李大江，郭持皓，袁朝新，梁東東

（北京礦冶科技集團(tuán)有限公司，北京 100070）

黃金冶煉過程中產(chǎn)生大量的氰化尾渣，由于氰化尾渣中有殘留的氰化浸出劑，屬于危險(xiǎn)固體廢物，其堆存、運(yùn)輸、處置等管理環(huán)節(jié)要求嚴(yán)格，為企業(yè)帶來不小的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)壓力。而氰化尾渣中一般都含有一定量的金、銀等貴金屬及鉛、鋅、銅、鐵等賤金屬，有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此，氰化尾渣綜合回收利用一直是國家政策扶持的重點(diǎn)，也是行業(yè)的研究熱點(diǎn)。

一般氰化尾渣可通過選礦富集-焙燒、再磨離解、磁化焙燒-磁選等預(yù)處理手段提升金銀的氰化浸出率。但對于精礦焙燒氰化尾渣，其中未能浸出而留在燒渣中的金一般處于被脈石和赤鐵礦包裹的狀態(tài)，人們很難通過上述方法對金銀實(shí)現(xiàn)有效回收[1]。

高溫氯化焙燒技術(shù)是一種從冶煉尾渣中回收金銀及其他有價(jià)金屬的綜合回收利用技術(shù)，具有回收率高、綜合回收效果好、不產(chǎn)生二次危廢渣等特點(diǎn)，對焙燒氰化尾渣具有較好的處理效果。該技術(shù)是將尾渣與氯化劑混合制球，經(jīng)干燥后在1 000℃以上的溫度下進(jìn)行焙燒，渣中有色金屬與貴金屬發(fā)生氯化反應(yīng)并揮發(fā)而與脈石礦物分離。氯化揮發(fā)物經(jīng)收集后回收貴金屬與其他有價(jià)金屬。高溫氯化焙燒提金技術(shù)近年來發(fā)展迅速，目前已在國內(nèi)多家黃金冶煉廠完成了工業(yè)應(yīng)用的實(shí)踐，運(yùn)行情況良好[2]。

本文針對南方某黃金冶煉廠焙燒氰化尾渣進(jìn)行了高溫氯化焙燒試驗(yàn)，并在試驗(yàn)回收率的基礎(chǔ)上結(jié)合運(yùn)行成本進(jìn)行初步經(jīng)濟(jì)分析，驗(yàn)證高溫氯化焙燒工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。

1 提金試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)原料

成分分析表明，焙燒氰化尾渣中含Au 8.7g/t、Ag 23.8g/t，其他化學(xué)成分含量為：As 0.48%、S 0.46%、Fe 30.56%、C 0.22%、Cu 0.25%、Pb 0.36%、Zn 0.43%。

按照研究資料，該焙燒氰化尾渣在分別采用磁化還原焙燒（焙燒溫度700℃，還原劑煤）、高酸浸出等預(yù)處理手段后金氰化浸出率仍在50%以下，收效甚微[3-4]。

1.2 氯化焙燒試驗(yàn)

氰化尾渣取樣并配入氯化鈣、膨潤土，混勻后在圓盤制粒機(jī)內(nèi)制成10～15 mm粒球，之后在干燥箱中烘干，利用高溫馬弗爐進(jìn)行氯化焙燒試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后取出粒球冷卻，分析渣中金、銀含量，計(jì)算得出金、銀的揮發(fā)率。試驗(yàn)分別考察了焙燒溫度、焙燒時間、氯化劑用量及種類等因素對金、銀揮發(fā)率的影響。

1.2.1 焙燒溫度

尾渣取樣并配入6%氯化鈣，焙燒反應(yīng)時間90 min，控制馬弗爐溫度在900～1 250℃下進(jìn)行氯化焙燒試驗(yàn)。

結(jié)果顯示，金、銀揮發(fā)率隨著焙燒溫度升高而提高。溫度高于1 050℃時，揮發(fā)率基本穩(wěn)定不再上升，球團(tuán)在1 200℃以上時開始黏結(jié)。因此，合理的氯化焙燒溫度應(yīng)為1 050℃。

1.2.2 焙燒時間

尾渣取樣并配入6%氯化鈣，焙燒溫度1 050℃，控制馬弗爐焙燒時間分別在40～120 min進(jìn)行氯化焙燒試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，金、銀揮發(fā)率隨著焙燒時間的增加而提高。反應(yīng)時間在90 min以上時，揮發(fā)率趨于穩(wěn)定不再上升。因此，合理的氯化焙燒時間應(yīng)為90 min。

1.2.3 氯化劑用量

氯化焙燒溫度1 050℃，焙燒時間90 min，控制氯化鈣添加量在3%～8%的情況下進(jìn)行氯化焙燒試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，金、銀揮發(fā)率隨著氯化鈣用量的增加而提高。氯化鈣用量在6%以上時，揮發(fā)率基本穩(wěn)定不再提升。因此，合理的氯化劑添加量應(yīng)為6%。

1.2.4 氯化劑種類

尾渣取樣并配入6%氯化劑，焙燒溫度1 050℃，焙燒時間90 min，分別采用氯化鈣和氯化鈉作為氯化劑，進(jìn)行氯化焙燒試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，兩種氯化劑對金、銀揮發(fā)率基本沒有影響，揮發(fā)率基本一致。

1.2.5 綜合試驗(yàn)

綜合以上各影響因素，試驗(yàn)在氯化鈣添加量6%，氯化焙燒溫度1 050℃，焙燒時間90 min下取得最佳揮發(fā)率：金揮發(fā)率97.4%，銀揮發(fā)率63%。渣含金0.23 g/t左右，含銀8.8 g/t。經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)證明，揮發(fā)率指標(biāo)具有較好的重現(xiàn)性。

2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評估

2.1 處理成本評估

根據(jù)試驗(yàn)及應(yīng)用實(shí)踐，高溫氯化焙燒工藝流程：尾渣與氯化鈣混料制球—球團(tuán)干燥—回轉(zhuǎn)窯氯化焙燒—煙氣洗滌—氯化物富集回收—鐵粉置換—金銀精煉，焙燒球團(tuán)為一般固廢，含鐵量高，可以進(jìn)行外售[5-6]。根據(jù)工藝流程特點(diǎn)以及已投產(chǎn)工業(yè)運(yùn)行數(shù)據(jù)，人們可以估算工藝成本（處理規(guī)模300 t渣/d），如表1所示。

表1 高溫氯化焙燒工藝運(yùn)行成本估算

從表1可以看出，高溫氯化焙燒工藝運(yùn)行成本中燃料動力費(fèi)用比例最高，表明能耗較高。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益評估

按照氯化焙燒試驗(yàn)中，金的氯化揮發(fā)率97.4%，根據(jù)目前氯化焙燒工業(yè)運(yùn)行實(shí)踐數(shù)據(jù)，從氯化物回收到貴金屬精煉回收率按85%計(jì)，金的總回收率α=82.79%。

分析氰化尾渣品位對不同工藝方案經(jīng)濟(jì)效益的影響。以尾渣中金品位X為自變量，取金價(jià)a=260元/g，參考當(dāng)?shù)厥袌鰞r(jià)，尾渣計(jì)價(jià)系數(shù)取x=52%，尾渣成本B=52%·260·X=135.2X元/t渣；產(chǎn)品銷售收入Q=α·260·X=215.3X元；根據(jù)估算，氯化焙燒運(yùn)行成本A=503.8元/t尾渣。

將上述數(shù)據(jù)代入并簡化，則在尾渣金不計(jì)價(jià)的情況下，每噸尾渣毛利潤為P1=Q-A=215.3X-503.8元；尾渣計(jì)價(jià)系數(shù)為52%時，每噸尾渣毛利潤為P2=Q-B-A=80.1X-503.8元。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，對于高溫氯化焙燒提金工藝，當(dāng)氰化尾渣金不計(jì)價(jià)時，渣中金品位X大于2.3g/t時可以實(shí)現(xiàn)盈利；當(dāng)尾渣金計(jì)價(jià)系數(shù)為52%時，渣中金品位大于6.3 g/t時可以實(shí)現(xiàn)盈利。而本文試驗(yàn)采用的氰化尾渣金品位8.7 g/t，采用高溫氯化焙燒提金工藝在經(jīng)濟(jì)上是完全可行的。

3 結(jié)論

對南方某冶煉廠焙燒氰化尾渣進(jìn)行高溫氯化焙燒提金試驗(yàn)，筆者考察了焙燒溫度、反應(yīng)時間、氯化劑用量及種類對金銀揮發(fā)率的影響，并在綜合試驗(yàn)條件中得到金最佳揮發(fā)率97.4%。同時，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和相關(guān)生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，估算工藝運(yùn)行成本，對高溫氯化焙燒工藝進(jìn)行初步技術(shù)經(jīng)濟(jì)評估。結(jié)果表明，當(dāng)氰化尾渣金不計(jì)價(jià)時，渣中金品位X大于2.3 g/t時可以實(shí)現(xiàn)盈利，當(dāng)尾渣金計(jì)價(jià)系數(shù)為52%時，渣中金品位大于6.3 g/t時可以實(shí)現(xiàn)盈利。

針對本試驗(yàn)中的焙燒氰化尾渣，高溫氯化焙燒技術(shù)不僅可實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)固廢無害化，并且能有效回收其中貴金屬和其他有價(jià)金屬，經(jīng)濟(jì)效益明顯，是較為適宜的處理工藝。但是，高溫氯化焙燒提金工藝目前尚存在流程較長、能耗較高、金屬氯化物回收率偏低等不足之處，這是未來優(yōu)化改進(jìn)、提升技術(shù)競爭力的發(fā)展方向。