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      氰化尾渣中低溫破氰試驗研究

      2022-12-06 08:48:44程偉鳳翟菊彬蘭馨輝崔崇龍李家瑋
      現(xiàn)代礦業(yè) 2022年11期
      關(guān)鍵詞:氰化氰化物去除率

      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。

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