CN103086548A - 一种含氰尾矿浆无害化综合处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含氰尾矿浆无害化综合处理方法，该方法是由矿浆浓缩、降氰预处理和氧化三个步骤组成；矿浆浓缩：是利用浓密设备提升矿浆浓度到50%，浓密后的上清液回用于选厂工艺，浓密原理是利用重力沉降进行固液分离；降氰预处理是向浓缩后的矿浆中投加降氰药剂；氧化是采用常用的氧化法进行氧化，同时，在氧化阶段投加活性炭；浓缩回收了有用的氰化物，降低了后续处理的负荷；降氰预处理降低了氧化部分的氰化物负荷，固定了铁氰等难氧化氰化物，节省了氧化剂；矿浆在氧化处理时，达标容易，并且稳定；处理达标的尾矿渣是一般固体废物。

Description

一种含氰尾矿浆无害化综合处理方法

技术领域

本发明涉及一种含氰尾矿浆的处理方法，特别涉及一种含氰尾矿浆无害化综合处理方法。

背景技术

黄金矿山应用***浸金、活性炭吸附是目前的主流提金工艺，其产生的含氰尾矿浆在堆放过程中对自然环境具有危害性，需要对其进行无害化处理。

1、含氰尾矿浆无害化处理技术现状和发展趋势

含氰尾矿浆的无害化处理研究近年来逐渐被重视，其处理途径有两类，一类是对尾矿浆压滤，滤渣干堆，滤液进行综合处理，处理后回用或达标排放；另一类是尾矿浆直接处理，方法基本是破坏氰化物，方法有因科法、碱性氯化法、臭氧氧化法等。前者由于泥水分离，氰化物容易处理，技术成熟，控制简易，但由于压滤成本高，难以在大型矿山推广应用。黄金行业的发展趋势是向着大规模处理量发展，与之相应的，含氰尾矿浆无害化处理的发展趋势朝着直接处理的方向进步。

2、含氰尾矿浆处理技术优缺点

含氰尾矿浆由于其氰化物浓度属于低浓度范围，一般不对其中的氰化物进行回收，而是直接进行氧化破坏。研究应用较多的有因科法、氯氧化法、臭氧氧化法等。

(1)因科法

因科法是一项成熟的处理氰化物的技术，该方法有着处理成本低，操作方便和处理效果好的特点，其除氰过程是将焦亚硫酸钠或者二氧化硫与空气按一定比例定量充入含氰尾矿浆中，用二价铜做催化剂，控制反应pH在7.5～10之间，反应产物为氰酸盐和硫酸，氰酸盐在一定条件下转化为碳酸盐和氨。

因科法的优点：

①能把废水中总氰化物(CN_T ^-)降低到0.5mg/L。

②去除废水中重金属的效果较好，在车间排放口除铜有时超标外，其它重金属均达标。

③工艺过程比较简单，可人工控制，也可自动控制，均可取得满意的处理效果。

④当催化剂适量时，反应速度较快，可在0.5～1.0小时内完成反应。

⑤处理后废水组成简单，对受纳水系影响小，给废水循环使用创造了条件。

⑥不氧化硫氰化物、药耗低，从处理成本方面考虑，也可算是一个优点。因科法的缺点：

①反应过程如果pH值过低，会逸出HCN和SO₂，而且残氰高；pH值过高时，残氰也高，因此对反应pH值的控制要求严格；氰化矿浆和废水中有铁氰时，难以氧化达标。

②车间排放口铜离子有时超标，但尾矿库溢流水铜不会超标。

③产生的氰酸钠水解慢，废水在尾矿库停留时间需长些，否则废水仍具有一定毒性。

④可能需要加催化剂铜盐-宝贵的有色金属被消耗。

⑤电耗高，一般是氯氧化法的3~5倍。

⑥影响处理效果的因素多，反应pH值、催化剂加量、二氧化硫加量、充气量及空气弥散程度等。

⑦使用液体、气体二氧化硫时，设备的腐蚀问题不容忽视，催化剂硫酸铜溶液对铁的腐蚀极大，应特别注意。

⑧当废水含砷时，由于二氧化硫把砷还原为低价，导致砷的去除率下降，排水砷可能超标。

⑨属于破坏氰化物的方法，无经济效益，废水中贵金属、重金属不能回收。

(2)氯氧化法

处理含氰废水最传统的工艺为氯氧化法，也是最早在国内应用的方法，该方法在含氰尾矿浆处理领域也有应用，其除氰过程是将氯系氧化剂定量投入含氰尾矿浆中，控制反应pH在10-11之间，反应速度很快，产物为氰酸盐，氰酸盐在一定条件下转化为碳酸盐和氨。

氯氧化法的优点：

①是一种成熟的方法，在工艺设备等方面都积累了丰富的经验。

②氰化物可降低到0.5mg/L甚至更低。

③有毒的重金属生成难溶沉淀物，排水含重金属浓度达符合国家规定的排放标准。

④如果废水中含砷，氯把三价砷氧化为五价砷，进而形成更难溶的砷酸钙而除去，砷可达标。

氯氧化法的缺点：

①处理废水过程中如果设备密闭不好,CNCl逸入空气中，污染操作环境。

②不能破坏亚铁氰络物和铁氰络物中的氰化物，也不能使其形成沉淀物而去除，故总氰有时较高，尤其是处理金精矿氰化厂贫液时，由于贫液含铁高，可释放氰化物很难降低到0.5mg/L以下。总氰化物含量更高。

③当用漂白粉或漂粉精处理高浓度含氰废水时，由于用量大，废水中氯离子浓度高，与铜形成络合物，使铜超标。

④排水氯离子浓度高，使地表水和土壤盐化、水利设施腐蚀。

⑤氯离子浓度高时使钙、镁大量溶解，废水从尾矿库渗漏出来后，污染地下水，使地下水中钙、镁、氯浓度大为增高，严重地影响水的功能，严重时不能饮用、不能灌溉农田。

⑥氯系氧化剂尤其是液氯的运输和使用有一定的危险性，因氯泄漏造成的人畜中毒、农田及鱼塘受危害的事故在其它行业时有发生。

⑦近年来氯产品价格上涨，处理成本高。

我国贵港市金地矿业有限责任公司和张家口金矿等使用该法处理其含氰尾矿浆。由于氯氧化法存在处理费用高、容易释放氯气和氯化氰等有毒气体，会带来潜在环境风险，国外主要产金国家采用该工艺的提金厂大幅减少。

(3)臭氧氧化法

臭氧是一种清洁的氧化剂，具有极强的氧化性能，可以很容易的将有毒的氰化物氧化成低毒的氰酸盐。近年来，随着臭氧技术的发展和成熟，臭氧发生设备的制造成本和单位臭氧的发生费用已降低到可经济利用水平。目前，在处理含氰废水领域已经有有成功应用，其除氰过程是将臭氧化气体定量通入含氰废水中，控制反应pH在10-11之间，反应速度很快，产物为氰酸盐，氰酸盐在一定条件下转化为碳酸盐和氨。

臭氧氧化法处理含氰废水，技术上主要利用空气使其转化成臭氧充入到含氰废水中，同时，充分利用射流曝气技术，实现臭氧氧化反应，从而达到除氰的目的。

臭氧氧化法的优点：

①原料易得，对于边远山区的氰化厂尤为有利。

②使用清洁的氧化剂，不向废水中引入其它离子，有利于废水循环。

③处理每立方米含氰废水其成本仅为碱氯法的1/3。

臭氧法缺点：

①适应性差，臭氧法仅适于处理CN^-含量小于30mg/L的澄清液，而黄金氰化厂废水大多为矿浆，而且CN^-含量在80mg/L以上，故这种方法只能做为二级处理方法。

②投资大，臭氧发生器以及空气除尘、除水分设备价格较高。

③电耗大，每生产1kg臭氧耗电15～20kwh，而50t/d全泥氰化厂每天需臭氧100公斤以上，相当于增加电容量100kw。与目前废水处理电容量15kw相比，用电过大，由于电力投资大，电费价高，处理成本必然高，难与二氧化硫─空气氧化法和氯氧化法相竞争。

④氧化过程无选择性，当废水中还原性物质如SCN^-、SO₃ ^2-等时，臭氧耗量更大。

⑤臭氧发生器设备复杂，维修困难，对操作者要求高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的黄金行业使用的含氰尾矿浆无害化综合处理方法，本发明解决了目前含氰尾矿浆直接处理难度大，达标处理成本高，达标不稳定的环保治理问题。本发明解决含氰尾矿浆的达标排放和安全堆放问题

本发明之方法是由矿浆浓缩、降氰预处理和氧化三个步骤组成；

矿浆浓缩：是利用浓密设备提升矿浆浓度到50%，浓密后的上清液回用于选厂工艺，高浓度矿浆进入下一步处理流程，浓密原理是利用重力沉降进行固液分离；

降氰预处理：在浓缩后的矿浆中投加浓硫酸，调整其pH<12，然后投加1^#降氰药剂和2^#降氰药剂，2^#降氰药剂投加量0.25kg/m³矿浆，1^#降氰药剂投加量根据水质情况调整，使得降氰后矿浆的pH6~8，一般1^#降氰药剂的投加量是3kg/m³矿浆，进行搅拌反应，矿浆在降氰预处理步骤的停留时间2~3h，降氰预处理使得矿浆中的氰化物含量大幅降低；降氰完毕后，在氧化步骤之前，向矿浆中预通空气，给矿浆中充氧，充气量在6m³空气/m³矿浆；所述的1^#降氰药剂是硫酸亚铁；所述的2^#降氰药剂是硫酸锌；

降氰原理描述如下：

向尾矿浆中投加2^#降氰药剂和1^#降氰药剂后，水相中的游离氰被1^#降氰药剂转化成络合氰，与水相中原有的络合氰被降氰药剂1^#和2^#降氰药剂固定在尾矿浆中，通过固定作用，水相中氰化物的量大幅度削减，并且难以氧化破坏的氰化物如铁氰络离子，也基本被处理干净。

氧化：采用因科法或臭氧氧化法或氯氧化法或双氧水氧化法，同时，在氧化阶段投加提金用的活性炭，增强氧化效果。炭具有一定的辅助氧化作用，能强化氧化法的氧化效果。同时，炭还具有吸附作用，能回收一部分尾矿浆中的金。

本发明的有益效果：

1、浓缩技术特点

含氰尾矿浆经过浓缩处理后，将回用约30%有用的氰化物，同时，待处理的氰化物负荷将削减约30%，一举两得。

2、降氰预处理技术

降氰预处理技术是针对直接处理矿浆时其它处理方法面临的诸多困难开发的新技术，通过加入2^#降氰药剂和1^#降氰药剂将矿浆中的氰化物固定在矿浆中，使得残余在水相中的氰化物浓度在20mg/L以内，并且基本上是游离氰，容易处理，与其他技术联用，具有诸多优点。

①经过降氰预处理后，含氰尾矿浆水相中的氰化物浓度在20mg/L以内，且基本上是游离氰，特别容易处理。

②解决了单独使用因科法、碱氯法、臭氧氧化法处理含氰尾矿浆，矿浆中有铁氰时，氰化物难以处理达标的困难。

③降氰预处理成本较低，吨矿石处理成本在5元左右。

④由于经过降氰预处理后，余氰很少，氧化处理需要的氧化剂很少，与因科法联用，大大缓解了SO₂溢出的问题，与臭氧氧化法联用，大幅削减了臭氧的用量。

3活性炭辅助氧化技术

在氧化阶段投加活性炭，活性炭具有一定的辅助氧化作用，能强化氧化法的氧化效果，同时，炭还具有吸附作用，能回收一部分尾矿浆中的金。

具体实施方式

本发明之方法是由矿浆浓缩、降氰预处理和氧化三个步骤组成；

矿浆浓缩：

利用浓密设备提升矿浆浓度到50%，浓密后的上清液回用于选厂工艺，高浓度矿浆进入下一步处理流程。

降氰预处理：

在浓缩后的矿浆中投加浓硫酸，调整其pH<12，然后投加1^#降氰药剂和2^#降氰药剂，2^#降氰药剂投加量0.25kg/m³矿浆，1^#降氰药剂投加量根据水质情况调整，使得降氰后矿浆的pH6~8，一般1^#降氰药剂的投加量是3kg/m³矿浆，进行搅拌反应，矿浆在降氰预处理步骤的停留时间2~3h，降氰预处理使得矿浆中的氰化物含量大幅降低；降氰完毕后，在氧化步骤之前，向矿浆中预通空气，给矿浆中充氧，充气量在6m³空气/m³矿浆；所述的1^#降氰药剂是硫酸亚铁；所述的2^#降氰药剂是硫酸锌；

氧化：

降氰预处理完毕的矿浆采用因科法或臭氧氧化法或氯氧化法或双氧水氧化法进行氧化处理，同时，在氧化阶段投加提金用的活性炭，增强氧化效果，矿浆在氧化步骤的停留时间2~3h。活性炭具有一定的辅助氧化作用，能强化氧化法的氧化效果。同时，炭还具有吸附作用，能回收一部分尾矿浆中的金。所述的因科法、臭氧氧化法、氯氧化法和双氧水氧化法是常规方法，不再详细描述。

实施例：

采用本发明对某金矿实际生产过程中产出的含氰尾矿浆进行“矿浆浓缩+降氰预处理+因科法氧化”综合处理扩大试验，处理量240m³/d，含氰尾矿浆处理结果见表1，含氰尾矿浆毒性浸出结果见表2、3和4。

表1  含氰尾矿浆处理后水质结果   单位：mg/L

表2  翻转振荡法    单位：mg/L

样品号

平行样1

平行样2

分析结果CNT	0.23	0.29
			浸出毒性鉴别标准值CNT	5	5

表3  硫酸硝酸法     单位：mg/L

表4  水平振荡法    单位：mg/L

Claims (1)

1.一种含氰尾矿浆无害化综合处理方法，该方法是由矿浆浓缩、降氰预处理和氧化三个步骤组成；

矿浆浓缩：是利用浓密设备提升矿浆浓度到50%，浓密后的上清液回用于选厂工艺，高浓度矿浆进入下一步处理流程，浓密原理是利用重力沉降进行固液分离；

降氰预处理：向浓缩后的矿浆中投加浓硫酸，调整其pH<12，然后投加1^#降氰药剂和2^#降氰药剂，2^#降氰药剂投加量0.25kg/m³矿浆，1^#降氰药剂投加量根据水质情况调整，使得降氰后矿浆的pH 6~8，进行搅拌反应，矿浆在降氰预处理步骤的停留时间2~3h，降氰完毕后，在氧化步骤之前，向矿浆中预通空气，给矿浆中充氧，充气量在6m³空气/m³矿浆；所述的1^#降氰药剂是硫酸亚铁；所述的2^#降氰药剂是硫酸锌；

氧化：采用因科法或臭氧氧化法或氯氧化法或双氧水氧化法，同时，在氧化阶段投加提金用的活性炭。