新疆某黄金冶炼厂含砷废酸处理工艺生产实践与探索.pdf

增刊新 疆 有 色 金 属 DOI 10.16206/ki.65-1136/tg.2018.增刊.028 新疆某黄金冶炼厂含砷废酸处理工艺生产实践与探索 梁振宇 （西部黄金伊犁有限责任公司伊宁835000） 摘要新疆某黄金冶炼厂采用湿法收砷工艺， 即采用循环水对烟气进行冷却、 洗涤， 将三氧化二砷从气态转化为固态， 并部分溶解 到酸洗液体中。该方法废酸液中含砷量高， 每立方废酸液中含砷高达10000mg， 是干法收砷的100倍以上， 严重影响废酸中和固砷工艺的指 标。该冶炼厂针对废酸液含砷高、 三氧化二砷转化不彻底等问题进行探索、 工艺实践改造， 提出了预氧化工艺， 并逐步改善指标。 关键词黄金冶炼砷废酸处理 新疆某黄金冶炼厂废酸中和处理工艺采用的一 段石灰中和、 二段硫酸亚铁转化， 回水回用的工艺流 程， 生产实践发现含砷废酸中砷含量高， 处理难度 大， 回水含砷量高等难点， 以2013年9月至12月抽测 指标为例。 表1废酸中和工序指标抽测统计表 样品 编号 1 2 3 4 5 废酸原液含砷量 （g/l） 10.4 13.6 18.2 9.54 15.2 处理后尾液含砷量 （g/l） 0.85 0.97 1.23 1.04 0.95 除砷率 （） 91.83 92.87 93.24 89.10 93.75 抽测指标发现废酸原液中砷含量在10000mg/l 以上， 经两段处理后， 尾液含砷量仍接近1000mg/l， 回水返回流程使用， 对生产指标影响较大， 也给职工 的职业健康带来隐患。2013年10月， 冶炼厂开始着 手针对废酸原液除砷进行相关试验探索。 1 现场工艺控制条件 新疆某黄金冶炼厂含砷废酸中和处理工艺控制 条件采用设计方给定的药剂制度和工艺参数， 从表1 可以看出， 该厂在试生产期间采用的参数未经过实 际论证， 工艺生产指标较差， 需要进一步试验探索。 图1某冶炼厂废酸中和工艺流程图 流程设置 新疆某冶炼厂采用的是一段石灰中 和、 二段酸硫酸亚铁除砷的工艺流程， 其主要流程如 图1所示。 2 废酸原液除砷理论 冶炼厂采用石灰-铁盐沉淀法进行除砷作业， 本 文主要阐述石灰-铁盐沉淀法， 其他方法不做累述。 2.1 石灰-硫酸亚铁沉淀法原理 石灰-硫酸亚铁沉淀法是常用的除砷方法， 主要 原理是石灰和Fe3与液体中的As2O3、 As2O5发生反应 生产砷酸、 亚砷酸钙盐起到除砷的作用。 Ca （OH）2H2SO4CaSO42H2O ； As2O3O2As2O5； As2O3 2OH -2AsO 2 -H 2O； As2O56OH-2AsO43-3H2O； 2AsO2-Ca2Ca （AsO2）2； 2AsO43-3Ca2 Ca3（AsO4）2； 2Fe2O2H2O2Fe32OH-； 3AsO2-Fe3Fe （AsO2）3； AsO43- Fe3FeAsO4； 2.2 影响因素 石灰-铁盐法主要依靠石灰乳和硫酸亚铁在充 气搅拌条件下达到氧化、 固砷的目的， 其主要影响因 素有石灰添加量、 PH值、 反应时间、 充气量、 硫酸亚 铁添加量等。 2.2.1 石灰添加量 石灰添加量的影响主要包含两个方面 一是Ca2 浓度， 二是PH值。PH值影响硫酸中和效果及三氧 化二砷、 五氧化二砷的溶解， Ca2浓度则主要影响一 段中和砷的转化率。 64 万方数据 2018年新 疆 有 色 金 属 表2石灰添加量对砷转化指标的影响 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 原液品位 （g/l） 12.54 12.54 12.54 12.54 12.54 12.54 12.54 12.54 钙砷比 （质量比） 1 ∶ 1 2 ∶ 1 3 ∶ 1 4 ∶ 1 5 ∶ 1 6 ∶ 1 8 ∶ 1 10 ∶ 1 尾液品位 （g/l） 7.21 5.38 3.29 1.87 0.59 0.093 0.089 0.083 除砷率 （） 42.50 57.10 73.76 85.09 95.29 99.25 99.29 99.34 随着钙砷比的增加， 尾液品位逐步降低， 除砷率 增加明显， 尤其是钙砷比达到 6 ∶1 时， 除砷率达到 99.25， 尾液砷品位降低至100mg/l以下， 达到干法 收砷的原液的标准， 二段铁盐法除砷有了可能。 表3PH值对砷转化的影响 序号 1 2 3 4 5 6 7 PH值 原液 7 8 9 10 11 12 尾液含砷 （g/l） 15.37 2.64 1.97 0.99 0.33 0.31 0.29 除砷率 （） - 82.82 87.18 93.56 97.85 97.98 98.11 随着PH值的不断增高， 尾液中砷含量逐步降 低， 当PH10时， 除砷率达到97.85， PH值再升高时 除砷率提升不明显。 2.2.2 硫酸亚铁添加量 砷酸铁盐的溶度积较砷酸钙盐的溶度积更小， 可达到5.710-21， 硫酸亚铁的添加量对除砷效果的影 响尤为明显。 表4硫酸亚铁添加量对砷转化指标的影响 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 原液品位 （mg/l） 85.34 85.34 85.34 85.34 85.34 85.34 85.34 85.34 铁砷比 （质量比） 1 ∶ 1 2 ∶ 1 3 ∶ 1 4 ∶ 1 5 ∶ 1 6 ∶ 1 8 ∶ 1 10 ∶ 1 尾液品位 （mg/l） 18.97 12.13 8.57 5.22 2.85 1.67 0.97 0.47 除砷率 （） 77.78 85.79 89.95 93.88 96.67 98.04 98.86 99.45 随着硫酸亚铁添加量的增加， 尾液砷含量逐步 降低， 当铁砷比达到 101 时， 尾液品位可下降至 0.5ml/l以下， 达到国家二级排放标准， 作为回水使用 不影响职工的职业健康。 2.2.3 充气量及反应时间影响 针对不同充气量对废酸中和指标的影响， 在试 验室取废酸原液进行试验， 结果显示增加充气时间、 加大充气量有助于砷的转化。在试验过程发现， 反 应时间从4h到6h之间， 中和液指标反复出现反弹， 当反应时间提升至8h时， 中和尾液的指标较好， 能有 效的避免指标反弹问题。因此反应时间取8h。 表5不同充气量对除砷效果的影响 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 原液品位 （g/l） 7.53 7.53 7.53 充气量 1管 2管 3管 充气时间 （h） 2 4 6 8 2 4 6 8 2 4 6 8 尾液品位 （g/l） 0.33 0.14 0.47 0.12 0.26 0.11 0.13 0.084 0.17 0.081 0.097 0.069 除砷率 （） 95.61 98.14 93.76 98.41 96.55 98.54 98.27 98.88 97.74 98.92 98.71 99.08 3 改造措施 参照试验室试验结果， 对现场流程进行改造， 在 一段中和前加预氧化作业， 延长充气时间； 在中和槽 内加入高压充气管， 增大充气量； 加大搅拌机叶轮， 增强搅拌作用； 将中和罐密闭， 并设置引风机将罐体 内空气引入碱液罐进行碱液吸收， 防止反应过程中 有毒有害气体在密闭场所淤积， 引发职业病。 3.1 改造后的流程设置 图2改造后的流程简图 3.2 改造后的参数设置 改造实施后， 对工艺参数进行调（下转第68页） 65 万方数据 增刊 􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋􀤋 （上接第65页） 整， 对石灰、 硫酸亚铁、 充气条件等均进行了调整。 表6改造后的参数设置表 预氧化 一段中和 二段中和 石灰添加量 （t/d） 5 12 视PH值 添加 PH值 6-7 10-11 78 硫酸亚铁 添加量 （kg/d） - - 4000 充气条件 （m3/h） 3000 3000 3000 滤饼水 分 （） 35 35 表7改造后指标抽测统计表 取样日期 5月10日 5月17日 5月24日 5月31日 6月7日 5月14日 废酸原液含砷 量 （g/l） 11.79 13.98 11.65 9.24 8.47 10.69 处理后尾液含 砷量 （mg/l） 9.85 9.67 8.42 7.57 8.29 6.47 除砷率 （） 99.92 99.93 99.94 99.92 99.9 99.94 3.3 改造后的指标 改造完成后， 对现场指标进行抽测， 二段中和水 降低10mg/l以下， 返回流程使用， 基本避免了砷对生 产指标的影响， 除砷率达到99.9以上， 较改造前提 升明显。 4 结 语 通过生产实践证明， 加强工艺控制、 改善反应条 件可以提高石灰-铁盐法除砷的效果。 （1） 合理控制钙砷比， 保证钙砷比≥6， 尽可能的 将绝大部分的砷转化成不溶于水的砷酸钙盐。 （2） 加大充气量和充气时间， 尽可能的促使砷从 三价向五价转化， 以便与石灰或铁盐形成溶解度更 低的砷酸盐， 使反应更为彻底。 （3） 确保足量的硫酸亚铁， 使铁砷比≥10是控制 尾液含砷量的关键指标。 参考文献 [1] 王云,郭持浩.阿希金矿复杂金精矿综合开发利用项目 初步设计,2011,2. [2] EKrause,聂国林.砷酸铁化合物的溶解度和稳定性.湿 法冶金,1990,2. [3] 应晖.高砷酸性水的处理.工程设计与建设,2004,2. 收稿 2018-06-17 石美佳 工艺矿物学对金选别流程的指导研究 一选别工艺虽然都可获得较好的指标， 但针对这类 矿石性质的金矿石， 回收率指标都不理想， 采用重选 工艺先回收一部分金矿物， 重选尾矿采用环保浸出 的联合流程是取得回收率的最佳选择。 试验流程见图2， 试验结果见表9。 图2推荐工艺流程图 表9 推荐工艺试验结果 原矿品 位/g t-1 4.91 重选精矿 品位/g t-1 378 重选回 收率/g t-1 72.34 浸渣品位 /g t-1 0.17 相对原矿 浸出率/ 24.32 总回收 率/ 96.66 3 结 论 （1） 该矿石中的Au多以银金矿、 自然金的矿物 形式赋存， 明金矿物颗粒以中细粒较多。需要通过 充分磨矿， 使金矿物颗粒单体解离或裸露出较多的 表面， 可强化金矿物的捕收富集。 （2） 经过多种方案的比较， 最终推荐尼尔森-浸 出联合流程， 其浮选指标比较理想， 金得到最大限度 的回收。金 （尼尔森 浸出） 总回收率96.66。 参考文献 [1] 傅文章,洪秉信.工艺矿物学在选冶中的地位和作用[J]. 矿产综合利用,199533-38. [2] 刘汉钊.工艺矿物学在金选冶上的应用[J].中国有色冶 金,2010,37-11. 收稿日期 2018-03-19 68 万方数据