三段堿性氯化氧化處理高濃度氰化物廢水

鄧 嬪

（湖南有色金屬研究院，湖南 長沙 410100）

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三段堿性氯化氧化處理高濃度氰化物廢水

鄧 嬪

（湖南有色金屬研究院，湖南 長沙 410100）

對某黃金冶煉企業(yè)氰化浸出的高濃度氰化液進(jìn)行試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果表明：采用酸化－三段堿性氯化氧化可直接將廢水中的氰化物濃度從500 mg／L降至0.5 mg／L以下，再通過pH調(diào)整進(jìn)一步去除廢水中的Zn2＋。

氰化物；三段堿性氯化；黃金冶煉

氰化法提金已有百年歷史，一直是金礦提金主要的方法。處理1 t金精礦要排放4m3左右的氰化廢水，其中氰化物的濃度在50～500 mg／L，有的甚至更高。由于氰化物是劇毒物質(zhì)，隨意排放會嚴(yán)重污染環(huán)境，影響農(nóng)、牧、漁的生產(chǎn)。

目前，對金礦含氰廢水的處理有多種方法，其中已在工業(yè)實(shí)踐中獲得應(yīng)用的有化學(xué)處理法、自然降解法和生物降解法等。常用的方法為堿性氯化法［1，2］，但其要求原水中的氰化物濃度在200 mg／L以內(nèi)，濃度高于200 mg／L的廢水需經(jīng)酸化－吹脫等預(yù)處理后，方能采用此方法。因此，本試驗(yàn)針對黃金冶煉產(chǎn)生的高濃度氰化廢水進(jìn)行了新的處理方法的探索研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)用水

試驗(yàn)用污水來自某黃金冶煉廠氰化浸出貧液。試驗(yàn)用水主要水質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 主要水質(zhì)指標(biāo) mg／L

1.2 試驗(yàn)方法

該試驗(yàn)以分段處理為原則，依次對各污染物有針對性的進(jìn)行處理。污水處理流程工藝如圖1所示。

圖1 污水處理工藝流程圖

1.3 分析方法

化學(xué)需氧量（COD）采用微波消解滴定法測定；pHS－IIIC酸度計(jì)檢測pH；氰化物（CN－）分析高濃度采用硝酸銀滴定法、低濃度采用異煙酸－吡唑啉酮光度法測定；Zn2＋采用火焰原子吸收法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 氰化物處理?xiàng)l件分析

2.1.1 酸化預(yù)處理的必要性分析

進(jìn)行對比試驗(yàn)，討論酸化預(yù)處理對后續(xù)氧化效果的影響分析，考察酸化預(yù)處理的必要性。分別取經(jīng)酸化預(yù)處理和未經(jīng)預(yù)處理的廢水進(jìn)行同條件三段氧化試驗(yàn)，取樣分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 直接氧化與酸化氧化效果對比

表2結(jié)果顯示，在藥劑量相同的情況下，進(jìn)行酸化預(yù)處理的處理效率明顯高于直接氧化的處理效率。經(jīng)分析認(rèn)為是酸性環(huán)境下廢水中原以絡(luò)合態(tài)形式存在的CN－被分解而游離于水中，有利于氧化反應(yīng)的反應(yīng)程度，所以酸化預(yù)處理提高了氧化反應(yīng)的處理效率。酸化過程中產(chǎn)生少量的灰綠色沉淀顆粒，認(rèn)為是廢水中以［Cu（CN）3］2－形式存在的Cu2＋在酸性條件下分解，并形成氰化亞銅的沉淀［2］。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該項(xiàng)目廢水酸化預(yù)處理工藝是必需的。

2.1.2 氧化條件試驗(yàn)

氧化條件的探索在傳統(tǒng)氰化物處理的堿性氯化法的理論基礎(chǔ)上進(jìn)行［3］，并針對試驗(yàn)用水的特性開展了針對性試驗(yàn)。

2.1.2.1 氧化劑用量的確定

以酸化后的氰化貧液為試驗(yàn)用水，在pH 10～11，采用不同量次氯酸鈉進(jìn)行一段氧化30 min，然后在pH 7.0左右，采用不同量的次氯酸鈉進(jìn)行二段氧化30 min，最后仍在pH 7.0左右，加不同量次氯酸鈉進(jìn)行三段氧化30 min，取樣分析，試驗(yàn)控制參數(shù)及試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 各段次氯酸鈉用量分析

表3結(jié)果顯示，總體趨勢是次氯酸鈉氧化劑用量越大，CN－去除率越高，出水CN－越低，但通過各段藥劑用量的組合協(xié)調(diào)，當(dāng)試驗(yàn)藥劑用量降至11號試驗(yàn)的用量時(shí)，即三段反應(yīng)次氯酸鈉用量分別為5 mL／L、5 mL／L、4 mL／L時(shí)，出水CN－濃度為0.5 mg／L。

2.1.2.2 氧化時(shí)間的影響

以經(jīng)酸化預(yù)處理的廢水為試驗(yàn)用水，按照經(jīng)典堿性氯化法控制方法，在pH 10～11，加次氯酸鈉氧化2 mL／L，分別反應(yīng)10 min、20 min、30 min，再在pH 7.0左右，加次氯酸鈉5 mL／L氧化，分別氧化10 min、20 min、30 min。試驗(yàn)結(jié)果顯示：氧化時(shí)間必須達(dá)30 min，處理效率才能達(dá)到。

2.1.2.3 二段氧化的可行性論證

在酸化預(yù)處理的條件下，在pH 10～11進(jìn)行一段氧化，然后在pH 7.0左右進(jìn)行二段氧化，氧化時(shí)間為30 min、60 min、90 min、120 min，取樣分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 二段氧化試驗(yàn)結(jié)果

該實(shí)驗(yàn)主要考察高濃度氰化貧液在酸化預(yù)處理的條件下是否可通過加大二段氧化劑量和氧化時(shí)間將三段氧化優(yōu)化為二段氧化的可能性。表4結(jié)果顯示，進(jìn)行酸化預(yù)處理后通過二段氧化出水不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此該項(xiàng)目廢水酸化預(yù)處理后的三段氧化是不可少的。

2.2 氰化貧液中Zn的去除

氰化貧液中Zn濃度較高，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室水樣分析，氧化處理后貧液中的Zn濃度仍有86.85 mg／L。根據(jù)Zn的物理化學(xué)性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室擬采用石灰調(diào)整pH達(dá)到去除廢水中Zn的目的。分別在氧化前和氧化后進(jìn)行石灰法沉淀Zn的嘗試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 石灰法除鋅的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表5結(jié)果顯示，石灰法沉淀Zn的處理在氧化后進(jìn)行，pH大于9.0能保證出水中的Zn濃度低于排放標(biāo)準(zhǔn)限制2.0 mg／L，而在氧化前進(jìn)行基本不起作用，分析是由于氰化貧液中Zn主要是以［Zn （CN）3］2－的絡(luò)合物形式存在，不能形成Zn（OH）2的沉淀而去除，而氧化反應(yīng)后由于ClO－的強(qiáng)氧化作用將CN－氧化，使Zn2＋在水中游離態(tài)形式存在，在堿性環(huán)境下形成Zn（OH）2沉淀。當(dāng)pH＞9.0時(shí)，氧化后石灰法沉淀鋅反應(yīng)都能使水中Zn濃度達(dá)標(biāo)，因此認(rèn)為控制pH＝9.0左右費(fèi)用較低，且符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié) 論

1.通過三段堿性氯化法，將黃金冶煉廢水氰化貧液中的高濃度氰化物直接氧化去除，處理出水可以達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.試驗(yàn)廢水中氰化物處理的主要工藝三段堿性氯化法，是在經(jīng)典堿性氯化法的基礎(chǔ)上進(jìn)行方案調(diào)整，用于直接處理高濃度氰化物廢水。無需將氰化物預(yù)先進(jìn)行酸性吹脫后降至200 mg／L濃度以內(nèi)再采用經(jīng)典氯化法處理高濃度氰化物廢水，縮短了工藝流程，減少了建設(shè)投資。

3.試驗(yàn)研究所得三段堿性氯化法的處理工藝為第一段pH 10～11，反應(yīng)時(shí)間30 min，次氯酸鈉用量為5 mL／L；第二段pH 7.0，反應(yīng)時(shí)間30 min，次氯酸鈉用量5 mL／L；第三段pH 7.0，反應(yīng)時(shí)間30 min，次氯酸鈉用量4 mL／L。

4.試驗(yàn)工藝流程中三段氧化后的pH調(diào)整，主要為去除廢水中的Zn2＋，經(jīng)氧化處理后廢水中絡(luò)合物被氧化分解，Zn2＋在水中以游離態(tài)形式存在，堿性環(huán)境下形成Zn（OH）2沉淀而去除。

［1］汪大暈，徐新華，宋爽.工業(yè)廢水中專項(xiàng)污染物處理手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.192－202.

［2］江義平.高濃度氰化物廢水處理的研究和應(yīng)用［J］.工業(yè)用水與廢水，2005，36（2）：43－45.

［3］中和平.堿氯法處理含氰尾礦的實(shí)踐［J］.黃金，1991，12（3）：21－24.

Tretment of High-cyanide-containing Wastewater by Three Times Alkaline Chlorination

DENG Pin
（Hunan Research Institute of Nonferrous Metals，Changsha 410100，China）

The research based on high-cyanide-containing wastewater from a gold-refining enterprise has been carried out.The results showed that a new method of acidulate-three times alkaline chlorination has been advanced.The outlet concentration was under 0.5 mg／L，when the mass concentration of CN－in influent water was over 500 mg／L，and then reduce the concentration of Zn2＋by using lime to form precipitation at pH 9.

cyanide；three times-alkaline chlorination；gold-refining

X703.1

A

1003－5540（2015）02－0054－02

2014－11－19

鄧 嬪（1981－），女，工程師，主要從事有色金屬行業(yè)廢水治理技術(shù)研究工作。