含氰废水酸化工艺优化与应用.pdf
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1、 年第 期 第 卷黄金 安 环 与 分 析 含氰废水酸化工艺优化与应用收稿日期:;修回日期:作者简介:姜凯文(),男,工程师,从事金银精矿氰化浸出技术研究工作;:姜凯文,李寿江,王兆平,杨新华,秦广林(山东黄金冶炼有限公司;山东黄金矿业科技有限公司选冶实验室分公司)摘要:某黄金冶炼公司氰化提金过程中产生的含氰废水采用酸化工艺处理,回收其中的铜和氰化物后,返回氰化水系利用。通过对酸化工艺 条件进行优化,铜回收率提高至 ,同时提高了硫氰根离子脱除率;通过研发氯化钙快速沉淀技术,降低了返回氰化水系中的硫酸根离子质量浓度。优化后酸化工艺应用后,氰化水系中硫酸根离子质量浓度降低了 ,硫氰根离子质量浓度降
2、低了 ,明显改善了氰化浸出工艺的生产条件,尤其是硫酸根离子质量浓度降低至 ,缓解了硫酸钠结晶对冬季生产的影响。关键词:含氰废水;氰化水系;酸化;氯化钙;硫酸根离子;硫氰根离子中图分类号:文章编号:()文献标志码:引言氰化提金过程产生的含氰废水不宜直接排放,需循环利用 。酸化工艺是含氰废水常用的处理工艺,适用于含高浓度氰化物、铜等重金属离子废水的处理,能够回收废水中的氰化物、铜等有价组分 。某黄金冶炼公司生产过程中产生的含氰废水含铜约 、总氰化合物约 、硫氰根离子约 ,属于极高浓度的含氰废水 ,采用 工艺处理后,铜能够降低至 左右,但对硫氰根离子脱除效果不佳。同时,酸化工艺引入大量硫酸根离子,冬
3、季易发生硫酸钠结晶影响生产。通过对酸化工艺进行 梯度试验并对产出的沉淀进行 分析,确定酸化工艺最佳 值为 ,实 际 生 产 铜 质 量 浓 度 由 降 低 至 ,铜回收率由 提高至 ;硫氰根离子脱除率由 提高至 。氯化钙快速沉淀技术的研发与应用,优化了常规酸化工艺中和阶段反应效率,中和液中硫酸根离子脱除率达到 ,缓解了因硫酸用量增加导致的硫酸盐富集问题。优化后的酸化工艺取得了良好效果,为黄金氰化企业,尤其是废水“零排放”企业提供了技术参考,且社会、经济、环保效益显著。酸化工艺 优化 工艺是长春黄金研究院有限公司自主研发的用于处理极高浓度含氰废水的工艺,其基本原理为:在酸性条件下挥发,通过与 产
4、生 沉淀脱除。目前,铜回收率较低、脱除效果不佳,可能的原因包括 点:)酸度。根据热力学研究,不同酸化 导致生成的沉淀物种不同。目前,酸化 值控制标准为 ,产生的沉淀为 及 。如果将酸化液 进一步降低,则有可能使沉淀主要以 形式沉淀,从而达到将废水中铜和硫氰根离子同时脱除的目的。)铜离子与硫氰根离子含量比。试验立足于在保持铜离子脱除率的同时,尽量通过贫液中铜脱除硫氰根离子。综合考虑,对酸化处理过程中的酸用量进行试验,考察酸化法回收铜和脱除硫氰根离子的最佳 。硫酸用量对脱除率的影响含氰废水进行酸化处理时,硫酸用量对各成分脱除率的影响见图 。图 硫酸用量对脱除率的影响随着硫酸用量从 增加至 ,酸化液
5、 安 环 与 分 析黄金值逐渐从 降低至 以下。从图 可以看出:铜脱除率随硫酸用量增加先迅速提高,并在硫酸用量为 时达到最高,此时酸化液 值约为 ;继续增加硫酸用量,铜脱除率无变化。硫氰根离子脱除率在硫酸用量为 时达到最高();硫酸用量增至 时,硫氰根离子脱除率下降至 。不同成分脱除率在改变硫酸用量情况下产生了明显差别。当硫酸用量为 时,铜脱除率非常低(),而铁脱除率高于 ;当硫酸用量高于 后,铜脱除率约为 ,而铁脱除率则从 降低至 ;原因可能为硫酸用量较少时,铜、铁、氰根离子主要以 ()、()形式脱除。例如:硫酸用量为 时,铜、铁、氰根离子脱除率均接近或达到最高值,而硫氰根离子脱除率极低;但
6、随着硫酸用量的增加,各成分主要以 或 形式脱除,因此铁脱除率逐渐下降,而铜、硫氰根离子脱除率逐渐提高。为了验证以上分析结果,对沉淀进行了 射线荧光光谱()分析。硫酸用量对沉淀成分的影响含氰废水在酸化过程中均产生了沉淀,试验对不同硫酸用量下产生的沉淀进行了化学成分分析,结果见图 。沉淀 分析结果见图 。图 硫酸用量对沉淀成分的影响从图 可以看出:化学分析法与 分析法测定结果虽存在一定差别,但整体趋势非常相似。沉淀中铜、硫元素含量随着硫酸用量的增加单调上升,而铁元素含量则单调下降。这证明硫酸用量对于酸化沉淀种类具有明显的调控作用。在低硫酸用量条件下,铜、铁含量较高,而硫含量较低,说明此时沉淀可能主
7、要以 ()、()形式存在;在高硫酸用量条件下,铜、硫含量均较高,而铁含量较低,说明此时沉淀可能以 或 为主。从图可以看出:当硫酸用量为 时,沉淀的射线衍射峰强度很低,说明沉淀物结晶度不高,部分沉淀仍为无定型形态。随着硫酸用量的增加,沉淀特征峰强度增强,说明高硫酸用量条件下沉淀结晶度图 不同硫酸用量条件下沉淀 谱图变好。对各谱图的特征峰进行物相分析发现,硫酸用量 时,沉淀主要以碱式碳酸铜()和铁氰化合物()形式存在;当硫酸用量进一步增加时,沉淀主要以 形式存在。分析结果与成分脱除率、沉淀成分分析结果一致,说明酸化过程中通过控制硫酸用量能有效控制含氰废水中各成分的脱除率及脱除形式。工艺优化前酸化渣
8、 分析结果见图 。从图 可以看出:酸化渣为结晶度较差的碱式碳酸铜和铁氰化合物沉淀,与硫酸用量低于 产生的沉淀类型一致。这说明目前酸化沉淀步骤中硫酸用量明显不足,在该硫酸用量条件下,铜主要通过与铁和氰根离子发生反应而沉淀,导致酸化工艺中硫氰根离子脱除率低。根据试验结果,通过增加酸化沉淀步骤中硫酸用量,能改变沉淀成分并提高铜、硫氰根离子的脱除率,从而缓解溶液中硫氰根离子累积的问题。图 优化前酸化渣 谱图 酸化 控制以现场含氰废水为研究对象,采用硫酸调节不同酸化 ,考察 对铜脱除率和硫氰根离子脱除率的影响,并选择合适的 ,保证铜、硫氰根离子的脱 年第 期 第 卷安 环 与 分 析 除率。梯度试验结果
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