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氰化渣中有价元素资源化高效回收的应用基础研究
吕翠翠
学位类型博士
导师叶树峰
2017-07
学位授予单位中国科学院研究生院
学位授予地点北京
学位专业环境工程
关键词氰化渣 氰根 铜铅混合浮选 复合药剂
摘要

氰化渣是我国黄金行业产生的主要大宗危险固废之一。氰化渣的堆存或者填埋会对周围的环境和生态造成不可修复的危害。另外,氰化渣中含有的有价元素得不到利用,造成资源的浪费。因此,对氰化渣的综合处理,既要实现有价元素的高效回收利用,又要将其转化为一般固废,最终实现氰化渣的资源化与无害化。 本文首先针对国内几个不同产地、不同存放时间的氰化渣进行了物理化学性质分析。各种氰化渣的共性为:1)氰化渣的固体组成基本一致,主要含有黄铁矿和石英;2)能够回收利用的有价元素有铜、铅、锌、硫、铁,主要以硫化矿的形式存在。铜、铅、锌的品位较低,只有0.20%-0.60%;3)氰化渣的粒度较细,-50μm的矿物颗粒占90%,导致氰化渣浮选时易发生矿泥夹带,影响精矿的品位。这些氰化渣的主要区别在于矿物表面的性质,体现在pH值和氰根含量的差别上。新鲜氰化渣的pH值较高,一般在10以上,氰根含量在200mg/L以上。随着氰化渣存放时间的延长,氰化渣表面逐渐受到外界空气影响,最终导致氰化渣的pH值和氰根含量降低。 通过Eh-pH和红外光谱考察了氰根对矿物的抑制作用机制。结果表明,在含氰的浮选体系中,金属氰络合物存在的电位区域较宽,是主要的稳定存在的物质。这说明氰根能与硫化矿中的金属离子形成稳定的络合离子,以化学吸附的形式吸附在硫化矿表面。由于氰根是亲水性物质,这种化学吸附导致矿物表面极易亲水,从而难以浮选。 传统的酸处理法、硫酸亚铁沉淀法、硫酸铜沉淀法、过氧化氢氧化法均不适用于处理氰化渣浮选体系中的氰根,因此,本文在这些方法的基础上制备了一种过硫酸复合盐。过硫酸复合盐具有一定氧化性,能将游离的氰根分解,同时促使生产水中的金属氰络合物发生沉淀反应,在PVP的保护下生成一种颗粒大小均一的双金属氰络合物。少量的铜离子和硫氰根结合,生成Cu(SCN)2,并很快转变为CuSCN沉淀,然后从溶液中析出。过硫酸复合盐处理后,含氰生产水中氰根和金属离子都得到较大程度的去除,并且不影响后续的浮选过程。 针对氰化渣的铜铅优先混合浮选流程,研制了一种适用于铜铅浮选的RX-2调整剂。该药剂具有分散和活化的作用,能够快速地从氰化渣中富集铜铅混合精矿。浮选动力学研究结果表明,铜铅混合浮选符合经典一级动力学模型。添加自制的RX-2调整剂的浮选速率常数明显大于未添加RX-2的浮选速率常数。循环伏安曲线和XPS测试结果表明,在最佳用量下,RX-2能促进黄铜矿和方铅矿表面生成较多的单质硫S0,而S0的存在使矿物表面疏水,增加了矿物的可浮性。在RX-2用量为1200g/t时,铜铅得到最大程度的富集。在上述研究的基础上进行了氰化渣中铜、铅、锌、硫铁的浮选分离研究。通过多种预处理方法的对比,最终选用旋流器脱水脱泥预处理工艺。结合研制的RX-2调整剂,首先获得回收率较高的铜铅混合精矿。针对铜铅混合精矿,采用改性的CP合剂进行铜铅分离,分别得到铜精矿和铅精矿。铜铅浮选尾矿依次进行闪锌矿浮选、硫铁矿浮选,得到回收率较高的锌精矿和硫精矿。经过铜铅混合浮选—铜铅分离—锌浮选—硫铁浮选的流程,最终实现了氰化渣中多种有价元素的高效富集。

语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/24324
专题研究所(批量导入)
推荐引用方式
GB/T 7714
吕翠翠. 氰化渣中有价元素资源化高效回收的应用基础研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2017.
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