氰化尾渣氯化焙烧提金工艺及经济性研究

李大江，郭持皓，袁朝新，梁东东

（北京矿冶科技集团有限公司，北京 100070）

黄金冶炼过程中产生大量的氰化尾渣，由于氰化尾渣中有残留的氰化浸出剂，属于危险固体废物，其堆存、运输、处置等管理环节要求严格，为企业带来不小的环保和经济压力。而氰化尾渣中一般都含有一定量的金、银等贵金属及铅、锌、铜、铁等贱金属，有一定的经济价值。因此，氰化尾渣综合回收利用一直是国家政策扶持的重点，也是行业的研究热点。

一般氰化尾渣可通过选矿富集-焙烧、再磨离解、磁化焙烧-磁选等预处理手段提升金银的氰化浸出率。但对于精矿焙烧氰化尾渣，其中未能浸出而留在烧渣中的金一般处于被脉石和赤铁矿包裹的状态，人们很难通过上述方法对金银实现有效回收[1]。

高温氯化焙烧技术是一种从冶炼尾渣中回收金银及其他有价金属的综合回收利用技术，具有回收率高、综合回收效果好、不产生二次危废渣等特点，对焙烧氰化尾渣具有较好的处理效果。该技术是将尾渣与氯化剂混合制球，经干燥后在1 000℃以上的温度下进行焙烧，渣中有色金属与贵金属发生氯化反应并挥发而与脉石矿物分离。氯化挥发物经收集后回收贵金属与其他有价金属。高温氯化焙烧提金技术近年来发展迅速，目前已在国内多家黄金冶炼厂完成了工业应用的实践，运行情况良好[2]。

本文针对南方某黄金冶炼厂焙烧氰化尾渣进行了高温氯化焙烧试验，并在试验回收率的基础上结合运行成本进行初步经济分析，验证高温氯化焙烧工艺的技术经济可行性。

1 提金试验

1.1 试验原料

成分分析表明，焙烧氰化尾渣中含Au 8.7g/t、Ag 23.8g/t，其他化学成分含量为：As 0.48%、S 0.46%、Fe 30.56%、C 0.22%、Cu 0.25%、Pb 0.36%、Zn 0.43%。

按照研究资料，该焙烧氰化尾渣在分别采用磁化还原焙烧（焙烧温度700℃，还原剂煤）、高酸浸出等预处理手段后金氰化浸出率仍在50%以下，收效甚微[3-4]。

1.2 氯化焙烧试验

氰化尾渣取样并配入氯化钙、膨润土，混匀后在圆盘制粒机内制成10～15 mm粒球，之后在干燥箱中烘干，利用高温马弗炉进行氯化焙烧试验。试验结束后取出粒球冷却，分析渣中金、银含量，计算得出金、银的挥发率。试验分别考察了焙烧温度、焙烧时间、氯化剂用量及种类等因素对金、银挥发率的影响。

1.2.1 焙烧温度

尾渣取样并配入6%氯化钙，焙烧反应时间90 min，控制马弗炉温度在900～1 250℃下进行氯化焙烧试验。

结果显示，金、银挥发率随着焙烧温度升高而提高。温度高于1 050℃时，挥发率基本稳定不再上升，球团在1 200℃以上时开始黏结。因此，合理的氯化焙烧温度应为1 050℃。

1.2.2 焙烧时间

尾渣取样并配入6%氯化钙，焙烧温度1 050℃，控制马弗炉焙烧时间分别在40～120 min进行氯化焙烧试验。

试验结果显示，金、银挥发率随着焙烧时间的增加而提高。反应时间在90 min以上时，挥发率趋于稳定不再上升。因此，合理的氯化焙烧时间应为90 min。

1.2.3 氯化剂用量

氯化焙烧温度1 050℃，焙烧时间90 min，控制氯化钙添加量在3%～8%的情况下进行氯化焙烧试验。

试验结果显示，金、银挥发率随着氯化钙用量的增加而提高。氯化钙用量在6%以上时，挥发率基本稳定不再提升。因此，合理的氯化剂添加量应为6%。

1.2.4 氯化剂种类

尾渣取样并配入6%氯化剂，焙烧温度1 050℃，焙烧时间90 min，分别采用氯化钙和氯化钠作为氯化剂，进行氯化焙烧试验。

试验结果显示，两种氯化剂对金、银挥发率基本没有影响，挥发率基本一致。

1.2.5 综合试验

综合以上各影响因素，试验在氯化钙添加量6%，氯化焙烧温度1 050℃，焙烧时间90 min下取得最佳挥发率：金挥发率97.4%，银挥发率63%。渣含金0.23 g/t左右，含银8.8 g/t。经重复试验证明，挥发率指标具有较好的重现性。

2 技术经济评估

2.1 处理成本评估

根据试验及应用实践，高温氯化焙烧工艺流程：尾渣与氯化钙混料制球—球团干燥—回转窑氯化焙烧—烟气洗涤—氯化物富集回收—铁粉置换—金银精炼，焙烧球团为一般固废，含铁量高，可以进行外售[5-6]。根据工艺流程特点以及已投产工业运行数据，人们可以估算工艺成本（处理规模300 t渣/d），如表1所示。

表1 高温氯化焙烧工艺运行成本估算

从表1可以看出，高温氯化焙烧工艺运行成本中燃料动力费用比例最高，表明能耗较高。

2.2 经济效益评估

按照氯化焙烧试验中，金的氯化挥发率97.4%，根据目前氯化焙烧工业运行实践数据，从氯化物回收到贵金属精炼回收率按85%计，金的总回收率α=82.79%。

分析氰化尾渣品位对不同工艺方案经济效益的影响。以尾渣中金品位X为自变量，取金价a=260元/g，参考当地市场价，尾渣计价系数取x=52%，尾渣成本B=52%·260·X=135.2X元/t渣；产品销售收入Q=α·260·X=215.3X元；根据估算，氯化焙烧运行成本A=503.8元/t尾渣。

将上述数据代入并简化，则在尾渣金不计价的情况下，每吨尾渣毛利润为P1=Q-A=215.3X-503.8元；尾渣计价系数为52%时，每吨尾渣毛利润为P2=Q-B-A=80.1X-503.8元。

根据计算结果可知，对于高温氯化焙烧提金工艺，当氰化尾渣金不计价时，渣中金品位X大于2.3g/t时可以实现盈利；当尾渣金计价系数为52%时，渣中金品位大于6.3 g/t时可以实现盈利。而本文试验采用的氰化尾渣金品位8.7 g/t，采用高温氯化焙烧提金工艺在经济上是完全可行的。

3 结论

对南方某冶炼厂焙烧氰化尾渣进行高温氯化焙烧提金试验，笔者考察了焙烧温度、反应时间、氯化剂用量及种类对金银挥发率的影响，并在综合试验条件中得到金最佳挥发率97.4%。同时，根据试验数据和相关生产运行数据，估算工艺运行成本，对高温氯化焙烧工艺进行初步技术经济评估。结果表明，当氰化尾渣金不计价时，渣中金品位X大于2.3 g/t时可以实现盈利，当尾渣金计价系数为52%时，渣中金品位大于6.3 g/t时可以实现盈利。

针对本试验中的焙烧氰化尾渣，高温氯化焙烧技术不仅可实现危险固废无害化，并且能有效回收其中贵金属和其他有价金属，经济效益明显，是较为适宜的处理工艺。但是，高温氯化焙烧提金工艺目前尚存在流程较长、能耗较高、金属氯化物回收率偏低等不足之处，这是未来优化改进、提升技术竞争力的发展方向。