某礦山低濃度含氰廢水處理試驗研究及工程應(yīng)用

郭雪婷 劉曉紅 劉強 張宇 丁成

摘要：針對某礦山低濃度含氰廢水，采用CG101高效藥劑脫氰法、過氧化氫氧化法、硫酸亞鐵沉淀法3種方法進行脫氰處理，在相同藥劑投加量條件下，CG101高效藥劑脫氰法處理效果最好，并對其試驗條件進行優(yōu)化，最終實現(xiàn)工程應(yīng)用。工程應(yīng)用結(jié)果表明：CG101高效藥劑脫氰法工藝運行穩(wěn)定，處理后廢水中總氰化合物質(zhì)量濃度滿足GB 3838—2002 《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

關(guān)鍵詞：含氰廢水;CG101高效藥劑;總氰化合物;脫氰;絮凝劑

中圖分類號：TD926.5文獻標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2021）12-0083-03doi：10.11792/hj20211218

引 言

含氰廢水主要來源于金銀濕法提取廢水、金屬電鍍廢水、焦?fàn)t和高爐煤氣洗滌廢水、化工生產(chǎn)廢水等[1]。氰化物屬于劇毒物質(zhì)，對人體的危害主要是與高鐵細胞色素酶結(jié)合，生成氰化高鐵細胞色素氧化酶而使其失去傳遞氧的作用，引起組織窒息[2]。

目前，含氰廢水的處理方法主要為堿性氯化法、因科法、過氧化氫氧化法、臭氧氧化法等，采用的處理藥劑一般為漂白粉、焦亞硫酸鈉、過氧化氫、臭氧等[3-5]，這些藥劑在使用時存在使用條件苛刻、處理設(shè)施復(fù)雜、處理時間長、產(chǎn)生二次污染、存在安全隱患或處理成本高等問題[6-7]。

針對某礦山低濃度含氰廢水，采用長春黃金研究院有限公司自主研發(fā)的CG101高效藥劑脫氰法進行處理[8]，基于單因素分析法考察了CG101高效藥劑投加量、反應(yīng)pH、反應(yīng)時間、絮凝劑種類等對總氰化合物去除效果的影響，確定了最佳試驗條件，并進行了工業(yè)化應(yīng)用，取得了良好效果。

1 含氰廢水性質(zhì)

某礦山低濃度含氰廢水水質(zhì)分析結(jié)果見表1。

由表1可知，該含氰廢水中總氰化合物和重金屬質(zhì)量濃度均較低。根據(jù)處理目標(biāo)要求，處理后總氰化合物質(zhì)量濃度需達到GB 3838—2002 《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)限值要求，即總氰化合物≤0.05 mg/L。

2 脫氰方法確定及條件優(yōu)化

2.1 脫氰方法選擇

采用CG101高效藥劑脫氰法、過氧化氫氧化法、硫酸亞鐵沉淀法3種方法進行低濃度含氰廢水處理。取3份250 mL含氰廢水置于燒杯中，利用磁力攪拌器進行攪拌，分別加入3 g/L CG101高效藥劑、3 g/L過氧化氫、3 g/L硫酸亞鐵，使用（1+9）硫酸控制反應(yīng)pH值為7.5左右，充分?jǐn)嚢? h，反應(yīng)完成后過濾，分析濾液中總氰化合物質(zhì)量濃度。試驗結(jié)果見圖1。

由圖1可知：在相同藥劑投加量條件下，CG101高效藥劑脫氰法可以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，而過氧化氫氧化法和硫酸亞鐵沉淀法無法達到標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，CG101高效藥劑不屬于危險化學(xué)品，方便管理，因此推薦采用CG101高效藥劑脫氰法進行處理。

2.2 CG101高效藥劑脫氰法

2.2.1 藥劑投加量

取250 mL含氰廢水置于燒杯中，利用磁力攪拌器進行攪拌，分別加入CG101高效藥劑0.2 g/L、0.3 g/L、0.4 g/L、0.5 g/L、1.0 g/L、1.5 g/L、2.0 g/L、3.0 g/L，使用（1+9）硫酸控制反應(yīng)pH值為7.5左右，反應(yīng)完成后過濾，分析濾液中總氰化合物質(zhì)量濃度。試驗結(jié)果見圖2。

由圖2可知：當(dāng)CG101高效藥劑投加量為0.2 g/L時，總氰化合物質(zhì)量濃度為0.070 mg/L，不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求;CG101高效藥劑投加量增加至0.3 g/L時，總氰化合物質(zhì)量濃度為0.011 mg/L，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。綜合考慮藥劑成本，推薦CG101高效藥劑投加量為0.3 g/L。

2.2.2 反應(yīng)pH

取250 mL含氰廢水置于燒杯中，利用磁力攪拌器進行攪拌，加入CG101高效藥劑0.3 g/L，使用（1+9）硫酸控制反應(yīng)pH值分別為6.5，7.5，8.5，9.5，10.5，以及不調(diào)節(jié)pH（11.8），充分?jǐn)嚢? h，反應(yīng)完成后過濾，分析濾液中總氰化合物質(zhì)量濃度。試驗結(jié)果見圖3。

由圖3可知：反應(yīng)pH值為8.5時，CG101高效藥劑處理效果不理想，總氰化合物質(zhì)量濃度不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，其他pH條件下處理后的廢水均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。綜合考慮，推薦反應(yīng)pH值控制在6.5～7.5。

2.2.3 反應(yīng)時間

取250 mL含氰廢水置于燒杯中，利用磁力攪拌器進行攪拌，加入CG101高效藥劑0.3 g/L，使用（1+9）硫酸控制反應(yīng)pH值在6.5～7.5，分別攪拌反應(yīng)5 min、10 min、20 min、40 min、60 min、80 min，反應(yīng)完成后過濾，分析濾液中總氰化合物質(zhì)量濃度。試驗結(jié)果見圖4。

由圖4可知：CG101高效藥劑反應(yīng)速率快，延長反應(yīng)時間對處理效果影響不大。當(dāng)反應(yīng)時間為20 min時，濾液中總氰化合物質(zhì)量濃度為0.021 mg/L，可以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。為了節(jié)省電能，降低成本，推薦反應(yīng)時間為20 min。

2.2.4 絮凝劑種類

取500 mL含氰廢水置于燒杯中，利用磁力攪拌器進行攪拌，加入CG101高效藥劑0.3 g/L，使用（1+9）硫酸控制反應(yīng)pH值在6.5～7.5，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)20 min，分別投加1 ‰陽離子絮凝劑1 mL/L、2 mL/L，1 ‰陰離子絮凝劑1 mL/L，考察絮凝劑種類對絮凝沉降效果的影響。試驗結(jié)果見圖5。

由圖5可知：經(jīng)過10 min沉降后，1 ‰陽離子絮凝劑投加量為1 mL/L時，沉降率為89.6 %;投加量為2 mL/L時，沉降率為89.4 %;1 ‰陰離子絮凝劑投加量為1 mL/L時，沉降率為90.4 %。對比陰離子絮凝劑和陽離子絮凝劑沉降效果可知，陰離子絮凝劑沉降效果更好?？紤]到絮凝劑投加量增多會使出水變黏稠且藥劑成本增加，推薦采用1 ‰ 陰離子絮凝劑，投加量1 mL/L?？紤]工程應(yīng)用現(xiàn)場穩(wěn)定性，沉降時間為60 min。

3 工程應(yīng)用

某礦山采用全泥氰化提金+高溫高壓無氰解吸電積工藝，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量低濃度含氰廢水。

工程采用CG101高效藥劑進行脫氰處理，處理后廢水中總氰化合物達到GB 3838—2002 《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)限值要求，實現(xiàn)外排。

一體化可移動廢水處理集成裝置將藥劑配制、臥式反應(yīng)釜廢水處理、工藝控制集成在集裝箱中，處理規(guī)模為100 m3/d，CG101高效藥劑投加量為0.3～0.35 kg/m3，投加濃硫酸控制反應(yīng)pH值在6.5～7.5，攪拌反應(yīng)20～30 min，1 ‰陰離子絮凝劑投加量為 0.001 kg/m3，沉降時間60 min。一體化可移動廢水處理集成裝置見圖6，處理效果見表2。

由表2可知，處理后廢水中總氰化合物質(zhì)量濃度滿足GB 3838—2002 《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)限值要求，取得了較好的工程應(yīng)用效果。

4 結(jié) 論

1）某礦山低濃度含氰廢水采用CG101高效藥劑脫氰法、過氧化氫氧化法、硫酸亞鐵沉淀法處理時，在相同藥劑投加量條件下，CG101高效藥劑脫氰法處理效果更好，處理后廢水中總氰化合物質(zhì)量濃度滿足GB 3838—2002 《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

2）CG101高效藥劑脫氰法的最佳參數(shù)為CG101高效藥劑投加量0.3 g/L、反應(yīng)pH值在6.5～7.5、反應(yīng)時間20 min，1 ‰陰離子絮凝劑投加量1 mL/L，沉降時間60 min。

3）CG101高效藥劑脫氰法處理某礦山低濃度含氰廢水工程運行穩(wěn)定，處理后廢水中總氰化合物質(zhì)量濃度滿足GB 3838—2002 《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

[參 考 文 獻]

[1] 萬志鵬.含氰廢水處理研究進展[J].山東化工，2019，48（11）：34-35.

[2] 黃仕源，周珉，王曉青，等.過氧化氫氧化法處理低濃度含氰廢水的研究[J].環(huán)境工程，2013，31（增刊1）：25-27，53.

[3] 郭雪婷，降向正，朱軍章，等.某黃金企業(yè)氰化貧液深度處理技術(shù)研究[J].黃金，2019，40（11）：64-67.

[4] 任小軍，李彥鋒，趙光輝，等.工業(yè)含氰廢水處理研究進展[J].工業(yè)水處理，2009，29（8）：1-5.

[5] 李德永，武麗麗.含氰廢水的處理方法[J].山西化工，2005，25（2）：18-20，73.

[6] 郭雪婷，劉強，倪燕群，等.某黃金礦山氰渣脫氰處理方法試驗研究[J].黃金，2020，41（11）：77-79.

[7] 李雪萍，鐘宏，周立，等.含氰廢水處理技術(shù)研究進展[J].化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)，2012，33（2）：17-23.

[8] 劉強，張宇.高效破氰藥劑應(yīng)用試驗研究[J].黃金，2019，40（1）：76-82.

Experimental research and industrial application

of low-concentration cyanide-containing wastewater treatment in a mine

Guo Xueting，Liu Xiaohong，Liu Qiang，Zhang Yu，Ding Cheng

（Changchun Gold Research Institute Co.，Ltd.）

Abstract：The low-concentration cyanide-containing wastewater in a mine is deprived of cyanide with 3 methods：CG101 efficient reagent cyanide removal method，hydrogen peroxide oxidation method，ferrous sulfate precipitation method.With the same reagent dosage，CG101 efficient reagent cyanide removal method performs the best.The test conditions are optimized and the industrial application is finally realized.The results of engineering application show that CG101 efficient reagent cyanide removal method runs stably，and the mass concentration of total cyanide compound after treatment meets Grade Ⅱ standard limit value according to GB 3838—2002 Environmental Quality Standards for Surface Water.

Keywords：cyanide-containing wastewater;CG101 efficient reagent;total cyanide compound;cyanide removal;flocculant