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氰化氢处理(含氰废液如何处理)

氰化氢处理(含氰废液如何处理) 氰化物贫液的处理方法

黄金冶炼厂产生的氰化贫液主要有脱金后液(贫液)、真空过滤液和脱浆吸附尾液。氰化贫液处理最佳方案是返回利用,但返回的量非常有限,因为选矿、浸出、洗涤过程需要大量清水,而氰化贫液循环使用时,杂质不断积累,影响氰化浸出液质量。因此,金冶炼厂排出部分污水是不可避免的。各金冶炼厂所处理的矿石不同,所采用的工艺流程不同,所产生的污水的化学组成也不同。氰化贫液中通常含有CN-,CNS-,Zn2+,Cu2+,Fe2+ 等,氰离子质量浓度一般在0.5~1.0g/L之间,需严格处理。

1氰化物贫液的处理方法

氰化物贫液的处理方法有很多种,大致可分为提纯法和回收(再生)法两大类。提纯法是利用相关的化学试剂破坏含氰络合离子,以降低氰化物的含量。常用的方法主要有碱氯氧化法、二氧化硫-[/k0/]气体氧化法、过氧化氢氧化法、臭氧氧化法、电解氧化法和微生物氧化法。回收(再生)法是回收氰化物的同时回收有价金属,主要有酸化法、离子交换法、吸附法、溶剂萃取法、液膜法、电渗析法等。

1.1净化方法

1.1.1碱氯氧化法

碱氯氧化法是一种成熟的破坏废水中氰化物的方法,广泛应用于电镀厂、焦化厂和黄金冶炼厂。在PH 11 ~ 12的条件下,将含氰废水中的氰化物和金属络合离子氧化成氰酸盐,然后分两次加入氯气将其氧化成二氧化碳和氮气。工艺成熟,处理效果好,应用广泛,处理过程易于实现自动化。但氰化物无法回收,处理成本高,铁氰化物无法去除,造成二次污染。

1.2二氧化硫-空气体氧化法

SO2空气体氧化法又称Inco法。将废液加入搅拌容器中,通入空气体和SO2(液态或气态,或亚硫酸盐溶液,或元素硫燃烧得到),控制pH值为7-10,用石灰中和氧化反应中产生的酸。在反应过程中,可溶性铜(作为催化剂)必须存在。

Inco-SO2空气体氧化可以分解包括铁氰化物在内的所有氰化物,铁氰化物可以用一些安全廉价的试剂沉淀除去。该方法具有投资少、见效快、易于控制、安全可靠等特点,但SCN-难以氧化,不适合处理SCN-含量高的氰化贫液。

1.3过氧化氢法

过氧化氢氧化法的基本原理是:在碱(pH = 10 ~ 11)和铜离子存在下,过氧化氢氧化氰化物生成CNO-、NH+4等。同时通过氢氧化物沉淀分离重金属离子,而铁氰化物络合离子与其他重金属离子形成的铁氰化物络合物被去除。该工艺适用于处理低浓度含氰废水。处理后的废水COD低,无二次污染,但双氧水价格较高,处理成本较高。SCN-难以被氧化,处理后的废水仍有一定毒性。

1.4臭氧氧化法

臭氧是一种强氧化剂,可以更彻底地处理含氰废水,比碱氯氧化有更好的除氰效果。废水处理的机理是:在碱性条件下(pH 11 ~ 2),臭氧氧化氰化物生成HCO-3和N2。臭氧处理后的废水溶液中溶解氧增加,可返回氰化系统循环使用,有利于金的溶解,提高金的浸出效率。

臭氧法操作简便,易于控制,生产自动化程度高。可以就地产生臭氧,对于交通不便、电力供应充足的氰化物厂意义重大。臭氧法净化效率高,无二次污染。然而,臭氧生产能耗大、生产成本高,限制了其广泛应用。

1.5电解氧化法

电解法主要用于处理含氰电镀废水,但目前尚无工业应用实例。铜和锌在氰化贫液中以Cu(CN)3-4和Zn(CN)2-4的形式存在。电解前,首先调节氰化物贫液的pH值>:7。加入少量盐,以石墨为阳极,钛板为阴极,碱性铜锌水溶液为电解液,通直流电,在阴极上会产生金属铜和锌,并伴有氢气;在阳极上,CN-被氧化成CNO-,CO2,N2,Cl-被氧化成Cl2,Cl2进入溶液生成HClO。

该氧化法的特点是电解设备简单,占地面积小,污泥量少,电解尾液可循环使用,电解得到的金属纯度高,生产过程易于自动化。但是在电解过程中,电流效率比较低,耗电量比较大,成本高。而且会产生催泪弹CNCl,处理后的废水达不到排放标准。

1.6微生物氧化法

微生物氧化法是利用微生物的生化特性,分解氰化物、硫氰酸盐和铁氰化物,生成氨、二氧化碳和硫酸盐,或将氰化物水解成甲酰胺,而细菌吸附重金属离子,随生物膜脱落而去除。

用这种方法处理的废液中氰化物、硫氰酸盐、金属和氨的残留浓度很低。这种方法的一个重要特点是温度始终保持在10℃以上,从而保持合理的脱氰率。

2恢复方法

2.1酸化方法

酸化回收法在我国处理高浓度含氰废水历史悠久,技术最为成熟。中国也是酸化回收装置数量最多的国家之一。新城金矿是国内首家酸化处理氰化贫液的厂家。该方法的主要原理是在含氰废水中加入硫酸,调节pH值至1.5左右,将CN-转化为HCN。因为HCN的沸点很低,只有26.5℃,所以它能在室温下从溶液中逸出。逸出的HCN气体引入吸收塔,用碱溶液(氢氧化钠或氢氧化钙溶液)吸收,得到20% ~ 30%的氰化物溶液,可循环使用。

该工艺可最大限度地回收氰化物,提高氰化物的有效利用率,降低生产成本。但一次性投资成本高,工艺流程复杂,处理后的含氰残液难以达标排放。

2.2离子交换法

阴离子交换树脂对含氰废水中的氰化物络合离子有很强的亲和力,通过吸附和解吸作用可以去除含氰废水中的氰化物和有价金属。

这种方法的优点是净化水水质好且稳定,但阴离子交换树脂粒径小,机械强度不够。工艺复杂,操作困难,成本高;由于离子交换树脂对不同离子的选择性,复杂多离子体系的过程复杂而困难。

2.3活性炭吸附法

活性炭富含微孔结构和表面疏水性,对水中有毒物质有很强的亲和力。因此,活性炭吸附一直是去除水中低浓度有毒物质的最有效方法之一。活性炭的吸附主要依靠其众多的孔隙和巨大的比表面积。吸附过程包括物理吸附和化学吸附。清除氰根有三种方法:氧化、水解和吹净。主要过程是含氰废水中的氰化物在活性炭表面与过氧化氢发生氧化分解反应。

活性炭吸附法处理含氰尾液最大的缺点是活性炭选择性差。当氰化物尾液含有多种金属氰化物络合物时,这种工艺一般不适合。此外,随着氰化物溶液中KSCN浓度的增加,活性炭的金吸附量逐渐降低。然而,活性炭的解吸相对经济且简单。

2.4薄膜法

膜处理技术是近代发展起来的一种新型分离处理技术。膜分离技术包括气体膜法和液体膜法。在氰化贫液处理中的应用不是很广泛,技术也不是很成熟。

气膜法

在氰化物尾液的处理中,气膜法是离子交换树脂和气膜的联合应用。氰化物先用离子交换树脂富集,再用盐酸洗脱,洗脱液通过中间空纤维膜。此时,HCN将透过膜的另一侧,被膜另一侧的NaOH溶液吸收,生成NaCN,并以NaCN的形式回收。处理后的废水达到排放标准,可作为洗涤水返回电镀车间。

该方法具有处理速度快、操作方便、能耗低、占地面积小、经济效益高等优点。虽然还处于实验室阶段,但已经显示出良好的工业应用前景。

液膜法

自1963年首次提出液膜法以来,已成功应用于工业废水的处理,但含氰废水的处理仍处于实验室阶段,尚未工业化。油包水体系主要用于液膜法处理贫氰溶液。其基本原理是:首先将含氰废水酸化,使氰化物转化为HCN。HCN通过油相液膜进入内水相,然后与NaOH反应生成NaCN。油相分离可以回收HCN,破乳后可以回收氰化钠。

该方法具有高效、快速、高选择性的特点,但目前尚未工业化。

2.5溶剂萃取法

上世纪90年代末,清华大学在研究处理高品质氰化物贫液时提出了溶剂萃取法,使用的萃取剂主要是胺类。在萃取阶段,有机胺被酸化以形成胺盐;然后,胺盐中的SO2-4基团与水相中的金属络合阴离子交换,使金属离子进入有机相;用碱液反萃取负载的有机相,使金属离子返回水相,从而实现金属离子的分离、富集和纯化。

该工艺有机溶剂损失小,过程中几乎无废液排放,操作简单,劳动条件好;但与其他工艺中使用的酸、碱、盐等无机试剂相比,所用的有机萃取剂价格昂贵,成本较高。目前这种方法还不是很成熟,研究也很少。

3其他方法

除上述方法外,目前处理氰化物贫液常采用两种或两种以上工艺的组合,如氧化破坏法+活性炭吸附法、臭氧组合氧化法(臭氧-过氧化氢氧化法、臭氧-超声波氧化法、臭氧-紫外线氧化法)、两步沉淀-净化法、酸化-沉淀-碱中和法等。还有一些新的方法,如纳米二氧化钛光催化氧化、湿空气体氧化、超临界水氧化等。

氰化法一直是国内外最常用的提金方法。金矿通常含有其他金属元素。因此,除氰化物外,氰化物尾液中大多含有Zn2+、Pb2+、Cu2+等金属离子。膨润土和四氯化钛溶胶-凝胶法制备新型吸附材料& mdash& mdash& mdash膨润土负载纳米二氧化钛材料可用于分解CN-和吸附锌、铅、铜等金属离子。金属离子分别解吸后可循环使用,尾液中氰化物可达标排放。

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