某金矿氰化尾渣氧化焙烧无害化处置及机理研究

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2024.02.014

摘要/Abstract

摘要：

针对某金矿氰化尾渣络合氰化物占比极高的特点，采用氧化焙烧工艺处理氰化尾渣.试验结果表明，将氰化尾渣样品在焙烧温度550 ℃，焙烧时间30 min，O₂体积分数20%，总气量600 mL/min条件下进行氧化焙烧试验，可将氰化尾渣中的总氰化物含量降至检出限0.04 mg/kg以下，同时硫元素保留率达到82.22%.针对相应的铁氰络合物K₄Fe（CN）₆进行热重分析，结果表明K₄Fe（CN）₆首先被氧化为KCNO，进而氧化为K₂CO₃，两阶段均伴随有CO₂，CO，NO₂，NO等气态产物生成，且第一阶段伴随有副反应发生.该工艺不仅可以将氰化尾渣中的氰化物特别是络合氰化物有效分解，同时可保证尾渣中硫元素不易被氧化，大幅减少后续烟气脱硫成本，具有广泛的应用前景.

关键词: 氰化尾渣, 焙烧, 络合氰化物, 氧化分解, 无害化处置

Abstract:

In view of the high complex cyanide ratio in cyanide tailings of a gold mine， the process of oxidation roasting was adopted to treat cyanide tailings. The results showed that the total cyanogen content in cyanidation tailings could be reduced below the detection limit 0.04 mg/kg when the samples were roasted at 550 °C for 30 min， at 20% O₂ volume fraction and a total gas of 600 mL/min， at the same time， the sulfur retention rate reached 82.22%. Thermogravimetric analysis of the corresponding ferricyanide complex K₄Fe（CN）₆ showed that K₄Fe（CN）₆ is first oxidized to KCNO， and then oxidized to K₂CO₃. Both stages are accompanied by gaseous compounds such as CO₂， CO， NO₂ and NO， and the first stage also involves sub-reactions. The process can not only effectively decompose cyanide， especially complex cyanide in the cyanide tailings， but also avoid the easy oxidation of sulfur element in the tailings， greatly reducing the cost of subsequent flue gas desulfurization， and has broad application prospects.

Key words: cyanide tailings, roasting, complex cyanide, oxidative decomposition, harmless disposal

中图分类号:

TF 532

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图/表 15

表1 内蒙古某金矿氰化尾渣样品中主要元素质量分数 (%)

Table 1 Mass fraction of main elements in cyanide tailings sample of a gold mine in Inner Mongolia

SiO₂	Al₂O₃	CaO	Fe	MgO	K	Na	含水	烧失量	C	S	Pb	As
55.42	13.08	6.65	5.17	3.60	2.16	1.795	3.88	4.67	1.30	1.18	0.001	<0.01

图1 氰化尾渣样品XRD分析结果

Fig. 1 XRD analysis results of cyanide tailings sample

表2 氰化尾渣样品硫化学物相分析

Table 2 Sulfur phase analysis of cyanide tailings sample

硫物相	硫化物中硫	硫酸盐中硫	自然硫	总硫
质量分数/%	0.98	0.19	0.01	1.18
分布率/%	83.05	16.10	0.85	100.00

图2 卧式管式焙烧炉焙烧系统示意图

Fig. 2 Schematic diagram of the roasting system of the horizontal tubular roaster

图3 O2体积分数对氰化物氧化分解的影响

Fig. 3 Effect of O2 volume fraction on oxidative decomposition of cyanide

图4 O2体积分数对硫元素保留率的影响

Fig. 4 Effect of O2 volume fraction on sulfur retention rate

图5 气体流量对氰化物氧化分解的影响

Fig. 5 Effect of gas flow on oxidative decomposition of cyanide

图6 气体流量对硫元素保留率的影响

Fig. 6 Effect of gas flow on sulfur retention rate

图7 焙烧温度对氰化物氧化分解及硫元素保留率的影响

Fig. 7 Effects of calcination temperature on oxidative decomposition of cyanide and sulfur retention rate

图8 焙烧时间对不同焙烧温度条件下氰化物脱出的影响

Fig. 8 Effects of calcination time on cyanide release under different calcination temperatures

图9 焙烧时间对不同焙烧温度条件下硫元素保留率的影响

Fig. 9 Effects of calcination time on sulfur retention rate under different calcination temperatures

图10 氧化样品XRD分析结果

Fig. 10 XRD analysis results of oxidized samples

表3 样品中硫元素化学物相分析

Table 3 Chemical phase analysis of sulfur element in samples

硫物相	硫化物	硫酸盐	自然硫	总硫
质量分数/%	0.13	0.83	0.01	0.97
分布率/%	13.48	85.39	1.13	100

图11 亚铁氰化铁TG-DTG-DSC热重分析结果

Fig. 11 TG?DTG?DSC thermogravimetric analysis results of ferric ferrocyanide

图12 亚铁氰化铁MS质谱分析结果

Fig. 12 Results of MS mass spectrometry analysis of ferric ferricyanide

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