金礦高濃度含氰廢水的處理工藝
在黃金生產(chǎn)中，濕法提金需要氰化物，因此在生產(chǎn)過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定量的含氰廢水。高濃度含氰廢水毒性大，其生產(chǎn)過程中的處理措施主要是回收利用和達(dá)標(biāo)排放。根據(jù)國家環(huán)保政策的要求，積極倡導(dǎo)“零排放”，所以目前高濃度含氰廢水必須回收利用。但由于循環(huán)使用，廢水中影響生產(chǎn)過程的各種有害元素離子會(huì)不斷積累，影響生產(chǎn)工藝指標(biāo)。
目前，國內(nèi)對含氰廢水的處理技術(shù)研究較多。氰化物的處理方法是氧化法，多為氯氣氧化法、臭氧氧化法、化學(xué)法等。然而，國內(nèi)外對高濃度含氰廢水的處理技術(shù)較少，存在工藝復(fù)雜、處理效果不穩(wěn)定、污染物去除率低、運(yùn)行成本高等問題。因此，某金礦企業(yè)迫切需要找到一種高濃度含氰廢水的處理方法。廢水經(jīng)處理后可循環(huán)回生產(chǎn)過程，保證了工藝的穩(wěn)定運(yùn)行，并回收了廢水中的一些有價(jià)值的成分。
某金礦采用氧化焙燒-氰化-鋅粉置換工藝從金精礦中提取金，產(chǎn)生的廢水中氰化物和銅含量高。采用酸化回收法和硫化回收法回收廢水中的銅，并考察了銅的回收效果。回收的銅渣經(jīng)高溫脫氰處理后，符合《黃金工業(yè)氰化渣污染控制技術(shù)規(guī)范》(HJ943—2018)作為有色金屬冶煉替代原料的要求，可作為精礦產(chǎn)品定價(jià)銷售；通過氰化物還原沉淀法進(jìn)一步處理廢水，以進(jìn)一步降低氰化物和重金屬含量，以及處理后的廢水的總氰化物濃度
1.測試零件
1.1儀器和試劑
測試儀器包括:UV-1700紫外分光光度計(jì)、AA6300原子吸收分光光度計(jì)、化學(xué)滴定裝置、DELTA320pH計(jì)、BSA224S天平和85 2A磁力攪拌器。
試驗(yàn)試劑為:98%濃硫酸、氧化鈣、硫酸亞鐵、九水硫化鈉，均為分析純。
1.2水質(zhì)特性
取某金礦高濃度含氰廢水進(jìn)行分析，其化學(xué)成分見表1。
從表1可以看出，含氰廢水中主要污染物為氰化物和銅，其中總氰化物濃度為3340mg/L，易釋放氰化物濃度為1630mg/L，與金屬絡(luò)合的氰化物占51.2%，處理難度較大?？傘~濃度為1550mg/L，考慮到銅可以回收，實(shí)驗(yàn)的主要研究對象為氰化物和銅。
1.3測試方法
鑒于廢水中銅的回收價(jià)值較高，采用酸化回收和硫化回收兩種方法考察銅的回收效果。經(jīng)過高溫處理后，回收的銅渣作為精礦產(chǎn)品定價(jià)出售。廢水經(jīng)氰化物還原沉淀法進(jìn)一步處理，進(jìn)一步降低氰化物和重金屬含量，處理后的廢水可回用于生產(chǎn)過程。
2.測試結(jié)果和討論
2.1酸化恢復(fù)法測試
每次試驗(yàn)取1.0L廢水，加入4、5、6mL/L的濃硫酸，攪拌反應(yīng)1h，反應(yīng)結(jié)束后過濾，分析酸化液的成分。分析結(jié)果如圖1所示。
從圖1可以看出，當(dāng)酸用量為5mL/L時(shí)，酸化液中銅的濃度為26.2mg/L，總氰化物濃度為835.24mg/L，銅的去除率為98.3%。隨著硫酸投加量的增加，除銅效果無明顯變化，考慮到藥品成本，濃硫酸的投加量確定為5.0mL/L。
2.2硫化恢復(fù)試驗(yàn)
每次試驗(yàn)取廢水的1L，分別加入3、4、6、7、8g/L的硫化鈉，加入濃硫酸控制pH值在4.5左右，攪拌反應(yīng)1h，反應(yīng)結(jié)束后過濾，分析處理液的成分。分析結(jié)果如圖2所示。
從圖2可以看出，當(dāng)硫化鈉用量為8g/L時(shí)，處理液中銅的濃度為111mg/L，總氰化物濃度為1225.54mg/L，廢水中銅的去除率為92.8%。與酸化回收法相比，硫化回收法處理成本高，處理效果差，建議采用酸化回收法處理廢水。
2.3酸化渣高溫除氰試驗(yàn)
2.3.1酸化渣的成分分析
當(dāng)回收法中使用的硫酸量為5mL/L時(shí)，分析酸化渣的成分，結(jié)果見表2。
從表2可以看出，處理后的酸化渣含水量為30.18%，其中銅含量為26.80%，總氰化物含量為6.76%(67600mg/kg)，超過了《黃金工業(yè)氰化渣污染控制技術(shù)規(guī)范》(HJ943—2018)第8.3條“當(dāng)氰化渣作為有色金屬、稀有貴金屬和黑色金屬冶煉的替代原料時(shí)，酸化渣需進(jìn)行無害化處理，處理后總氰化物含量較少
2.3.2酸化渣高溫氰化處理試驗(yàn)
取一定量的酸化渣在管式爐中300℃加熱1h，用10%氫氧化鈉作為吸收液，測定高溫處理后酸化渣中各組分的含量。結(jié)果如表3所示。
從表3可以看出，高溫處理后的酸化渣總氰化物含量為0.119%(1190mg/kg)，符合《黃金工業(yè)氰化渣污染控制技術(shù)規(guī)范》(HJ943—2018)第8.3條的要求:“氰化渣作為冶煉有色金屬、稀有貴金屬和黑色金屬的替代原料時(shí)，其總氰化物(以CN-計(jì))符合HJ745。因此，高溫處理后的酸化渣可以作為替代原料。
為了進(jìn)一步探索高溫除氰的原理，對吸收液的成分進(jìn)行了分析，結(jié)果見表4。
從表4可以看出，吸收液中的主要成分是易釋放的氰化物、氨氮和亞硫酸鹽。因此，推測酸化渣高溫分解產(chǎn)生的氣體主要是HCN、NH3和SO2。
2.4氰化物還原沉淀試驗(yàn)
2.4.1硫酸亞鐵用量試驗(yàn)
每次取酸化液的1L到反應(yīng)器中，分別加入3、4、5、6、8g/L的硫酸亞鐵，用氧化鈣控制pH值至6.5左右，攪拌反應(yīng)0.5h，反應(yīng)結(jié)束后過濾，分析處理液的成分。結(jié)果如圖3所示。
從圖3可以看出，隨著硫酸亞鐵用量的增加，氰化處理效果越好；當(dāng)硫酸亞鐵投加量達(dá)到6.0g/L時(shí)，處理液中總氰化物濃度為45.8mg/L，隨著硫酸亞鐵投加量的增加，總氰化物濃度變化不大?？紤]到藥品成本，硫酸亞鐵的用量確定為6.0g/L
2.4.2中和溶液的成分分析
用氧化鈣將硫酸亞鐵處理溶液的pH值調(diào)節(jié)至約8.0，并分析中和溶液的成分。結(jié)果如表5所示。
從表5中可以看出，中和處理后，中和液中的氰化物進(jìn)一步減少，總氰化物濃度為11.97mg/L，易釋放氰化物濃度為8.79 mg/L，處理后的廢水可以回用于生產(chǎn)工藝。
3.結(jié)論
(1)當(dāng)酸用量為5mL/L時(shí)，某金礦廢水中銅的去除率為98.3%，酸化渣的含水量為30.18%，銅含量為26.8%，總氰化物含量為6.76% (67600mg/kg)。在回收試驗(yàn)中，當(dāng)硫化鈉用量為8g/L時(shí)，銅的去除率為92.8%。與酸化回收法相比，硫化回收法處理成本高，處理效果差，建議采用酸化回收法處理廢水。
(2)高溫處理后酸化渣中總氰化物含量為0.119%(1190mg/kg)，符合《黃金工業(yè)氰化渣污染控制技術(shù)規(guī)范》(HJ943—2018)第8.3條要求:“氰化渣作為冶煉有色金屬、稀有貴金屬和黑色金屬的替代原料時(shí)，其總氰化物(以CN-計(jì))按HJ745測定。因此，高溫處理后的酸化渣可以作為替代原料。酸化渣高溫分解產(chǎn)生的氣體主要是HCN、NH3和SO2。
(3)降氰沉淀試驗(yàn)中硫酸亞鐵的最佳用量為6g/L，處理液中總氰化物濃度為45.8mg/L，易釋放氰化物濃度為8.79mg/L，處理后的廢水可回用于生產(chǎn)工藝。(來源:長春黃金研究院有限公司)
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