有害物質(zhì)洗滌效果不佳等問(wèn)題，導(dǎo)致氰化提金工段無(wú)法采用石灰控制礦漿至最佳pH（石灰投加量大，造成礦漿黏稠，無(wú)法正常輸送），不僅直接影響了氰化提金工藝生產(chǎn)指標(biāo)，而且氰化尾礦漿中含有大量的（亞）鐵氰化物和砷，增大了后續(xù)工段環(huán)保治理難度[4-5]。因此，為優(yōu)化生產(chǎn)指標(biāo)和降低后續(xù)環(huán)保治理難度，保障當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境和水環(huán)境質(zhì)量，本著源頭控制的理念，對(duì)生物氧化礦漿洗滌工藝進(jìn)行了優(yōu)化試驗(yàn)研究，提出了技術(shù)上可靠、先進(jìn)的處理工藝。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與材料

UV-1700紫外分光光度計(jì);DELTA 320 pH計(jì);AA6300原子吸收分光光度計(jì);化學(xué)滴定裝置。

2000型單室進(jìn)料洗滌壓濾機(jī)：礦漿通過(guò)進(jìn)漿泵泵入單室進(jìn)料洗滌壓濾機(jī)后，首先進(jìn)行壓濾脫水處理，然后根據(jù)工藝要求，利用高壓氣體/液體對(duì)脫水后濾餅進(jìn)行風(fēng)干/洗滌處理（氣體/液體依靠壓力從濾餅一側(cè)通入，穿過(guò)濾餅后從另一側(cè)排出），最終達(dá)到降低濾餅含水率和污染物含量的目的。

試驗(yàn)所用試劑均為分析純。

1.2 水質(zhì)分析

取該黃金生產(chǎn)企業(yè)CCD三級(jí)逆流洗滌工段不同點(diǎn)位的生物氧化礦漿清液進(jìn)行水質(zhì)分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知：CCD給料中As、Fe2+和Fe3+質(zhì)量濃度分別為800～2 200 mg/L、200～450 mg/L和17 000～22 000 mg/L;經(jīng)CCD三級(jí)逆流洗滌后，As、Fe2+和Fe3+質(zhì)量濃度分別降低至30～50 mg/L、100～300 mg/L和1 000～1 500 mg/L，去除率最高分別約為98.64 %、77.78 %和95.45 %。殘留的這些有害物質(zhì)導(dǎo)致氰化尾礦漿中含有As和難處理氰化物（主要為（亞）鐵氰化物），極大地增加了后續(xù)環(huán)保治理難度。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 試驗(yàn)條件

對(duì)生物氧化預(yù)處理產(chǎn)生的生物氧化礦漿進(jìn)行壓濾+風(fēng)干+水洗+風(fēng)干洗滌處理，之后生物氧化渣進(jìn)行氰化提金試驗(yàn)。壓濾洗滌及氰化提金參數(shù)見(jiàn)表2、表3。

2.2 洗滌試驗(yàn)

采用單室進(jìn)料洗滌壓濾機(jī)對(duì)生物氧化礦漿進(jìn)行壓濾洗滌，洗滌水采用現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)水，控制洗滌比（洗滌水與濾餅的質(zhì)量比）為唯一變量。根據(jù)試驗(yàn)需要定期取洗滌液進(jìn)行水質(zhì)分析，同時(shí)測(cè)定濾餅的含水率。洗滌液pH及污染物質(zhì)量濃度變化見(jiàn)圖1和圖2，濾餅含水率見(jiàn)表4。

由圖1和圖2可知：隨著洗滌比的不斷增大，洗滌液pH值由1.84逐漸升高至2.67，洗滌液中污染物質(zhì)量濃度逐漸降低。當(dāng)洗滌比為0.1時(shí)，洗滌液中As、Fe2+和Fe3+質(zhì)量濃度分別降低至971 mg/L、400 mg/L和9 900 mg/L;當(dāng)洗滌比為0.8時(shí)，洗滌液中As、Fe2+和Fe3+質(zhì)量濃度分別降低至26 mg/L、75 mg/L和300 mg/L;當(dāng)洗滌比為1.0時(shí)，3種污染物的質(zhì)量濃度分別降低至8 mg/L、25 mg/L和100 mg/L，去除率分別為99.34 %、94.44 %和99.47 %。結(jié)合曲線變化趨勢(shì)可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)洗滌比由0.1增加至0.8時(shí)，污染物去除率增幅明顯;當(dāng)洗滌比由0.8增加至1.0時(shí)，污染物去除率增加趨勢(shì)逐漸放緩;當(dāng)洗滌比增加至1.0以上時(shí)，洗滌液中污染物質(zhì)量濃度基本不變，說(shuō)明洗滌對(duì)污染物的去除效果已趨于穩(wěn)定。綜合考慮，生物氧化礦漿高效壓濾洗滌的洗滌比推薦控制為1.0。

由表4可知：?jiǎn)问疫M(jìn)料洗滌壓濾機(jī)壓濾效果穩(wěn)定，單次壓濾濾餅不同部位的含水率基本相同，尤其是經(jīng)過(guò)風(fēng)干或水洗處理的濾餅。同時(shí)，經(jīng)風(fēng)干或水洗處理后的濾餅含水率明顯降低，相對(duì)于單純壓濾處理的濾餅含水率降低約4百分點(diǎn)。試驗(yàn)期間，生物氧化礦漿經(jīng)壓濾+風(fēng)干+水洗+風(fēng)干洗滌處理后，濾餅含水率平均值為26.50 %。濾餅含水率越低，其帶入后續(xù)工段的污染物越少。因此，推薦采用壓濾+風(fēng)干+水洗+風(fēng)干洗滌工藝對(duì)生物氧化礦漿進(jìn)行深度處理，降低濾餅含水率。

2.3 氰化提金試驗(yàn)

對(duì)不同洗滌工藝處理后的生物氧化渣進(jìn)行氰化提金試驗(yàn)。對(duì)照試驗(yàn)采用經(jīng)CCD三級(jí)逆流洗滌處理后的生物氧化渣，根據(jù)企業(yè)實(shí)際應(yīng)用情況，采用石灰調(diào)節(jié)礦漿初始pH值至10左右。經(jīng)壓濾洗滌、壓濾+風(fēng)干洗滌、壓濾+風(fēng)干+水洗+風(fēng)干洗滌3種洗滌工藝處理后的生物氧化渣采用石灰調(diào)節(jié)礦漿pH至礦漿黏度與對(duì)照試驗(yàn)基本一致。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可知：生物氧化礦漿經(jīng)CCD三級(jí)逆流洗滌、壓濾洗滌、壓濾+風(fēng)干洗滌和壓濾+風(fēng)干+水洗+風(fēng)干洗滌4種洗滌工藝處理后的生物氧化渣，氰化浸出率分別為90.22 %、93.33 %、93.84 %和94.00 %，金回收率分別為89.80 %、92.52 %、93.63 %和93.71 %，說(shuō)明經(jīng)壓濾、風(fēng)干和水洗處理后的生物氧化渣氰化浸出率和金回收率顯著增加，尤其壓濾+風(fēng)干+水洗+風(fēng)干洗滌處理后的生物氧化渣浸出指標(biāo)最佳。此外，經(jīng)壓濾+風(fēng)干+水洗+風(fēng)干洗滌處理后的生物氧化渣氰化提金消耗的氰化鈉最少，僅為5.09 kg/t，相對(duì)于CCD三級(jí)逆流洗滌工藝減少了0.68 kg/t。同時(shí)，經(jīng)CCD三級(jí)逆流洗滌、壓濾洗滌、壓濾+風(fēng)干洗滌和壓濾+風(fēng)干+水洗+風(fēng)干洗滌4種洗滌工藝處理后產(chǎn)生的氰化尾礦漿中As質(zhì)量濃度分別為29.45 mg/L、4.57 mg/L、5.24 mg/L和4.58 mg/L，總氰化合物質(zhì)量濃度分別為410 mg/L、160 mg/L、214 mg/L和226 mg/L，易釋放氰化物質(zhì)量濃度分別為68 mg/L、132 mg/L、183 mg/L和189 mg/L，說(shuō)明經(jīng)壓濾、風(fēng)干和水洗處理后的生物氧化渣，氰化提金產(chǎn)生的氰化尾礦漿中As和難處理氰化物（主要為（亞）鐵氰化物）顯著降低。其中，As質(zhì)量濃度降低約84 %，難處理氰化物（主要為（亞）鐵氰化物）質(zhì)量濃度降低約88 %，極大地降低了后續(xù)氰化尾礦漿環(huán)保治理難度。4種洗滌工藝對(duì)氰化尾礦漿中硫氰酸鹽去除效果不明顯。

3 結(jié) 論

1）根據(jù)洗滌試驗(yàn)結(jié)果，推薦采用帶水洗風(fēng)干功能的新型單室進(jìn)料洗滌壓濾機(jī)對(duì)生物氧化礦漿進(jìn)行洗滌，洗滌工藝采用壓濾+風(fēng)干+水洗+風(fēng)干，洗滌比為1.0。

2）生物氧化礦漿經(jīng)壓濾+風(fēng)干+水洗+風(fēng)干洗滌工藝處理后，液相中As、Fe2+和Fe3+3種污染物的去除率分別達(dá)到99.34 %、94.44 %和99.47 %，濾餅含水率達(dá)到26.50 %。

3）與CCD三級(jí)逆流洗滌工藝相比，生物氧化礦漿經(jīng)壓濾+風(fēng)干+水洗+風(fēng)干洗滌工藝處理后，氰化浸出率和金回收率顯著提高，氰化尾礦漿中As和難處理氰化物（主要為（亞）鐵氰化物）顯著降低，大大降低了后續(xù)氰化尾礦漿環(huán)保治理難度。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 田立國(guó)，楊洪英，楊超，等.生物氧化預(yù)處理工藝在卡林型金礦的應(yīng)用實(shí)踐[J].黃金，2018，39（2）：49-53.

[2] 朱淑莉.金礦選冶生物氧化液的資源化利用初探[D].南昌：南昌大學(xué)，2013.

[3] 劉子龍，李彩.生物氧化提金工藝洗滌作業(yè)對(duì)氰化系統(tǒng)影響[C]∥王運(yùn)敏.中國(guó)礦業(yè)科技文匯—2014.北京：冶金工業(yè)出版社，2014：412-415.

[4] 張大同，高素萍，謝愛(ài)軍，等.金礦尾礦及廢水中氰化物的處理研究進(jìn)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(jiǎn)介：蘭馨輝（1987—），男，山西陽(yáng)泉人，高級(jí)工程師，從事礦山環(huán)境保護(hù)工作;長(zhǎng)春市南湖大路6760號(hào)，長(zhǎng)春黃金研究院有限公司環(huán)境保護(hù)研究所，130012;E-mail：xinhui98765@163.com