金矿含氰废水处理技术进展.docx

金矿含氰废水处理技术进展 氰化法已经使用了一个多世纪，是提取金矿最重要的方法。目前有两种不同的氰化工艺,氰化锌粉置换沉淀工艺(CCD)和炭浆工艺(CIP)。两种工艺都产生含有大量氰化物的废水,一般处理1 t金精矿要外排4 m3左右的氰化废水,其中氰化物的浓度在50～500 mg/L,有的甚至更高。由于氰化物是剧毒的,因此,氰化提金废水在排放之前应当脱出有毒的氰化物,使其达到规定的排放标准,否则,就会严重污染环境,影响农、牧、渔业的生产。目前,对金矿含氰废水的处理有多种方法,其中已在工业实践中获得应用的有化学处理法、自然降解法和生物降解法等。 1 化学处理法 采用化学方法分解氰化物、氰络合物,是近些年来研究的重点。迄今为止,已经得到推广应用的化学处理法主要有以下几种。 1.1 活性氯氧化污水 碱性氯化法从20世纪70年代初期开始应用于金矿含氰废水,至20世纪70年代后期已成为应用最广的化学处理法。基本原理是在pH值为10～11条件下,利用活性氯氧化污水中各种氰化物,使其氧化分解,从而将氰根彻底破坏,消除毒性。化学反应为: 该方法处理效果较好,生产过程易实现自动化。但成本高,产生的氯化氰气体毒性很大,不安全,而且不能去除铁氰络合物。进入20世纪90年代以来,该方法已逐渐被其他更有效的方法所代替,从我国河北省的金厂峪金矿、山东省的招远黄金冶炼厂等单位的运行结果来看,处理效果还是比较好的。 1.2 -碱氯法 该法又称Inco法,是Inco公司1982年研制开发的,1984年在不列颠哥伦比亚省首次发放技术使用许可证。主要是利用S02与空气的混合物,在pH值为8～10的条件下氧化分解氰化物,化学反应如下: 该方法不仅完全适合于从贫液中除去所有氰化物,并能消除铁氰络合物。氰化物的去除率达99.9%以上,还能使水中的重金属降低到1 mg/L以下。与碱氯法相比具有设备简单、投资少、药剂费低等优点,是目前最常用的方法之一。据不完全统计,在1984-1990年的6年中,仅在北美洲就有32家金矿采用此法。我国山东新城金矿采用此法处理氰化废水,也获得成功。 1.3 臭氧法 利用空气或氧气在高压高频电荷通过电晕放电产生的臭氧,使氰化物、硫氰酸盐氧化,化学反应如下: 该方法可使氰化物降低到0.2 mg/L以下,但不能破坏亚铁氰化物、铁氰化物。 1.4 铵解法 氰化废水在直流电场的作用下,氰化物在石墨阳极上能够被氧化生成CNO-: CNO-不稳定,一部分水解产生铵与碳酸根离子,一部分继续被电解氧化为二氧化碳和氮气: 电解法适用于含氰浓度较高的废水,不仅对氰化物有较好的去除效果,同时能去除有毒重金属,但不能除去铁氰化物。该方法还有待进一步研究与改进。 1.5 硫酸铜和硫酸亚铁的分离和脱氰 Helmo法是加拿大Helmo金矿在1988年研制开发的一种独特除氰方法,其原理是在pH值6～7的条件下,将预先混合的硫酸铜和硫酸亚铁溶液加入氰化废液,使氰化物作为氰化亚铜沉淀除去,废液中的Cu、Ni、Zn也都随Fe(OH)3共同沉淀,而被去除。最后再加入少量的H2O2进一步脱氰。 表1为Helmo金矿采用Helmo法处理含氰废水的处理效果。 1.6 使用22破坏氰化物 过氧化氢法于1984年首次在巴布亚新几内亚OKTEDI的矿应用。目前至少已有20个金矿采用此法。基本原理是在pH值9.5左右时,使用H2O2破坏氰化物,反应方程式为: 该方法可以把氰化物浓度降低到0.1 mg/L以下,而且还能去除铁氰络合物。但药剂费较高,且不能氧化氰酸盐和硫代氰酸盐。表2为Giant Yellowknife金矿采用H2O2法处理含氰废水的处理效果。 1.7 重提金剂回收金的法 酸化法处理含氰废水回收氰化物,是用硫酸将含氰废水酸化至pH值2～8,并鼓入空气使氢氰酸挥发逸出,再用NaOH或Ca(OH)2溶液回收,重新用来提金。化学反应式为: 该法虽已开发60余年,但由于设备庞大、投资多,运转费用高等原因,一直未引起重视,但该方法可以回收氰化物。所以,最近又重新引起人们的兴趣。酸化法除在澳大利亚、新西兰应用外,在我国的山东、河北等金矿也被采用。山东招远金矿氰化废水中含氰化物1 236.3 mg/L,经酸化法处理后含氰化物58.1 mg/L,氰化物回收率为95.3%,收益与成本也可相抵。 1.8 子交换树脂吸附氰络合物 采用离子交换法回收氰化物是加拿大的一项发明专利。它是用阴离子交换树脂吸附氰络合物,而将游离的氰化物留在溶液中循环使用。被吸附的氰络合物用含氧化剂的酸性溶液洗提,吸收放出的HCN循环再用。此法投资费用高,且只能用于澄清液,因此,应用不广泛。 1.9 收氰化锌法 硫酸锌法是在含氰废水中加入硫酸锌,使氰化物以氰化锌的形式沉淀析出,再用硫酸酸化,回收氰化锌和硫酸锌,主要反应如下: 该法氰化