含氰尾矿处理分析与实践

含氰尾矿处理分析与实践

佟小林

河北峪耳崖黄金矿业有限责任公司，河北 承德 067601

摘要：某金矿属于金属非金属地下矿山开采，选矿工艺为氰化浸出-炭浆吸附工艺。因需对含氰尾矿进行处理，需采用破氰技术。河北峪耳崖黄金矿业有限责任公司采用多种破氰技术，如通入氯气、采用次氯酸钙、焦亚硫酸钠、次氯酸钙等工艺，根据矿山生产经营特点，最终采用次氯酸钠溶液破氰，取得了一定的经济效益和安全环保效益。

关键词：地下矿山；破氰工艺；次氯酸钠溶液；安全环保效益

一、该矿山简介

某金矿位于河北省承德市宽城县境内，选厂始建于1958年，初建规模为25吨/日，工艺流程为单一浮选。后几经改造，到1985年，浮选厂形成180 吨/日的处理能力。

因入选矿石含硫量低(0.8%左右)，选矿工艺流程单一，致使浮选回收率只有82%左右。基于此情况，矿山依靠自己的技术力量，自行设计并实施，将原浮选工艺改造成炭浆工艺，并形成200吨/日的处理能力。

炭浆厂自1989年投产后，企业根据自身发展的需要，几经扩建将规模由200吨/日扩增至1100吨/日左右。在增大处理能力的同时，依靠科技进步，逐步完善了各工序的控制条件，形成了系统化管理，由此而取得了良好的技术经济指标。该矿山矿床属于裂隙充填交代中低温热液矿床。矿石为含金黄铁矿石英脉及细石英脉浸染型。矿石多元素分析见表（1）。

 含氰污水处理采用强化碱氯法，氰化尾矿经四台φ3000×3500处理槽通过加入浓度10%左右次氯酸钠溶液消除CN—，处理后的尾矿矿浆用柱塞泵输送至压滤车间，澄清水返选厂滤饼进入排土渣场，总 [CN-]≤ 5mg/l 以下。

二、对含氰尾矿多种处理方式对比

1、使用氯气处理含氰尾矿

氯气，化学式为Cl₂。常温常压下为黄绿色，有强烈刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，可溶于水，易压缩,可液化为金黄色液态氯，是氯碱工业的主要产品之一，可用作为强氧化剂。

采用氯气与氰化钠中氰离子反应化学方程式为：

5ClO- + 2CN- + 2OH- = 2(CO3)2- +N2↑ +5Cl- + H2O

该方应在碱性条件下进行，该矿使用此方法破氰，每天使用瓶装氯气约2吨左右，每吨价格2400元，每天氯气使用成本为4800元。且更换过程为人工更换，存在巨大安全隐患。氯气储存场所成为重大危险源，对周边环境易产生巨大不良影响，一旦发生氯气泄漏给周边居民及职工带来生命财产损失。因此该方法不适用。

2、使用焦亚硫酸钠处理含氰尾矿

  焦亚硫酸钠为白色或黄色结晶粉末或小结晶，带有强烈的SO2气味，比重 1.4，溶于水，水溶液呈酸性，与强酸接触则放出SO2而生成相应的盐类， 久置空气中，则氧化成Na2S2O6，故该产品不能久存。高于150摄氏度，即分解出SO2。

该矿实验室及半工业实验结果如下：

实验过程：

将3升搅拌槽称重，贴重量标签。在氰化安全筛上取矿浆样，每个样1900ml，倒入3升搅拌槽，称重后固定好搅拌槽，设定好搅拌转速。计算出矿浆重量、干矿量和加药量，将药剂按量加入搅拌后，开启搅拌并计时。实验结束后，自然沉淀，将上清液取出送化验。

控制搅拌速度1800转/分，线速度5.89米/秒。

（1）CuSO4·5H2O用量实验

Na2S2O5用量1kg/t，反应时间1小时，在CuSO4·5H2O用量不同的条件下进行实验，结果见表1。

表1：CuSO4·5H2O用量实验结果

由表1可以看出，随着铜离子的增加，总氰和易释放氰逐渐降低，特别是由0增加到0.17Kg/t，总氰和易释放氰的降低的十分明显。

氰化尾矿浆加入CuSO4·5H2O，0.25Kg/t（Cu2+浓度50mg/l）后，破氰效果较好。

（2）在Cu2+浓度50mg/l条件下，Na2S2O5用量实验

向矿浆中按Cu2+浓度50mg/l加入CuSO4·5H2O ,分别按1、1.2、1.4、1.6、1.8kg/t加入Na2S2O5,开始加入80%，30分钟后20%，反应时间1小时，实验结果见表2。

表2：加入CuSO4·5H2O催化剂，Na2S2O5用量实验结果

由表2看出，在加入Cu2+催化剂浓度50mg/l的情况下反应1小时，Na

2S2O5用量1.0kg/t，破氰效果较好。

（3）不加CuSO4·5H2O，Na2S2O5用量实验

在不同的Na2S2O5用量下，反应时间1小时，不同Na2S2O5用量对破氰的影响。实验结果见表3。

表3:不同的Na2S2O5用量破氰结果

由表3看出，反应时间1小时，Na2S2O5用量的提高，处理效果未有提高。

（4）反应时间实验

在Na2S2O5用量1.5kg/t的条件下，反应时间1、1.5、2.5、3、3.5、4小时。实验结果见表4

表4 ：反应时间实验结果

由表中可以看出随着时间的延长，总氰、易释放氰逐渐降低，时间达到在3.5小时后，再延长时间，总氰、易释放氰降低缓慢。最佳反应时间3.5小时。

（5）不加硫酸铜Na2S2O5用量实验

在充气条件下，分别按1.1、1.3、1.4、1.5、1.7kg/t加入Na2S2O5，反应时间3.5小时，实验结果见表5。

表5 ：充气Na2S2O5用量实验结果

从表中可以看出，焦亚硫酸钠用量增加到1.7kg/t后，破氰效果较好。最佳用量1.7kg/t。

（6）现场污水处理后，焦亚硫酸钠用量实验

取现场漂白粉处理过的尾矿浆，按0.4、0.6、0.8、1kg/t加入Na2S2O5，反应1小时。

由表中可以看出，漂白粉处理后加入焦亚硫酸钠，只能降低pH值，氰根并无变化。

3、使用次氯酸钙处理含氰尾矿

次氯酸钙，又名漂白粉。白色粉末，具有类似氯气的臭味，用作棉、麻、纸浆、丝纤维织物的漂白，饮用水、游泳池水等的杀菌和消毒，乙炔的净化等。次氯酸钙与氰根离子反应化学方程式为：

5ClO- + 2CN- + 2OH-==2(CO3)2- +N2↑ +5Cl- + H2O

该矿使用此方法破氰，每天使用次氯酸钙约2吨左右，每吨价格2400元，每天次氯酸钙使用成本为4800元。添加需人工将袋装次氯酸钙配置成浓度10%左右的液体，通过管路加到搅拌槽内。在配制过程中会产生一定量的粉尘，而且该矿尾矿处理方式为板框压滤机压滤，残留的次氯酸钙和杂质对滤布影响较大，容易把滤布孔隙堵塞，出现压滤不走料现象，于是于2019年8月份停止使用次氯酸钙破氰。

4、使用次氯酸钠处理含氰尾矿

次氯酸钠是钠的次氯酸盐。次氯酸钠与二氧化碳反应产生的次氯酸是漂白剂的有效成分。该矿经过多次实验室实验，最终采取该药剂破氰。采购浓度为10%左右的次氯酸钠溶液，在碱性条件下进行破氰。使用该方法，每天使用次氯酸钠溶液6吨左右，每吨780元，每天次氯酸钠使用成本为4680元。因采购的为配制好的溶液，故不需要二次配制，可以直接使用，且利用高差采取自流方式添加，人工不直接接触药剂，在安全环保方面拥有巨大优势。经过两年多的使用，对压滤工序无任何不良影响。

三、结语

通过以上四种破氰方式对比，使用次氯酸钠不仅每年能够结余5万元左右材料成本，且在安全环保和对压滤影响工序方面拥有其他三种破氰方式不能比拟的巨大优势。