王 巖 郝曉旭 魯然英 郭 威

河南建筑材料研究設(shè)計院有限責(zé)任公司（450002）

0 前言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，傳統(tǒng)粗放型的經(jīng)濟增長方式使得我國資源短缺的矛盾越來越突出，由于金礦資源的大規(guī)模開采，易選高品位金礦日趨減少。采用氰化物對巖金礦石堆浸噴淋的提金工藝，可充分利用低品位巖金礦石,其經(jīng)濟效益可觀，因此氰化提金仍是目前黃金生產(chǎn)企業(yè)提金的主流工藝,但該工藝在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的含氰廢渣。目前含氰廢渣多采用庫存方式處理，隨著黃金生產(chǎn)規(guī)模的擴大和開采歷史的延長，黃金尾礦堆積量逐年增加，不僅占用大量土地，污染地表水、地下水和土壤，而且很多尾礦庫超期或超負(fù)荷使用，使尾礦庫存在極大安全隱患，一旦垮壩泄露，將會對周圍的環(huán)境產(chǎn)生極大的污染影響，同時尾礦庫修筑和維護管理也需投入大量資金。因此，加快推進黃金冶煉含氰廢渣處理和綜合利用迫在眉睫。

1 含氰廢渣對環(huán)境的影響

氰化物屬于劇毒物質(zhì)，會與人體內(nèi)高鐵細(xì)胞色素氧化酶結(jié)合，生成氰化高鐵細(xì)胞色素氧化酶而失去傳遞氧的功能，從而使細(xì)胞呼吸受到麻痹而引起窒息死亡。由于氰化物在大氣中存在的時間僅為十幾分鐘，故一般不會造成大氣的污染，含氰廢渣由于必須處理后，才能堆積存放，因而產(chǎn)生的污染仍是對水的污染和對土壤的污染。

黃金冶煉廠排放的大量含氰廢渣如堆放在未做防滲處理的尾礦庫內(nèi)，經(jīng)過雨淋下滲后勢必對周圍地區(qū)的地表水體和地下水產(chǎn)生污染影響，根據(jù)王而力等人關(guān)于廢渣中氰化物對地下水污染影響的實驗研究，含氰廢渣中氰化物的淋溶試驗和浸出實驗結(jié)果表明，新排放的礦渣初次淋溶液總氰化物濃度達(dá)到104.85 mg/L，易釋放氰化物濃度可達(dá)62.07 mg/L，新排放礦渣總氰化物浸出量為36.8 mg/kg，易釋放氰化物浸出量為18.7 mg/kg，經(jīng)過三次淋溶，氰化物溶出率可達(dá)93.8%，說明吸附于礦渣顆粒表面的氰化物是極易水溶的，用清水反沖洗含氰廢渣以除去礦渣中的氰化物的方法是可行的；同時也表明，如果尾礦庫防滲處理不當(dāng)或者維護管理不及時，含氰廢渣中氰化物將會因雨淋下滲對地下水及地表水產(chǎn)生污染。

很多尾礦庫超期或超負(fù)荷使用，使尾礦庫存在極大的安全隱患，尾礦庫的垮塌泄露也會對周圍的土壤環(huán)境產(chǎn)生很大的影響。某金礦1995年發(fā)生尾礦垮壩事件，富含氰化物的尾礦渣對農(nóng)田和河流造成嚴(yán)重的污染，李社紅等在事故發(fā)生3年、4年后分別對廢棄尾礦庫內(nèi)和被污染農(nóng)田內(nèi)的土壤和沉積物中的氰化物進行了分析，結(jié)果表明，氰化物在土壤剖面中自然降解速度大大慢于在天然水體中的降解速度，4年后其上層廢渣中氰化物含量仍高達(dá)25 μg/g，在距表層45 cm以下的尾礦砂中，氰化物的含量與1999年某金礦新鮮尾礦砂中的氰化物含量差不多，由此可見尾礦庫及被污染的土壤中氰化物的自然降解速度非常緩慢，被氰化物污染的土壤成為環(huán)境中的二次污染源，對地表水、地下水和土地利用有長期潛在危害。

2 含氰廢渣常用處理方法

含氰廢渣的毒性較大，因此基本以無害化處理為主，目前處理的方法主要分為四種:化學(xué)分解法、加壓水解法、深掩埋法、焚燒法等。

2.1 化學(xué)分解法

用化學(xué)分解法處理含氰廢渣須將含氰廢渣用水進行沖洗浸泡后，再對廢水進行處理，目前常用的化學(xué)分解法為漂白粉法。

漂白粉的主要成分是氯化鈣（CaCl2）和次氯酸鈣[Ca(ClO)2]，因其良好的消毒、漂白和除臭性能在日常生活中得到廣泛應(yīng)用。在pH 9.5以上的溶液中，漂白粉幾乎完全水解為具有強烈氧化作用的次氯酸根ClO-，從而氧化分解氰化物，消除氰化物的毒性。漂白粉直接與含氰廢渣進行攪拌,處理后15 h內(nèi)的氰化物的平均去除效率為58.5%,處理效率較低，為加大處理效率，可將含氰廢渣用水進行沖洗浸泡后，再用漂白粉對廢水進行處理，漂白粉處理含氰廢水效果很好，當(dāng)pH調(diào)至9～9.5時,可在0.5 h內(nèi)即可達(dá)到反應(yīng)完全的效果,去除效果基本達(dá)到95%以上。漂白粉處理含氰廢水的原理為:

次氯酸根氧化氰根的化學(xué)反應(yīng):

用漂白粉處理過的氰根離子最終變?yōu)镃O2和N2。該法的優(yōu)點是藥劑來源廣泛、價格低、設(shè)備投資小;缺點是需要將含氰廢渣用水進行沖洗浸泡，費時費水,需對沖洗浸泡后的廢渣進行進一步的處理；含氰廢水處理工作環(huán)境污染嚴(yán)重，當(dāng)pH較低時，易產(chǎn)生氯化氫二次污染物，對工人危害較大，藥劑的使用量大，長時間使用易導(dǎo)致設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。

2.2 加壓水解法

使用加壓水解法處理含氰廢渣時，需要將含氰廢渣用水進行沖洗浸泡后,將氰根離子溶解于水中，再對廢水進行處理，其原理是將含有氰根的水溶液置于密閉的容器中,在一定的壓力和溫度下，經(jīng)過一定時間的反應(yīng)，使得氰根分解為甲酸鹽、氨等無毒或微毒化合物，其反應(yīng)方程式為:

研究結(jié)果表明，CN-去除率隨著反應(yīng)溫度的升高而增加，當(dāng)水溫超過374℃，壓力超過22.05 MPa時，CN-的去除率最大，CN-接近完全氧化。該法的特點是安全有效，不僅可以處理游離的氰化物，也能處理氰的絡(luò)合物，具有處理效果好、操作簡單運行穩(wěn)定等優(yōu)點，缺點是此種方法需要將含氰廢渣用水進行沖洗浸泡，費時費水，需對沖洗浸泡后的廢渣進行進一步的處理;同時需要高溫高壓的條件，運行費用較高,此外還會帶來酸堿污染和氨氮的問題，對后續(xù)的低濃度含氰廢水的生化處理產(chǎn)生抑制作用。

2.3 深掩埋法

此法是將含氰廢渣加固化劑后成型，用高密度聚乙烯布包裝，掩埋地用隔水層防護，防止?jié)B漏，上部用土覆蓋并設(shè)明顯標(biāo)記。此種方法的優(yōu)點是投資少、操作簡單。缺點是未做到固廢的真正減量化、資源化，占用土地；其次是對掩埋地的隔水防滲要求較高，安全性能差，處理不當(dāng)易造成對地下水和土壤的二次污染；再者掩埋地承載能力有限，需要長期維護和管理。

2.4 焚燒法

焚燒法的基本原理是將含氰廢渣置于焚燒爐內(nèi)，在一定的高溫條件下，使含氰的有毒物質(zhì)燃燒成為無毒產(chǎn)物，化學(xué)反應(yīng)為:

黃金冶煉產(chǎn)生的氰化尾渣中SiO2、CaO含量較高，同時含有一定量的Fe2O3、AL2O3、MgO和少量貴金屬（如 Au、Ag）、重金屬（Cu、Pb、Zn），含有石英、長石、云母類礦物巖石。目前，利用焚燒法將含氰廢渣制磚或者生產(chǎn)硅酸鹽水泥是最好的綜合利用方法。

2.4.1 制磚

根據(jù)國務(wù)院辦公廳《關(guān)于進一步推進墻體材料革新和推廣節(jié)能建筑的通知》（國辦發(fā)[2005]33號）要求，截至2010年底，所有城市禁止使用實心粘土磚。朱敏聰?shù)葘⒔鸬V尾礦和生石灰、石膏按78:20:2的比例混合后，采用高溫蒸壓養(yǎng)護工業(yè)制備出抗壓強度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的MU15級磚。陜西省臨川化工總廠為治理含氰廢渣，變廢為寶，建起了焚燒法處理含氰廢渣的設(shè)施，經(jīng)廢渣、煤、粘土（含生石灰,主要是起固硫作用）按6:4:1的比例混合攪拌后，用制球機將混合物制球，加入特制的焚燒爐中（爐溫＜850℃，微負(fù)壓運行）廢氣經(jīng)除塵器除塵后由引風(fēng)機排入30 m高煙囪中再排入大氣,含氰廢渣中的氰化物經(jīng)焚燒后去除率可達(dá)90%以上，去除效果明顯。

2.4.2 生產(chǎn)硅酸鹽水泥

利用含氰的尾渣生產(chǎn)水泥，主要是利用尾礦中的某些微量元素:①可以利用尾礦中含鐵量比較高的特點,以尾礦代替常用水泥配方使用中的鐵粉；②尾礦含有石英、長石、云母類礦物巖石，可以代替水泥原料的主要成分，特別是火山凝灰?guī)r貧硫型黃金礦床，尾礦中富含硅、鋁，可直接作為水泥原料。水泥窯溫度在1 000℃以上,含氰廢渣中的氰化物經(jīng)水泥窯焚燒后去除率可達(dá)95%以上,去除效果明顯。

利用焚燒法將含氰廢渣制磚或者生產(chǎn)水泥的優(yōu)點是不僅能在高溫的條件下將氰化物去除，還能將剩余的無氰化物的尾礦綜合利用,無二次污染，如將含氰廢渣交由附近的制磚或者生產(chǎn)水泥的企業(yè)進行綜合利用的話投資少，且還有經(jīng)濟效益；不足之處是此種方法需要將含氰廢渣運往制磚廠或者水泥廠。含氰廢渣在運輸過程中如防治措施不當(dāng)，易造成對道路兩側(cè)環(huán)境的二次污染，同時如果運輸距離遠(yuǎn),運輸成本會較高,所以此種方法易因地制宜,適用于黃金冶煉廠周圍有制磚或者水泥廠的企業(yè)。

3 結(jié)論

大量黃金冶煉含氰廢渣已成為制約我國黃金冶煉業(yè)持續(xù)發(fā)展，危及礦區(qū)及周邊環(huán)境的重要因素,大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，提高資源利用率是持續(xù)發(fā)展的必由之路。含氰廢渣處理不當(dāng)將會對地表水、地下水和土壤造成污染，利用焚燒法將含氰廢渣制磚或者生產(chǎn)水泥不僅做到了減量化、資源化，而且無二次污染，具有良好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益，成為我國處理含氰廢渣具有實際應(yīng)用價值的技術(shù)方法。

[1]劉俊良.含氰廢渣灼燒除氰研究[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報,1993(2)：19～24.

[2]孫剛,王雪萍.全泥氰化法提金含氰尾礦廢渣處理技術(shù)[J].青?？萍?2007(5)：43～44.

[3]黃久清,張文蘭.高濃度含氰廢渣及廢水處理方法的探討[J].中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報,1997(1)：75～78.

[4]陳芳芳,張亦飛.黃金冶煉污染治理與廢物資源化利用[J].黃金科學(xué)技術(shù),2011(2)：67～73.

[5]姜莉莉,薛文平.加壓水解處理含氰廢水的研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2008(12)：140～144.

[6]李社紅,鄭寶山.金礦尾礦渣及其污染土壤中氰化物的分布及自然降解[J].環(huán)境科學(xué),2001(3)：126～128.

[7]王而力,李英姝.廢渣中氰化物對地下水污染影響的實驗研究[J].遼寧城鄉(xiāng)環(huán)境科技,2000(6)：11～14.