氰化尾渣回收金的研究现状与进展

叶燕斌

(福建省古田县自然资源局，古田，352200)

金作为一种极为重要的稀贵金属，广泛存在于自然界中，是一种质地较软，耐腐蚀的贵金属[1-2]。金矿资源是我国最重要及主要的矿产种类之一，在当前的技术背景下，从矿物中提金的技术多为湿法冶金技术，在工业上常采用氰化物(CN-)、硫脲(CS(NH2)2)、卤素(Cl2、Br2、I2等)、硫代硫酸盐(S2O32-)和腈类有机物(CH(CN)2-)等药剂进行处理[3-5]。由于成本较低、技术较为成熟且对矿石的适应性强等原因，在工业提金技术中，采用最多的仍为氰化物浸出法[6]。氰化浸出提金过程中剩余的固体废弃物被称为氰化尾渣，氰化尾渣中金回收的过程常出现2种现象，导致有部分金难以被浸出。其一，矿石中金以微细粒级别嵌布于硫化矿物中难以直接浸出；其二，金矿中的碳质物具有“劫金”作用，影响金的直接浸出回收[7-8]。我国是黄金生产和使用大国，每年都会产生大量的氰化尾渣，据不完全统计，近年来我国的黄金冶炼产业每年产出氰化尾渣排放量超过2 400万t[9]，氰化尾渣中贮存有大量的金元素。因而，研究如何高效处理氰化尾渣回收金具有十分重要的意义，也是解决氰化尾渣综合回收利用的关键点。

1 氰化尾渣的特点

在黄金生产的过程中，各地区采取的工艺流程和技术手段都有一定差异，加上我国金资源结构复杂多样，导致各地氰化尾渣也存在各种差异[10]。第一，尾渣中有价金属元素和残留的矿物性质、种类和含量不一；第二，由于金的贮存状态差异，金精矿的成分不同采用的浸出条件也有所不同，最终对尾渣中氰化物的处理方式也不一样。总而言之，尽管各地区氰化尾渣各具有其特点，但在某些方面还是呈现出某些共同的特点。

(1)氰化尾渣的粒度很细。由于金矿石中金的嵌布粒度为细粒甚至微细粒，所以在浸出前矿石必须进行磨矿，在进行氰化浸出工艺时还会再磨。一般浸出渣的细度小于0.044 mm的超过90%，难处理的高品位金矿石往往还会更高。对于细粒级的尾渣来说，其表面积增大，矿物呈现出“类胶态”的分散体系。

(2)尾渣中矿物组成复杂多样，除原矿中原有的矿物外，金精矿经过微生物预氧化、焙烧、堆浸等技术手段处理后，再进行氰化浸出，造成尾渣中原有的有价金属元素，如金、银、铜、铁、砷、锑等元素的存在形式发生变化，不同尾渣之间各组分的性质种类差异较大，导致最终的回收方法也会取决于尾渣的成分[11]。

(3)氰化浸出过程中，为防止氰化物挥发引起中毒，矿物中要加入过量的石灰充当保护碱；矿物长期处于高碱富氧的环境中，加上矿物的细度很细，在细粒矿物的表面会形成过氧化钙薄膜。金矿石中含有多种金属元素，在高度磨细的情况下与可溶性的硫化物和氧化物发生作用，导致与其他金属的可浮性相近[12]。捕收剂对目的矿物的选择性会由于过氧化钙薄膜的存在而降低，严重影响捕收剂在目的矿物表面的吸附，加上矿浆中的微细粒级硅酸盐矿物以及浸出过程中剩余的氰化物，同样导致贮存在硫化物中的金浮选回收率不高。最终导致氰化尾渣中的金难以得到有效的二次回收，难以投入大型的工业生产[13]。

2 氰化尾渣二次回收金现状与进展

氰化尾渣大量排放不仅造成资源的大量流失，同时还需要大量的资金投入在后期的尾矿库管理维护，严重地制约着企业的可持续发展。所以，对于黄金尾矿资源，大力研发金矿和黄铁矿等其他单矿物的低污染选矿技术、氰化尾渣二次综合利用技术有重要的现实意义[14]。

2.1 浮选法

采用浮选法进行尾渣中金的回收时，一般是先使其富集在精矿中，再进行回收利用。可以依托选矿厂原有的设备资源进行回收。一方面可以节约设备的损耗及药剂的用量，另一方面也避免了尾渣转运带来的麻烦[15-16]。

河南省吉家洼金矿采用全泥氰化炭浆法工艺选金流程，随着开采深度的不断加深，矿石氧化程度减轻，氰化回收率较低，导致氰化尾渣中约有20%的金无法回收[17]。尾渣中存在的自然颗粒较小，一般浸染在黄铁矿毒砂和脉石中，结晶颗粒在0.01～0.074 mm，粗粒级金颗粒较少，微细粒金较多。由于氰化物可以较强的抑制黄铁矿等含金矿物，因此为了消除这种抑制作用，采用在矿浆中加入HS药剂，同时改善充气条件，能很好的改善浮选作业条件，使氰离子的浓度降低至0.03%，有利于金的回收；最终对处理后氰化尾渣采用浮选工艺，获得了品位为39.6 g/t，回收率为41.0%的金精矿。

贵州某金矿中包裹金占比90%以上，采用常压中温化学预氧化-氰化提金工艺不能有效回收金，尾矿的平均品位为1.52 g/t[18]。根据工艺矿物学分析，金主要贮存于碳质物中，约占全部金的93%，黄铁矿中金约占比15%，其他形式金约占比2%。碳质物有细碎活性炭和有机碳，二者中含金比例为3∶7。采用氰化提金工艺后的浸渣，细粒度为0.045 mm占90%以上，金主要吸附在炭末中。由于原矿式中含炭较多，加之在浸过程中，部分活性炭被磨损，导致尾矿库中漂浮着较多粒度小于0.74 mm的炭末，从而使金流失。由于炭末和黄铁矿均具有较好的可浮性，可用浮选的方法回收，在矿浆中适当添加硫酸铜可活化黄铁矿，并促进丁基黄药对黄铁矿和丁铵黑药对金的捕收效果，从而提高金矿物的可浮性[19]。最终可以得到金的品位高于20 g/t，回收率高于70%。

林海[20]等以含金量为1.5 g/t、银为173.83 g/t、铁为25.57%、铜为0.85%的氰化尾渣为原料，氰化尾渣中主要金属矿物为黄铁矿，其次为黄铜矿，少量为方铅矿、闪锌矿等；脉石矿物主要是石英，少量绿泥石、云母、长石、 高岭石等。采用混合浮选-分离浮选的工艺，综合回收尾渣中的金、银、铜等有价元素，将金、银富集到铜精矿中，经过分析后得知，铜精矿中金、银的回收率分别为82.13%和79.80%。尾矿中金和银的品位仅为0.5 g/t和12.08 g/t，由此可以说明，采用浮选法处理氰化尾渣可以达到综合利用矿产资源的目的。

2.2 湿法

大部分尾渣中的金都是与脉石矿物包裹连生的，湿法处理的方法是将金解离成单体。因氰化尾渣性质的不同，湿法又可以分为酸浸-浸出法、氧化-浸出法和细磨-浸出法等[21]。

张福元[22]等以含金量为2.10 g/t、银为63.70 g/t、铁为28.40%的氰化尾渣为原料，采用酸浸-氰化工艺，在矿浆浓度为35%、硫酸过剩系数为1.3、反应温度为100℃、反应时间为2.5 h的条件下将氰化尾渣进行硫酸浸铁。铁的浸出率为97.80%，之后将浸铁渣氰化浸出，得到浸出产品中金、银的浸出率分别为86.20%和80.20%。

翟毅杰[23]等以含金量为2.21 g/t、银为40.40 g/t、铁为22.91%的氰化尾渣为原料。尾渣中铁以黄铁矿形式存在，金、银以微细粒状态被黄铁矿包裹其中。尾渣中金属矿物主要是黄铁矿，脉石矿物主要以石英为主，其次还有少量金云母和地开石。以高锰酸钾为氧化剂对氰化尾渣进行氧化浸出，在一定的浸出条件下，有效的破坏了硫化物对金、银的包裹，铁的浸出率可达92.82%，浸出渣中金、银含量分别为4.25 g/t和76.92 g/t。

李绍卿[24]等以含金量为6.80 g/t的氰化尾渣为原料，加入助浸剂细磨预处理-氰化浸出的工艺对该尾渣进行处理。在助浸剂含量为3000 g/t的条件下，对氰化尾渣与助浸剂进行细磨10～30 min，其后再进行氰化浸出，金的浸出率超过90%。

2.3 火法

与湿法回收金的方法不同，火法的目的是为了改善尾渣中金的贮存状态，在焙烧过程中加入硫化钠、碳酸钠等，使被包裹在脉石矿物中的金解离成单体态，或是载金矿物分解为疏松多孔的结构，提高金的浸出率[25-26]。

Liu Bai long[27]等以含金量为1.30 g/t的氰化尾渣为原料，采用磁化焙烧-氰化浸金的工艺。在焙烧温度为750℃、还原剂添加量为6%的条件下焙烧1.25 h，铁的磁化率可达到86.27%，经磁化焙烧后被赤铁矿包裹的金充分裸露，焙砂进行氰化浸出，金浸出率可达46.14%。

黄海辉[28]等以含金量为10.36 g/t、银为22.47 g/t的氰化尾渣为原料，尾渣中的主要金属矿物为自然金、赤铁矿、赤铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿；脉石矿物主要为石英、云母、绿泥石、长石等。采用氯化焙烧-水浸-氰化工艺。在 NaCl用量为10%、焙烧温度为500℃的条件下焙烧60 min，其后将矿渣进行氰化浸出，金、银的浸出率可达66.41%和40.18%。

2.4 其他方法

近些年，环保型浸金药剂的研发取得了一定的进展，为解决氰化钠的使用对环境污染所造成的影响，已经研究出新型药剂替代氰化钠。

李和付等[29]采用环保药剂“金蝉”来处理夏家店金矿，并与氰化钠的处理效果进行比较。“金蝉”药剂用量为200 g/t时，金浸出率为88.55%，与NaCN浸金的浸出率(88.73%)基本相同；当“金蝉”药剂用量为300 g/t时，可获得金浸出率为89.87%的良好指标，明显优于最佳条件下NaCN浸金效果(88.73%)。用“金蝉”取代氰化钠后，可以明显的提高浸出指标。此外，由于“金蝉”的低毒性，可以替代氰化钠在环保和安全等方面提供更多的方便。

郭鹏志等[30]采用环保选矿药剂“金蝉”对老挝琅勃拉邦省巴乌县帕奔碳酸盐类型金矿进行了浸出试验，研究结果表明在控制磨矿细度小于0.074 mm的占90%以上，矿浆浓度为40%，石灰用量为3 kg/t，碱预处理时间为2 h，“金蝉”用量为600 g/t，浸出时间24 h时的条件下，金的浸出率可以达到96.40%，比氰化钠浸出时的浸出率提高了1.4%，且药剂用量相对降低为200 g/t，浸出时间相对缩短为12 h以上。且尾渣中氰化物、铜、铅、锌、砷的浸出毒性测量值在国家标准限值范围之内，可以直接进行外排处理。

3 结论

(1)氰化尾渣回收金，各种方法各有长短，应根据具体尾渣中各种金属矿物、脉石矿物的成分、含量与细度，通过持续不断的试验，并开展合理的技术、环保与经济评价，从而采取适合于自身的具体氰化尾渣回收工艺。

(2)目前，国内外每一种方法都存在一定的局限性，浮选法回收金成本低、药剂环保，但其适应性较差，不能应用到各个地区的氰化尾渣，未能得到广泛推广；湿法回收金虽可以获得较好的指标，对原矿适应强，但成本较高，对设备要求严格，尤其是浸出后产生的废液对环境也有一定的危害；火法回收金较其他方法，对包裹金的处理具有一定的优势，为后续的浸出作业创造良好条件，但能耗太大，工艺较为复杂；其他回收金的方法中以新型环保药剂的研发为主，虽对环境影响较小，但药剂用量较大，整体浸出率低于氰化浸出。