去除硫化矿物表面氰化物的方法和工艺

引言

在选矿和 冶炼 有色金属硫化矿的加工， 氰化物 通常用于提高金属回收率。然而， 氰化物 残留在硫化矿表面的氰化物不仅对后续工艺流程产生不利影响，而且会造成严重的环境问题，因此开发高效、环境友好的硫化矿表面氰化物去除方法具有十分重要的现实意义。

硫化矿物表面氰化物残留现状及危害

现在的情况

在传统的硫化矿浮选工艺中，氰化物被广泛用作抑制剂。它可以选择性地抑制硫化矿中的某些不需要的矿物，从而实现目标矿物与脉石矿物的分离。但浮选后，大量的氰化物会吸附在硫化矿的表面。据相关研究，在一些选矿厂，浮选后的硫化矿精矿表面氰化物含量可高达几百毫克/公斤。

危害

从工艺角度看，残留的氰化物会干扰后续的冶炼工艺，如硫化铜矿冶炼过程中，氰化物会与铜形成络合物，降低铜的冶炼效率，增加能耗。从环境角度看，氰化物是一种剧毒物质，含氰化物的尾矿废水排入自然环境，会污染水体和土壤，危害水生生物和周边植被，甚至通过食物链对人体健康构成威胁。

去除硫化矿物表面氰化物的方法

氧化法

1.化学氧化法

• 原理： 利用强氧化剂将氰化物氧化为毒性较小或无毒的物质。常见的氧化剂有过氧化氢（H2O2）、次氯酸钠（NaClO）等。以过氧化氢为例，其反应方程式为：（2CN+5H2O2=2HCO3+N2↑+4H2O）。

• 操作流程：首先将含有氰化物的硫化矿矿浆置于反应槽中，调节矿浆的pH值到合适的范围（一般用双氧水氧化，pH值最好在9-11之间），然后在搅拌下慢慢加入双氧水溶液，使氧化剂与矿浆充分接触发生反应，反应时间一般为1-3小时，具体时间取决于矿浆中的氰化物浓度和矿石性质。

• 性能：反应速度相对较快，对氰化物的去除效果好，可以将氰化物浓度降低到较低的水平。

• 缺点：过氧化氢等氧化剂成本相对较高，且过量的氧化剂可能会对后续的选矿或冶炼工艺产生影响。

吸附法

1、活性炭吸附法

• 原则已激活 碳 具有较大的比表面积和丰富的孔结构，可通过物理吸附和化学吸附在其表面吸附氰化物。

• 操作流程： 添加 活性炭 将活性炭加入含氰化物的硫化矿浆中，充分搅拌，使活性炭与矿浆中的氰化物充分接触。吸附时间一般为30分钟至2小时。吸附完成后，通过过滤或其他方法将活性炭与矿浆分离。

• 性能：操作简单，对低浓度氰化物有良好的吸附效果，活性炭可再生重复使用。

• 缺点：对于高浓度氰化物，吸附能力有限，吸附后的活性炭处理不当会造成二次污染。

2.离子交换树脂吸附法

• 原则：离子交换树脂含有特定的功能基团，能与氰化物中的离子进行交换，从而将氰化物吸附在树脂上。

• 操作流程：将离子交换树脂装进交换柱，使含有氰化物的硫化矿浆通过交换柱，控制矿浆流速，保证氰化物与树脂充分交换，当树脂吸附饱和后，用特定的淋洗剂淋洗，使树脂再生。

• 性能：对氰化物有较高的吸附选择性，且可实现连续化操作。

• 缺点：树脂成本较高，洗脱工艺相对复杂，且可能产生含氰化物的洗脱废液。

其他方法

1.酸碱中和法

• 原则：在一定条件下，氰化物在酸性或碱性环境中会发生水解反应，生成毒性较小或无毒的物质。例如在酸性条件下，氰化物与氢离子反应生成氢氰酸（HCN），可通过挥发去除；在碱性条件下，氰化物水解生成氰酸盐等物质。

• 操作流程：若采用酸性水解，则将酸性溶液如稀硫酸缓慢加入含氰化物的硫化矿浆中，调节pH值至2～4，然后通气使生成的氢氰酸挥发掉；若采用碱性水解，则加入碱性物质如氢氧化钠，调节pH值至10～12，反应一定时间（一般为2～4小时）。

• 性能：成本相对较低，操作也比较简单。

• 缺点：酸性水解时产生的氢氰酸剧毒，需采取严格的防护措施；碱性水解反应速度较慢，处理后可能仍有少量氰化物残留。

硫化矿物表面氰化物去除工艺流程设计

预处理阶段

1. 纸浆调整：调整浮选后硫化矿矿浆浓度，一般矿浆浓度控制在20%-40%之间，以便后续处理。同时检测矿浆中初始氰化物浓度，为确定后续工艺参数提供依据。

2. 除杂：通过过滤、沉淀等方法除去矿浆中的大颗粒杂质和部分悬浮物，不让其干扰后续处理工序。

移除阶段

1. 方法选择：根据矿浆中氰化物浓度、矿石性质、处理成本、环保要求等因素，选择合适的去除方法。例如，对于高浓度氰化物，在不考虑成本的情况下，可以采用化学 氧化法 可优先考虑；对于低浓度氰化物及注重环保的场合，可采用生物氧化法或吸附法。

2. 工艺参数控制：以过氧化氢氧化 化学氧化 以本发明方法为例，严格控制双氧水的加入量（一般根据氰化物浓度及反应方程式计算）、反应温度（一般为20～30℃）、pH值（9～11）、搅拌速度（100～300转/分）等参数，保证反应高效进行。

治疗后阶段

1. 固液分离：将除氰后的矿浆用过滤、离心等方法分离，得到净化的硫化矿精矿和含有少量氰化物的废水。

2. 污水处理：分离后的废水进一步处理，达到国家排放标准。可采用二次氧化、吸附等方法深度去除废水中的氰化物，确保安全排放。

结语

硫化矿表面氰化物的去除方法多种多样，每种方法都有各自的优缺点。实际应用中需综合考虑矿石性质、氰化物浓度、处理成本、环保要求等因素，选择合适的方法和工艺流程。随着环保要求的日益严格和技术的不断进步，开发更加高效、环保、低成本的硫化矿表面氰化物去除技术将是未来的重点研究方向。通过不断的工艺优化，有望实现硫化矿选矿冶炼过程中氰化物的零排放，促进有色金属工业的可持续发展。