随着黄金冶金工业的日益发展,世界各国的黄金开采量稳步提高。金矿资源的大量开采,导致了其副产物氰化尾渣的成倍增加,大量氰化尾渣的堆积不仅给企业造成了巨大的经济损失,还对周边环境造成了恶劣的影响。如何有效利用这类二次资源,成为了矿山环保工作者亟须解决的问题。氰化尾渣作为一种难处理矿石,预处理方法的选择对这类矿石的开发和利用起着至关重要的作用。本课题以来自河南三门峡某冶炼厂的氰化尾渣为试验物料,对氰化尾渣的深度预处理工艺条件及其化学反应动力学进行了探索性试验研究。主要内容如下:以高锰酸钾为氧化剂,在酸性条件下对氰化尾渣进行预处理。考察了固液比、高锰酸钾用量、反应时间、反应温度,硫酸初始浓度对预处理效果的影响。在所研究的试验条件下,最佳反应条件为:固液比1:20,高锰酸钾用量75g/L,反应时间5h,反应温度80℃,硫酸初始浓度1.3mol/L,对应的铁浸出率及矿样失重率分别为92.82%和47.94%。以硫酸锰为催化剂,臭氧催化氧化氰化尾渣。考察了Mn²⁺投加量,硫酸初始浓度,臭氧体积流量,反应温度,搅拌速率等因素对预处理效果的影响。确定了最佳预处理条件,在矿浆浓度2.5%,搅拌速率700rpm,反应温度60℃,Mn²⁺投加量40g/L,O₃质量流量15g/h,体积流量80L/h,硫酸初始浓度1mol/L,反应时间6h的实验条件下,铁浸出率和矿样失重率分别达到94.85%和48.89%。随后对Mn²⁺/O₃体系浸出氰化尾渣的化学反应过程进行了分析,发现尾渣中黄铁矿的浸出是依靠溶液中高价态锰和臭氧的协同氧化作用,其中高价锰离子的氧化作用占主导地位。该过程的动力学研究采用收缩未反应芯模型,经实验数据拟合分析得出该浸出过程由Mn³⁺的液相扩散所控制,表观反应活化能为7.76kJ/mol,与扩散控制相吻合。最后对两种预处理工艺进行了比较,在以Mn²⁺催化臭氧化为预处理工艺的前提下,提出设计了一套氰化尾渣资源化的方案,实现了其中金、银、铁等主要有价元素的回收利用,并对该工艺进行技术、环保、经济可行性的分析,拓宽了氰化尾渣资源化利用的前景。