冶金氰化尾渣中铁铅综合回收实验研究.pdf

总第2 11期2023年第8 期试（实）验研究万晓丹1，刘静卫1，邰建华，温建波1，徐兆鹏1，隆岗（1.山东金都冶炼股份有限公司，山东招远2 6 540 0；2.山东中矿集团有限公司，山东招远2 6 540 0）摘要：为探究冶金氰化尾渣的深度处理措施，以某黄金冶炼企业的氰化尾渣作为研究对象展开研究，以焦粉作为还原剂，并以氧化钙作为添加剂进行实验。通过大量实验确定了焙烧温度、焙烧时间、焦粉用量和氧化钙用量这4项试验参数的最优解，并以优化后的参数为基础重新进行实验。实验结果显示，利用优化参数后的综合回收效果和无害化处理效果均相对较优，证明本次综合回收实验取得了初步成功，该实验方法具有潜在应用价值。关键词：冶金；氰化尾渣；重金属；综合回收中图分类号：TD9820引言在黄金生产过程中,因生产工艺的制约,无可避免地会产生大量的氰化尾渣，而氰化尾渣中氰化物和重金属含量较高，若不进行有效处理则容易造成较为严重的环境污染问题。以往大多数企业均采用堆存或填埋的方法进行处理，这不仅无法解决环境污染问题,而且也造成了金属资源的浪费 1-2 。因此,进一步研究有效技术措施来实现对氰化尾渣中重金属成分的综合回收仍是需要重点考虑的一项内容。1实验材料本次实验的主要材料取自某黄金冶炼企业的氰化尾渣，对其进行初步分析，原料主要化学成分如表1所示。表1原料氰化尾渣主要化学成分分析结果w(Fe)/%w(Pb)/%w(zn)/%w(cu)/%W(s)/%w(Sio2)/%35.933.88w(Al20.)/%w(Ca0)/%w(Na20)/%w(K,0)/%3.62由于本次实验研究主要针对铁和铅两种成分进行回收,因此参考已有研究经验，以河南某企业生产的焦粉作为还原剂，并选用国药集团化学试剂有限公司生产的分析纯试剂氧化钙作为添加剂。2实验原理与方法基于本次实验目标，经过分析可知，在实验原料氰化尾渣中，铁元素主要以赤铁矿形式存在，在还原焙烧过程中，由于赤铁矿成分与焦粉的反应为固相反应，接触面积较小，因此通常认为该反应通过中间产物一氧化碳和二氧化碳加以进行。同时，铅元素在氰化尾渣中则主要以硫酸铅（铅矾)和碳酸铅（白铅矿）的形式而存在，其中，硫酸铅在还原性气氛下经加热即可与一氧化碳反应生成硫化铅，硫化铅再与硫酸铅、氧化钙等发生氧化还原反应而生成金属铅；碳酸收稿日期：2 0 2 3-0 3-13第一作者简介：万晓丹（19 9 2 一），女，山东烟台人，本科，助理工程师，研究方向为金精矿氰化、冶炼。山西冶金ShanxiMetallurgy冶金氰化尾渣中铁铅综合回收实验研究文献标识码：A铅则在高温下分解生成氧化铅，氧化铅再被一氧化碳还原为铅单质，生成的铅单质将进人烟气中，由烟气捕集系统收集 9 。基于以上实验原理，本次实验流程：将氰化尾渣放置于真空干燥箱中,设置温度为9 5,将其烘干至恒重；将适量的氰化尾渣、焦粉和氧化钙混合均匀后，装入石墨埚中；将电阻炉升至指定温度后，放入石墨，保温一定时间后取出,放入密闭容器中 4;向密闭容器中通入氩气进行冷却，直至冷却至室温后完成实验流程，而后对铁金属化率和铅挥发率两项指标进行分析，以验证铁和铅两种元素的综合回收效果。3实验结果与讨论为探究不同实验条件对冶金氰化尾渣中铁、铅回收率的影响，主要通过以下几方面进行研究。3.1焙烧温度分析不同焙烧温度对铁金属化率和铅挥发率的0.690.261.791.59Total 211No.8,2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.08.010文章编号：16 7 2-1152(2 0 2 3)0 8-0 0 2 4-0 21.7726.62w(Au)/w(Ag)/(g/t）(g/t)0.391.01影响,所得结果如图1所示。9652.8092888476721000105011001150012001250焙烧温度/图1不同焙烧温度下的铁金属化率和铅挥发率根据图1中的变化趋势可知，随着焙烧温度的提升，铁金属化率和铅挥发率整体均呈现上升态势，但二者在细节上存在一定区别。在110 0 后,铅的挥发率上升较为明显，而铁金属化率的上升速度趋缓。在12 50 的条件下，铅挥发率和铁金属化率分别达到9 0%和9 8%，因此12 50 为适宜的焙烧温度。3.2焙烧时间分析焙烧时间对铁金属化率和铅挥发率的影100串8 0铁金属化率60铅挥发率140202023年第8 期万晓丹，等：冶金氰化尾渣中铁铅综合回收实验研究25响情况。此环节固定其他实验条件不变，并将焙烧温度控制为12 50 进行实验，得到的实验结果如图2所示。9290%本88868420图2 不同焙烧时间下的铁金属化率和铅挥发率由图2 可见，随着焙烧时间的增加，铁金属化率和铅挥发率整体均呈现上升态势，但在6 0 min后两项指标的上升速度则明显趋缓。因此,综合考虑成本和效率因素后，确定适宜的焙烧时间为6 0 min。3.3焦粉用量针对不同焦粉用量对铁金属化率和铅挥发率的影响情况进行实验。在该实验中，将焙烧温度和时间分别控制为12 50 和6 0 min进行实验，得到的实验结果如图3所示。9590上8580757012图3不同焦粉用量下的铁金属化率和铅挥发率根据图3中的变化趋势可知，在初始阶段，随着焦粉用量的增加，铁金属化率和铅挥发率两项指标呈现较快的上升态势，当焦粉用量提升至2 0%时，铁金属化率和铅挥发率均提升至高点，分别为8 8%和97%。而进一步提升焦粉用量后,两项指标不再提升，反而出现缓慢下降的趋势，这表明2 0%的焦粉用量是相对适宜的条件。3.4氧化钙用量对添加剂氧化钙的用量进行分析,在此环节的实验中，确定其他实验条件为：焙烧温度12 50、焙烧时间6 0 min、焦粉与氰化尾渣的质量比为2 0%。以此确定添加剂氧化钙用量对铁金属化率和铅挥发率的影响，实验结果如图4所示。从图4中的变化趋势可见，当提升添加剂氧化钙用量后，铁金属化率和铅挥发率两项指标均呈现先增大后减小的趋势。铅挥发率的峰值出现在氧化钙用量为12.5%时，而铁金属化率的峰值则出现在氧化钙用量2 5%的条件下。相对而言，在氧化钙用量为2 5%时，100959085铅挥发率10096%92铁金属化率88+84804060焙烧时间/min铁金属化率铅挥发率141618202224焦粉用量/%10096铁金属化率92铅挥发率88808475807076012.5焦粉用量/%图4不同氧化钙用量下的铁金属化率和铅挥发率变化铅挥发率下降并不显著，仍处于较高水平，此时铁金801002.5.0120属化率和铅挥发率分别为9 9%和9 6%，因此综合两种变化趋势分析后，确定最佳氧化钙添加量为2 5%。3.5最优参数下的实验分析在得到以上几个最优试验参数后，综合以上4个试验参数重新进行实验，实验完成后产生的铅单质直接进入烟尘捕集系统中，产生的铁成分则采用熔分法进行回收处理 5。回收处理结果显示,本次实验所获得的铁锭TFe的品位（质量分数）达到9 0.0 2%，铁回收率达到8 8.9 2%，而w(s)仅为0.0 15%，基本满足铁锭后续应用的要求。在此基础上，选择实验完成后产生的熔分渣，按照HJ/T943一2 0 18 中的标准要求,对100该熔分渣进行毒性浸出实验，并与GB/T18598201996中的标准值进行对比，结果如表2 所示。%9288848037.5表2 熔分渣的毒性浸出检验结果项目标准控制限值p(CN-)(氰化物以CN计)6p(cu)120p(Pb)1.2p(zn)120p(Hg)0.12p(cd)0.6p(As)1.2p(crt)15p(crat)6根据表2 中的数据可见，基于本次实验方法，尾渣中的主要有害成分均明显低于标准控制限值，证明本次实验也基本上满足尾渣无害化处理的需要。4结语本次研究中，以某地冶金氰化尾渣作为研究对象，分析不同实验条件对该氰化尾渣中铁、铅的综合回收效果的影响，通过多组实验确定了最佳实验参数，并以优化后的参数为基础重新进行实验。实验结果显示,采用优化后的参数后,综合回收效果相对较优，达到了较高的品位。同时尾渣处理后的组分中，各种污染物的含量均处于较低水平，达到了无害化处理的要求。由此证明本次实验方法具有可行性，有望在今后得到逐步推广应用。(下转第2 9 页）50.0单位：mg/L检测结果未检出未检出0.0010.004未检出未检出0.026未检出未检出2023年第8 期王敏：锆酸铅基反铁电薄膜制备及储能行为研究40(100)70030.(100)80020(100)90010010-20-30-40-1500-10006-1PLZT薄膜不同底电极材料的P-E曲线于PLZT反铁电薄膜能量的存储。在电场强度为1200kV/cm时,2 50 nm的PLzT反铁电薄膜的可利用能量为14.7 2 7 J/cm。底电极LNO结晶温度的研究表明：随着结晶温度的升高，PLZT(2/97/3)反铁电薄膜的所释放的可利用能量也增大，在电场强度为1200kV/cm时，9 0 0 的PLzT反铁电薄膜的可利用能量 11.0 2 9 J/cm。Preparation and Energy Storage Behavior of Lead Zirconate Based Antiferroelectric Thin(zhongqing New Energy(Inner Mongolia)Co.,Ltd.,Baotou Inner Mongolia 014040,China)Abstract:Pb(0.97)La(0.02)Zr(0.97)Ti 0.03)O;antiferroelectric thin films were successfully prepared on LaNiOs/Si substrates by sol-gel method.Using XRD to analyze the structure of antiferroelectric thin films and a comprehensive dielectric performance testing system to analyze theelectrical properties of antiferroelectric thin films,as well as testing the hysteresis loop and energy storage of the ferroelectric comprehensivetesting system.The results show that all antiferroelectric thin films have a perovskite structure,and the thinner the film thickness in the rangeof 250750 nm,the more favorable the energy storage of the antiferroelectric thin film.The higher the crystallization temperature of thebottom electrode LaNiO(70090o C),the more conducive the PLzT antiferroelectric thin film is to energy storage.Key words:antiferroelectric;PLzT(2/97/3);high energy storage(上接第2 5页）1丛忠奎，董嘉宁,孙宏志，等.氯化焙烧法处理氰化尾渣 J.中国资源综合利用，2 0 2 3,41(1)：1-6.2 董萍，宋永辉，李和付，等.氰化尾渣矿浆电解过程中黄铁矿的溶出研究 J.黄金，2 0 2 3,44(1)：9 4-9 8.3陈建福，周健,陈宇，等,某氰化尾渣浮选回收金试验研究 J.现Experimental Study on Comprehensive Recovery of Iron and Lead from MetallurgicalWan Xiaodan,Liu Jingwei,Tai Jianhua,Wen Jianbo,Xu Zhaopeng,Long Gang?(1.Shandong Jindu Smelting Co.,Ltd.,Zhaoyuan Shandong 265400,China;2.Shandong Zhongkuang GroupAbstract:In order to explore the deep treatment measures of metallurgical cyanide tailings,the cyanide tailings of a gold smelting enterprisewere studied,with coke powder as a reducing agent and calcium oxide as an additive.The optimal solutions for the four experimentalparameters,namely roasting temperature,roasting time,coke powder dosage,and calcium oxide dosage,were determined through a largenumber of experiments,and the experiment was conducted again based on the optimized parameters.The experimental results show that thecomprehensive recovery effect and harmless treatment effect after using optimized parameters are relatively superior,indicating that thiscomprehensive recovery experiment has achieved preliminary success and has potential application value.Key words:metallurgy;cyanide tailings;heavy metals;comprehensive recycling1210(w/)喜由86420-50050010001500电场强度E/(kV/cm)参考文献Co.,Ltd.,Zhaoyuan Shandong 265400,China)700800900400600电场强度E/（k V/c m）6-2PLZT薄膜不同底电极材料的可利用能量参考文献1Kittel C.Theory of Antiferroelectric CrystalsJ.Physical Review,1951,82(5):729-732.2Laila Ccaker,Marija Kosec,Barbara Malic.Sol-Gel processing ofPbzrO;thin films J.Journal of Sol-Gel Science and Technology,2000(19):603-606.3符春林.铁电薄膜材料及其应用 MI.北京：科学出版社,2 0 0 9.FilmsWangMin代矿业,2 0 2 2,38(8)：16 7-17 0.4姜亚雄，陈禄政，先永骏，等.氰化尾渣中金银综合回收试验研究J.有色金属（选矿部分）,2 0 2 2（5)：6 7-7 3.5赵羚伯，赵冰，高鹏，等.某氰化尾渣预氧化一蓄热还原同步提铁试验研究 J.金属矿山，2 0 2 2（7)：17 0-17 4.（编辑：武倩倩）Cyanide Tailings80010001200(编辑：杨光辉）