氰化尾渣无害化、资源化利用的主要技术现状及发展趋势

孙留根，常耀超，徐晓辉，黄海辉，王 云，张 磊

（北京矿冶研究总院，北京 100070）

氰化尾渣无害化、资源化利用的主要技术现状及发展趋势

孙留根，常耀超，徐晓辉，黄海辉，王 云，张 磊

（北京矿冶研究总院，北京 100070）

氰化尾渣是一种潜在的资源，目前却未得到充分的利用。人们主要采用堆存或填埋对其进行处理，这不仅浪费大量土地，还容易造成严重的环境污染。当前，资源日趋紧张，环境保护税法即将实施。为此，本文首先介绍了氰化尾渣主要的回收利用方法，然后分析了氰化尾渣的综合回收技术现状，最后指出了氰化尾渣无害化、资源化处理技术的发展方向。

氰化尾渣；无害化；资源化；综合回收；尾矿

随着社会经济的快速发展，人们在追求经济利益的同时，越来越重视环境保护问题。环保部联合国家发改委和公安部发布的新版《国家危险废物名录》将“采用氰化物进行黄金选矿过程中产生的氰化尾渣”定为危险废物，其已于2016年8月1日开始施行。根据《中华人民共和国环境保护税法》的相关规定，国家即将对危险废物征收1 000元/t的环境保护税，这使得氰化尾渣的无害化、资源化处理变得越来越迫切。

氰化法已有100多年的历史，因工艺简单、金回收率高等优点，它在当前黄金工业中占据主导地位。根据所处理矿石类型以及金在其中的赋存状态与品位的不同，人们可采用堆浸、全泥氰化、浮选精矿氰化、浮选尾矿氰化和浮选精矿焙烧氰化、热压氰化、生物浸出等多种氰化工艺。但无论采用哪种氰化工艺，最终都会产生与原料几乎等量的氰化尾渣。据统计，全国黄金行业每年氰化尾渣产生量约1亿t（含低品位氰化堆浸尾渣约7 000万t），造成经济损失达几十亿元。

氰化尾渣按照处理矿石类型分为原矿未经富集氰化提金后的尾渣和原矿经富集后氰化提金后的尾渣[1]，大致分类如图1所示。氰化尾渣目前主要采用堆存或填埋处理，未得到充分的利用，不但占据了大量土地，尾渣中残留的氰化物以及所含的重金属还容易造成土壤、水体等严重环境污染和生态危害。针对不同的氰化尾渣，人们可以采取不同的利用方法，如尾矿井下充填、浮选富集-焙烧法、预处理-氰化浸出法、配矿造锍捕金法、高温氯化挥发法[2-5]。

图1 氰化尾渣的分类

1 氰化尾渣主要的回收利用方法

由于原矿成分的不同和处理工艺的不同，氰化尾渣的价值相差巨大，如原矿全泥氰化浸出渣、堆浸渣等。总体来说，氰化尾渣主要有以下几种回收利用的方法。

1.1 尾矿井下充填

对于无开发利用价值的尾矿考虑用作井下充填[6]。用尾矿作为充填材料可做到废物利用，使用分级粗尾沙作为充填材料，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。缺点是尾渣充填的消毒成本高，未对尾渣中的有价金属进行回收。

1.2 生产建筑材料

氰化尾渣中主要的矿物原料有石英、辉石、石榴石、长石、角闪石、云母、方解石、白云石等[7]，成分与建材、无机化工原料相近，因此尾渣可开发作为空心砖、硅酸盐水泥、陶瓷建筑材料、发泡陶瓷等的廉价原材料。山东河东金矿建设了年产3 000万块的尾渣砖的生产线，解决了尾渣堆存问题。

1.3 尾矿复垦造田

对于废弃的尾矿库，可进行复垦造田，尾矿堆场经过平整、盖砂和复土后，可以种植农作物进行绿化，也可以兴建各种建筑物，这能明显改善尾矿库周围的生态环境，又能充分利用土地资源[8]。例如，山东招远黄金矿山，坝外种植灌木，防雨水冲刷，绿化环境，坝内复土造田，种植玉米、花生、红薯等农作物；安康金矿复垦种植小麦、玉米也取得了成功。

2 氰化尾渣的综合回收技术现状

由于原矿成分的不同和处理工艺不同，部分氰化尾渣中含有多种有价金属成分，如金、银、铜、铅、锌、铁等，具有较大的综合回收价值。特别是早期矿山尾渣及难处理金矿尾渣中，金含量依然很高，有的甚至高达10 g/t左右，回收价值巨大。总体来说，目前主要有四种氰化尾渣的综合回收技术。

2.1 浮选富集-焙烧法

这种方法适宜处理经过氰化浸出并直接压滤后的金矿尾渣，通过曝气、浮选富集硫化矿物，将硫品位从20左右提高至47%，然后焙烧制酸，烧渣含铁大于63%，有效硫小于0.4%，达到了钢铁企业对铁精粉的要求，从而回收氰化尾渣中的铁和硫，达到氰化尾渣的减量化和资源化。缺点是其中的金、银等其他有价金属未能回收利用，浮选后的尾渣仍然含有氰化物，未达到无害化的目的。2008年，北京矿冶研究总院为河北邢台利华矿业有限公司设计6万t/年尾渣综合利用项目，采用浮选富集硫铁矿，焙烧制酸，烧渣作为硫铁矿销售。2009年招金矿业股份有限公司建设年处理35万t的氰化尾渣生产线。

2.2 预处理-氰化浸出法

该法的预处理可分为湿法溶浸与火法焙烧两种工艺。

2.2.1 湿法溶浸预处理

湿法预处理工艺通过加入浸出剂将包裹金的基体矿物溶解从而打开金的“包裹”，根据包裹金的基体矿物不同，人们可分别使用酸浸或碱浸两种方法。

对于氧化铁包裹金，可采用高酸浸出-氰化浸出工艺。例如，灵宝黄金冶炼厂焙烧氰化尾渣中含Au1.82 g/t、Ag78 g/t，含Fe26.8%，采用45%的硫酸，在3.5倍理论量，浸出温度90℃条件下铁浸出率可达93.33%；然后对高酸浸出渣进行氰化浸出，金、银回收率分别可达90%和76.92%，高酸浸出液中铁可以回收制备氧化铁红等。

对于石英包裹金，可采用碱浸预脱硅-氰化工艺从氰化尾渣中回收金。例如，河南灵宝某含硫含砷金矿经焙烧-氰化后所得尾渣含金3.3 g/t。采用常压高浓度碱浸预脱硅工艺，在250℃，NaOH浓度80%条件下SiO2浸出率可达91.8%。将脱硅后的尾渣进行氰化浸出，金的浸出率可达87.83%。

2.2.2 焙烧预处理

焙烧预处理是在加入助剂的情况下将尾渣进行焙烧，使包裹金的基体矿物形成疏松多孔结构或使金发生向表面的定向迁移使金暴露出来从而提高其浸出率。例如，招远黄金冶炼厂焙烧氰化尾渣含Au1.56 g/t，Ag167.3 g/t，直接氰化金、银基本不浸出，加入混合添加剂后，金、银的氰化浸出率分别提高到60%和65%。

磁化焙烧是打开赤铁矿对金包裹的一种有效手段，向尾渣中加入一定量的还原剂，利用赤铁矿向磁铁矿相变过程中的膨胀和粉化的性质，使金解离出来，从而有利于其氰化浸出。当焙烧温度750℃，焙烧时间1.25 h，还原剂添加量为6%时，铁的磁化率为86.27%，金的浸出率达到46.16%。

中温氯化焙烧是将一定比例的氯化剂（一般为NaCl）配入尾渣中，在有黄铁矿存在和氧化气氛条件下，借助黄铁矿氧化分解所产生的SO2和SO3，NaCl在400～700℃分解生成Cl2、HCl气体，它们会与金属氧化物或硫化物反应生成易溶解的金属氯化物。在氯化焙烧过程中，被包裹的金也在Cl2作用下得以释放出来，同时所生成的钠盐是一种膨松剂，使焙烧更加疏松多孔，从而提高了尾渣金的氰化浸出率。例如，新疆星塔矿业氰化尾渣含Au10.36 g/t、Ag22.47 g/t，将该渣配入10%NaCl在500℃下焙烧60 min后进行磨矿-氰化浸出，金、银的浸出率分别可达72.3%和53.85%。

2.3 造锍捕金法

造锍捕金可以将各种复杂氰化尾渣直接掺入铜精矿或铅精矿中进行金属熔炼，利用熔融状态的铅或铜捕集金属，金捕集到金属铜（铅）锍，实现氰化尾渣中金银的转移与高效富集。

造锍捕金工艺对原料的适应性广，可以直接处理氰化尾渣、金精矿，也可以处理各种含金尾渣。目前，在国内，山东方圆、山东恒邦和内蒙古包头铜业等企业均已采用该工艺协同处理含金物料。

与常规的氰化法相比，造锍捕金工艺金、银的回收率可得到明显提高，Au、Ag、Cu回收率大于96%；由于省去了酸浸等工序，产生的废酸量也大幅降低。

氰化尾渣造锍捕金缺点：（1）增加炼铜给料量炉渣量，加热这部分物料损失部分热量；（2）产生的炉渣夹带Cu，而造成Cu的损失，部分抵消了因金、银回收率提高而增加的经济效益；（3）铜冶炼对氰化尾渣中的砷和锑含量要求严格，需要预处理脱除砷和锑。因此，该工艺一般只适宜处理金品位较高的金精矿，如用于处理低品位的氰化尾渣则其优势显著下降。

2.4 高温氯化挥发法

氯化挥发法是将氰化尾渣与CaCl2混合制粒，经干燥后在1 000℃以上的温度下进行焙烧，有色金属与贵金属氯化并挥发而与脉石矿物分离。氯化挥发物经洗涤收集后回收有色金属与贵金属[9-14]。

广州有色金属研究院稀有金属研究所采用一步氯化挥发法处理氰化尾渣，尾渣中铜砷脱除率达到90%，冷凝回收铅、锌、银等有价金属，烧渣铁品位达到64%，可作为炼铁原料[15]。

北京矿冶研究总院王云、常耀超等开发出针对氰化尾渣无害化、资源化的氯化挥发技术[16-19]，并推广应用于各类含金尾渣的综合利用，该技术采用氰化尾渣干燥润磨-氯化剂制粒-球粒干燥-窑炉挥发-冷却收尘的工艺，几乎所有有价金属进入烟气，,经冷凝收尘洗涤就得以捕集，然后再梯级分离金、铜、铅等有价金属，经济效益显著。

2010年以来，该技术先后用于招金金合20万t/年硫铁矿烧渣有价元素综合回收工程、新疆星塔200 t/d和甘肃临洮400 t/d氰化尾渣综合回收工程，以及郴州钖涛化工300 t/d硫铁矿烧渣提金与综合回收工程等。处理后的氰化尾渣球团金品位可降低至0.5 g/t，一般Au氯化挥发率达98.8%，Ag达85%，Cu达92%，Pb达85%，Zn达92%。渣中检测不到氰化物，实现氰化尾渣的无害化和资源的综合利用。

3 结论

（1）氰化尾渣的处理方法有很多，每一种技术都有各自的优点和局限性，人们要根据不同的物料成分和当地的社会环境选择不同的处理方法。

（2）采用高温氯化法处理金含量高的氰化尾渣，优势明显，金回收率高，综合回收效果好，综合收益大大超过预处理-氰化法和造锍捕金法。

（3）今后随着矿石资源的逐渐枯竭，氰化尾渣作为一种宝贵的二次资源会焕发新机，尤其在环保政策趋严的情况下，氰化尾渣对技术的需求将是既要无害化，又要“吃干擦净”。因此，人们在利用氰化尾渣处理技术对其进行资源化、无害化处理的同时，应考虑回收尾渣中的Fe、Si等元素，尾渣不仅要实现无害化和减量化，还要完全资源化，这将是今后的发展方向。

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2 朱 云，陈 雯.低温氯化挥发法提金[J].昆明理工大学学报，1996，21（6）：11-15.

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4 简椿林.黄金冶炼技术综述[J].湿法冶金，2008，27（1）：1-6.

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6 章庆和.有色金属矿尾矿的资源化[J].矿产综合利用，1996，（4）：27-30.

7 张永东.氰化尾渣的综合利用[J].科技视界，2012，（8）：23-24.

8 艾满乾.沙金船采矿去复垦及其增产措施[J].工程建设，1995，（6）：41-44.

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The main technology status and development trend of harmless and resourceful utilization of cyanide tailings

Sun Liugen, Chang Yaochao, Xu Xiaohui, Huang Haihui, Wang Yun, Zhang Lei
(Beijing General Research Institute of Mining amp; Metallurgy, Beijing 100070, China)

Cyanide tailings are a potential resource and are not currently being fully utilized.People mainly use the storage or landfill to deal with it, which not only a lot of waste of land, but also likely to cause serious environmental pollution.At present, the increasingly tight resources, environmental protection tax law is about to be implemented.In this paper, the main recycling methods of cyanide tailings are introduced, and then the comprehensive recovery technology of cyanide tailings is analyzed.Finally, the development direction of cyanide tailings harmless and resource processing technology is pointed out.

cyanide tailings; harmless; resource utilization; comprehensive recovery; tailings

X705

A

1008-9500(2017)10-0059-04

2017-08-29

孙留根（1978-），男，河南许昌人，硕士研究生，高级工程师，从事有色金属难处理矿及危废无害化、资源化研究及设计工作，Email：lgsun00@126.com。