离子交换法治理提金尾液中铁的干扰机制及高效解吸机理研究

China has already became a big gold country of production, processing and consumption at present. It's now in a new historical period of transformation from a golden big country to great power. The gold production, ecological environment pollution treatment and reconstruction is a major problem to solve urgently, specially the comprehensive treatment and reuse of cyanide tail solution for gold leaching. This project is mainly aimed at the technology bottleneck of treatment process of leaching gold tail solution by ion exchange method, namely the resin passivation and inactivation caused by iron interference. Based on the preliminary basic research, the project mainly studies the ion speciation and valence variation rule, the interaction mechanism of iron, zinc, copper and cyanogen in adsorption and desorption process. The effect of related factors, such as temperature, reaction time, pH value, et al on the rate of adsorption and desorption is also researched. In order to provide reliable technical support for successful application of leaching gold tailing by ion exchange, we also select the suitable ion exchange resin and modify optimization, develop a new efficient desorption agent and multi-unit coupling technology of selective separation, recovery of cyanide and valuable metals, obtain the reasonable process parameters. The production of this project has important scientific value and realistic significance for reducting contaminants, improving efficiency, utilizating resources of gold smelting enterprises and promoting science and technology progress of gold industry.

我国目前已成为世界黄金生产、加工和消费大国，正处在黄金大国向黄金强国转变的历史新时刻，黄金生产与生态环境污染治理及重建是亟待解决的重大问题，氰化提金尾液综合治理与回用迫在眉睫。本项目主要针对项目组前期应用基础研究中发现的离子交换法治理提金尾液工艺不能工业应用的技术瓶颈，即处理过程中铁的干扰导致树脂钝化失活、难以再生循环利用问题，重点研究吸附、解吸过程中铁、锌、铜、氰等离子赋存形态及价态变化规律，各离子交互作用机制，温度、时间、体系pH等相关因素对吸附、解吸速率的影响关系，选择适宜的离子交换树脂并进行改性优化，开发出新型高效铁解吸剂及可选择性分离、回收氰化物及有价金属的多单元高效耦合处理工艺技术，确定出合理的工艺参数，为离子交换法治理氰化提金尾液的成功应用提供可靠的技术支持。本项目成果对黄金冶炼企业减排增效、资源综合利用及黄金行业科技进步等具有重要的科学价值和重大现实意义。

氰化法提取黄金长期以来一直是黄金生产的主流方法，其产生的氰化提金尾液污染控制与治理倍受业界关注。其中离子交换法被认为是最有应用前景的方法之一，但对于含铁的复杂提金尾液直接应用该方法常常会遇到离子交换树脂再生困难问题。基于此，本项目主要通过研究吸附、解吸过程中锌、铜、氰等离子赋存形态及与铁离子的交互影响作用，揭示了铁的干扰机制及树脂钝化失活原因；通过对单一铁氰化物的吸附、解吸机理研究，开发出了高效铁解吸剂及脱除方法，进行了可选择性分离、回收氰化物及有价金属的多单元高效耦合处理工艺研究。同时针对含高铜、高铁氰化提金尾液，进行了沉淀法高效除铁的拓展研究。主要获得了以下重要结果：（1）201×7树脂对Fe(CN)63-、Cu(CN)43-、Zn(CN)42-、CN-的表观吸附速率常数分别为：2.675×10-3s-1、1.241×10-3s-1、3.265×10-3s-1、7.827×10-4s-1，对各共存离子的亲合力大小顺序依次为：Zn(CN)42-＞Fe(CN)63-＞Cu(CN)43-＞CN -。硫酸、氨水分步解吸过程中，主要由于硫酸解吸后生成的锌、铜等离子与树脂上的Fe(CN)64- 和Fe(CN)63-离子生成了Zn2Fe(CN)6、Cu2Fe(CN)6、Cu3[Fe(CN)6]2等复杂络合沉淀物，沉积于树脂上导致树脂钝化失活。（2）201×7树脂吸附单一Fe(CN)64- 和Fe(CN)63-离子过程受液膜扩散控制，是一个吸热、可自发进行的熵增过程，分离系数和选择系数都大于1，吸附Fe(CN)63-比Fe(CN)64-更容易，吸附表观活化能分别为10.38kJ/mol、10.67kJ/mol。（3）根据还原解吸机理，选择2%水合肼和100g/L氯化钠混合溶液作为铁的高效解吸剂，效果明显。（4）多单元耦合处理氰化提金尾液优化工艺为：3次（吸附+铁还原解吸）+1次硫酸解吸+1次氨水解吸的整体循环工艺。两轮次整体循环试验显示该工艺中树脂可再生性良好。（5）化学沉淀法可作为含高铜、高铁氰化提金尾液中铁的有效脱除方法，沉淀后液联合A-21S树脂吸附或电吸附综合处理效果较好。项目执行期间，共发表研究论文9篇（含已接受1篇），申请发明专利2件，授权发明专利1件，出版编著1部。本项目研究成果为黄金冶炼企业综合回收处理含铁氰化提金尾液提供了重要的科学参考和理论依据。