一种高砷金尾矿再回收金的植物除砷预处理方法.pdf

本发明涉及一种高砷金尾矿再回收金的植物除砷预处理方法。通过种植蜈蚣草或大叶井口边草，利用其对砷的超积累特性及其喜钙、耐碱、生物量大和生长期较短且破坏氰络离子的特性，靠其根系大量吸收富集金尾矿中的砷，并将砷向上输送和转移到地上部，再通过收割地上部而除去高砷金尾矿中的砷，从而完成对金尾矿二次利用的提砷预处理。

1、  一种高砷金尾矿再回收金的植物除砷预处理方法，其特征在于：其通过以下步骤完成，
1)把高砷金尾矿从尾矿坝中取出经预处理，平铺30～60cm的厚度，调整金尾矿渣的pH为7.0～8.0；
2)在调节好pH值的含砷金尾矿上，按照每隔15～40cm种植或直接移栽或孢子培育一株蜈蚣草或大叶井口边草，加入酸性肥料和/或生物促进剂；
3)首次收割为其生长3～5个月时，或当其地上部中砷含量超过2500mg/kg时进行首次收割，以后每当地上部中砷含量超过2500mg/kg时收割一次；或当其生长到40～70cm时首次收割，以后每生长到40～70cm时收割一次，收割地上部时，留茬2～5cm。

2、  根据权利要求1所述的高砷金尾矿再回收金的植物除砷预处理方法，其特征在于：所述预处理为深翻晾晒4～8天后，或每天深翻一次，5天，或把板结的尾矿砂破碎成0.05～0.5mm、1～1.5mm和2～2.5mm的粒径，并且三种粒径以1∶1∶1的比例组合。

3、  根据权利要求1所述的高砷金尾矿再回收金的植物除砷预处理方法，其特征在于：施加柠檬酸、草酸、天冬氨酸、谷氨酸、稀盐酸、稀硝酸和/或稀硫酸，调整氰化尾渣的pH。

4、  根据权利要求1所述的高砷金尾矿再回收金的植物除砷预处理方法，其特征在于：在种植后辅助浇灌叶面微肥，其主要成分是硝酸铵和磷酸二氢铵兑水组成的液体肥料，或在种植期间每隔半个月引入蚯蚓进行一次基质的疏松，在发芽后向金尾矿中每隔一个月均匀喷洒0.1mmol/L的乙二铵四乙酸二钠盐、稀酒石酸、稀柠檬酸、稀腐殖酸和/或稀苹果酸。

一种高砷金尾矿再回收金的植物除砷预处理方法
一、技术领域
本发明涉及一种高砷金尾矿再回收金的植物除砷预处理方法。是一种通过种植蜈蚣草或大叶井口边草，利用其对砷的超积累特性，靠其根系大量吸收富集金矿中的砷，并将砷向上输送和转移到地上部，再通过收割地上部而除去金尾矿中的砷，完成对金尾矿二次利用的提砷预处理方法。
二、背景技术
金尾矿是黄金选厂的主要固体废弃物，我国金尾矿资源十分丰富。70年代前建成的黄金矿山，选矿厂大多采用浮选、重选、混汞-汞选或重选-浮选等传统生产工艺，由于受产业政策、技术装备、选冶工艺及资金等因素的制约，金的回收率低，因此，一般来说，老尾矿都具有相当高的综合利用价值。而由于尾矿资源的二次利用，不再需要采矿、破碎和粗磨矿作业，生产成本低，同时也由于金价上升，使得这些尾矿资源有了较高的回收价值。
目前，高砷金精矿预处理工艺有生物氧化、高压氧化和焙烧氧化。生物氧化、焙烧和高压氧化工艺投资高，技术上仍存在一定问题，国内没有工业化生产的成功经验。然而这些方法生产工艺复杂，设备投资大，焙烧过程中还会使低毒的毒砂、雌黄、雄黄等含砷矿物氧化成毒性很高的砒霜、砷酸盐和二氧化硫，造成环境污染。因此选用经济有效的方法去除金矿的砷、锑等矿物，成为提高金的浸提效率的关键因素，致使高砷难处理金矿中金的有效回收是目前国内外研究热点和难点。近年来，一些能够在地上部大量富集污染物的特殊植物--超富集植物已成为学术界研究的热点。为此研究植物除砷方法去除含砷较高的金尾矿中的砷已成热门，国内外已发现能够大量富集砷的植物多为凤尾蕨属植物。蜈蚣草和大叶井口边草均符合砷超富集植物的标准。
CN200610048663.6涉及一种治理铅污染土壤的植物修复方法，该方法通过将密蒙花以直接移栽或播种方式种植到受铅污染的土壤中，使其成活生长，并向上运输及转运到地上部，当植株生长到100～120cm或密蒙花地上部分Pb含量达到1400mg/kg时收割地上部并将其移走，则可从土壤中带走大量的铅，从而达到快速治理铅污染土壤的目的。该方法要调控土壤酸碱度为中性或偏酸性，并且按照2～4m的株距种植密蒙花。
CN01120519.9涉及一种治理砷污染土壤的方法，本方法涉及以蜈蚣草修复和治理砷污染土壤(包括湿地)的方法，该方法通过蜈蚣草的根系大量吸收环境中的砷，并向上输送和转运到地上部。当植物生长到50～80cm高度时或生长5～6个月后收割地上部(留茬5～10cm高)并将其移走，则可从土壤中带走大量砷，从而达到快速清除砷污染的目的。对于酸性土壤，则通过施用石灰或碱性肥料等方法提高污染土壤的酸碱度pH。
CN200710066021.3本发明涉及一种降低含高砷难处理金矿选冶成本的植物提砷预处理方法。即把蜈蚣草或大叶井口边草单独或套种在含砷金矿基质上，通过蜈蚣草或大叶井口边草的根系大量吸收金矿中的砷，并向上输送和转运到地上部。当植物生长到30～50cm高度时收割地上部(留茬3～5cm高)并将其移走，则可从金矿中带走大量砷，从而达到快速清除砷的目的。
植物提砷预处理方法是利用某些自然生长或人工选育植物降低金矿中的砷含量的一种生物预处理方法，其实质是借助于某些植物能超常量吸收富集砷的特性(称为超积累性)，以太阳能为驱动力，大量吸收富集氰化尾砂基质中的砷，通过收割植物而使尾矿砷含量大幅下降。富砷低品位金尾矿的再回收金植物提砷预处理方法利用某些特定植物能够较快地吸收富集金尾矿中的砷而达到降低尾矿砷含量的目的。适用于经过生物氧化、高压氧化和焙烧预处理的各种氰化含砷尾渣。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种高砷金尾矿再回收金的植物除砷预处理方法。通过种植蜈蚣草或大叶井口边草，利用其对砷的超积累特性，靠其根系大量吸收富集金矿中的砷，并将砷向上输送和转移到地上部，再通过收割地上部而除去金矿石中的砷，从而完成对金尾矿二次利用的提砷预处理。
借助农业生态手段进行调控，其调控措施包括农业生态调控法，如调节其酸碱度pH值、水分、氧化-还原电位(Eh)、施肥等。农业生态法的主要机理为活化金尾矿基质中的砷，增加基质中砷的活动能力，增加其向植物的迁移速率，能在一定程度上有效降低金尾矿中砷对金再度回收浸提的影响，并且能够起到金尾矿除砷修复作用。
本发明通过以下步骤完成。
1)把高砷金尾矿从尾矿坝中取出经预处理，平铺30～60cm的厚度，调整氰化尾渣的pH为7.0～8.0(中性至弱碱性)；
可施加柠檬酸、草酸、天冬氨酸、谷氨酸、稀盐酸、稀硝酸和/或稀硫酸，调整氰化尾渣的pH；
2)在调节好pH值的含砷金尾矿上，按照每隔15～40cm种植或直接移栽或孢子培育一株蜈蚣草或大叶井口边草。加入酸性肥料和/或生物促进剂以加快大叶井口边草或蜈蚣草根系对尾矿砂中砷的吸收富集速率和植物自身的生长速度；
可以引入微生物制剂提高真菌浸染的成功率，促进菌根真菌与植物根系的共生，从而增强植物修复的效率。
3)蜈蚣草或大叶井口边草首次收割为其生长3～5个月时，或当其地上部中砷含量超过2500mg/kg时进行首次收割，以后每当地上部中砷含量超过2500mg/kg时收割一次；或当其生长到40～70cm时首次收割，以后每生长到40～70cm时收割一次，收割地上部时，应留茬2～5cm。
改变氧化还原电位可以使硫化物变得不稳定而氧化，使重金属释放出来，最终增加了基质溶液中砷的含量，提高植物砷的富集转运效率。另外利用蜈蚣草的喜钙特性，破坏氰化时形成的过氧化钙薄膜(CaO₂)，通过植物根系的生长和根系分泌物使氰络离子发生分解成碳、氮等养分，随着植物吸收营养的同时从根系把尾砂中的砷转运到地上的茎叶部位。另外对于富含铁、锰氧化物的金尾矿基质来说，当增加基质有机质含量，可以适当降低氧化还原电位，增加铁、锰氧化物的溶解，与铁、锰氧化物吸附或共沉淀的重金属离子便被释放出来，有利于植物对砷的吸收提取，同时对于同时回收铁、锰也有一定作用。
与公知技术相比本发明具有的优点及积极效果
与公知技术相比，本发明提供的在高砷金尾矿中种植蜈蚣草或大叶井口边草，利用其生物量较大、生长期较短和对砷的超积累特性大量吸收富集金尾矿中的砷和尾渣中的钙，通过收割地上部而去除金尾矿中伴生的砷。具有砷的吸收富集量高、生物富集系数大和砷迁移总量高，不影响后续金矿砂的氰化浸出等特点。
四、具体实施方式
实施例1
某高砷金尾矿的砷含量为1％，含金品位0.3g/t。把高砷金尾矿从尾矿坝中取出，平铺40～50cm的厚度，深翻晾晒4～8天后，在该尾矿砂上以每隔20cm左右种植一株蜈蚣草，按需浇水灌溉。辅助浇灌叶面微肥，其主要成分是硝酸铵和磷酸二氢铵兑水组成的液体肥料，促进其成活、加强光合作用，并且可以通过延长叶片寿命，来增加植物生物量。同时在金尾矿中浇灌稀柠檬酸、稀苹果酸溶液。4个月后，首次收割其地上部，收割应留茬2～5cm。经分析测定，尾矿中砷含量由原来的10086mg/kg，降低到6740mg/kg，相当于使金矿中的砷含量减少了33.17％。以后每生长3个月收割一次，金尾矿中的砷含量则不断减少，最终通过4次收割后氰化尾渣的砷降至85mg/kg。收割物送废物填埋场填埋，或进行砷的回收处理。
实施例2
某高砷金尾矿的金品位为0.6g/t，平均含砷0.7％，把高砷金尾矿从尾矿坝中取出，平铺50～60cm的厚度，每天深翻一次，5天后，在该尾矿砂上以60株/m²左右的间距种植蜈蚣草，在种植期间每隔半个月引入蚯蚓进行一次基质的疏松，按需浇水灌溉。在种植6个月后，收割地上部，收割应留茬2～5cm。高砷金尾矿中的砷含量从7562mg/kg降低到1036mg/kg。
实施例3
某高砷金尾矿的砷含量平均值为2.6％，金品位为0.8g/t。把高砷金尾矿从尾矿坝中取出，把板结的尾矿砂破碎成0.05～0.5mm、1～1.5mm和2～2.5mm的粒径，并且三种粒径以1∶1∶1的比例组合后平铺40cm，每天深翻2次，3天后在该金尾矿砂上以每隔30cm种植一株大叶井口边草。在发芽后向金矿基质中每隔一个月均匀喷洒0.1mmol/L的乙二铵四乙酸二钠盐(EDTA)、稀酒石酸、稀柠檬酸、稀腐殖酸和/或稀苹果酸。按需浇水灌溉。4个月后，首次收割其地上部。收割后就移栽预先培育好的大叶井口边草，继续生长浸提除砷。生长4个月再收割，通过2次收割后高砷金尾矿含砷量下降到110mg/kg。