矿山污泥脱水设备及黄金行业含氰废水处理方法详解

矿山污泥脱水设备及黄金行业含氰废水处理方法详解

矿山污泥脱水设备

金矿选矿含氰废水处理工艺-矿山污泥脱水设备

1.含氰废水的处理方法

据不完全统计，含氰废水的处理方法有20多种，可分为破坏氰化物、将氰化物转化为低毒物质和回收氰化物三大类。破坏氰化物的方法有碱性氯化法、二氧化硫-空气氧化法、过氧化氢氧化法、活性炭催化分解法、臭氧氧化法、电解法、高温分解法、汽提曝气法、微生物分解法、自然净化法等；将氰化物转化为低毒物质的方法有内电解法、铁盐沉淀法、多硫化物法等；回收氰化物的方法有酸回收法、离子交换法、电渗析法、乳化液膜法、铜盐或锌盐沉淀法、废水或贫液循环法等。这些方法有的已用于工业生产，有的还处于实验室研究阶段。

2.黄金行业含氰废水处理主要方法分析

我国黄金行业处理氰化物的方法主要有碱性氯化法、活性炭催化分解法、自然净化法和酸回收法，近年来开始采用二氧化硫-空气氧化法。

2.1 碱性氯化法

2.1.1 碱性氯化法的原理

利用氯的强氧化性把氰化物氧化分解成低毒或无毒物质的方法叫碱性氯化法。氯与氰化物的化学反应，根据氯的加入量不同，有两种结果。在控制反应条件时，特别是氯的加入量一定时，氰化物只被氧化成氰酸盐，这种现象叫氰化物的部分氧化或不完全氧化：

CN-+ClO-+H2O=CNCl+2OH-

生成的CNCl在碱性条件下水解：CNCl+2OH-=CNO-+Cl-+H2O

当加入的氯气量增多时，生成的氰酸盐被氧化成无毒的氮和碳酸盐，称为氰化物的完全氧化。此反应是在局部氧化的基础上完成的：

2CNO-+3ClO-+H2O=2HCO3-+N2+3Cl-

通过调节反应pH值在9～11之间，可将废水中氰化物含量降至0.5mg/L以下，反应控制在氰化物不完全氧化阶段，这称为碱性氯化一级处理工艺，我国黄金行业几乎全部采用此工艺。

2.1.2 碱性氯化法的优点

1）碱性氯化法是一种成熟的方法，在工艺设备等方面有丰富的经验，投资少，工艺和设备简单，操作方便。

2）经碱性氯化处理后，氰化物可降至0.5mg/L甚至更低，氰酸盐可进一步水解，生成无毒物质。

2.2 活性炭催化分解法

2.2.1活性炭催化分解法原理

活性炭对氰化物具有很强的吸附能力。虽然活性炭可以吸附氰化物，但使用活性炭去除氰化物的方法主要有三种：氧化、水解和汽提。根据条件，其中一种或两种去除氰化物的方法可能是有效的。

2.2.2 氰化物在活性炭上的氧化

当活性炭同时与废水和空气接触时，空气中的氧气被吸附在活性炭上，比水中溶解氧高出几千倍，氧气在活性炭表面发生化学吸附，形成过氧化物和羟基酸功能团，构成活性表面。

O2+2H2O+2e──→H2O2+2OH-

由于活性炭吸附氧气的过程会产生H2O2，而活性炭上氰化物浓度远高于废水中的氰化物浓度，在活性炭表面会发生过氧化氢氧化氰化物的反应，而H2O2又可将氰化物氧化成氰酸盐。

2.2.3 氰化物在活性炭上的水解

吸附在活性炭上的氰化物在缺氧条件下发生水解反应，生成甲酸铵：HCN+H2O=。此反应在水溶液中不明显，但活性炭的作用明显加快了反应速度。生成的甲酸铵在加热时分解为CO和NH3。

2.2.4 活性炭的填充作用

如果不考虑活性炭的本征特性而仅将其作为填料，由于活性炭的亲水性比其他填料好得多，所以用活性炭组成的填料塔是一个良好的HCN汽提塔。当向废水中通入气体时，HCN会从液相中逸出进入气相，并被气流带走。

2.2.5活性炭催化分解法的优点

1）可以回收废水中微量金、银，具有良好的经济效益。

2）投资小，成本低，工艺设备简单，操作管理方便。

2.3 自然净化法

2.3.1 自然净化原理

研究表明，自然净化至少是曝气、光化学反应、共沉淀和生物分解四种效应的结合。

2.3.1.1 曝气

含氰废水与大气接触时，大气中的SO2、NOx、CO2会被废水吸收，造成废水pH值下降：

CO2+OH-→HCO3-, SO2+OH-→HSO3-

随着废水pH值的降低，废水中的氰化物容易形成HCN：

CN-+H+→HCN

由于HCN在空气中极小，废水中的所有HCN都会逸散到大气中。

2.3.1.2 光化学反应

亚铁氰化物及亚铁氰化物离子在光照下分解成游离氰化物，分解出的游离氰化物不断被氧化、水解并释放到空气中，达到降低废水中氰化物浓度的目的。

2.3.1.3 共沉淀

废水中的亚铁氰化物还会形成Zn2Fe(CN)6、Pb2Fe(CN)6等沉淀，这些沉淀与Cu(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3、CaSO4等凝聚并沉至水底，从而达到去除重金属和氰化物的效果。

2.3.1.4 生化反应

当尾矿废水中氰化物浓度很低时,废水中的解氰微生物会逐渐繁殖,利用氰化物作为碳源和氮源,将氰化物分解为碳酸盐和硝酸盐。2.4酸化恢复法和二氧化硫-空气氧化法

酸回收法只适用于高浓度含氰废水（1000～/L）的处理，当氰化物浓度较低时，处理成本高于回收价值。四方金矿尾矿库含氰废水总氰化物浓度小于40mg/L，不适用此法。含氰废水经二氧化硫-空气氧化法处理后，COD升高，需二次处理后方可排放，此法同样不适用。以上两种方法的原理这里就不分析了。

正常情况下，金矿选矿澄清水、渗出水全部回用生产系统，目前回水处理系统运行良好，为确保达标排放，并在发生事故时最大限度降低外排水CN-浓度，提出以下建议：

1）从反应动力学角度，碱性氯化工艺采用全返混反应器，为将CN-浓度降至0.5mg/L以下甚至更低，在总反应时间或搅拌槽有效容积一定的情况下，采用若干个小容积搅拌槽串联使用，其处理效果远优于采用一个大容积搅拌槽。由于氯气氧化氰化物的反应速度很快，设置3个以上反应器意义不大，因此可设置两个搅拌槽，一旦发生事故，将两者串联使用，漂白粉只在第一个搅拌槽中加入，第二个搅拌槽无需加入，即可完成反应。详情可参考更多相关技术文献。

2）反应时间为0.5～1.5小时，反应罐搅拌速度控制在400～。

3）漂白粉不能盲目添加，用量过少处理效果差，否则造成浪费，理论氯添加比为Cl2/CN-=2.73（重量比，将漂白粉折算成Cl2）。

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