CN103523964A

CN103523964A - 含氰尾矿浆o&r无害化处理工艺

Info

Publication number: CN103523964A
Application number: CN201310507284.9A
Authority: CN
Inventors: 范亚锋; 李哲浩
Original assignee: Changchun Gold Research Institute
Current assignee: Changchun Gold Research Institute
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2014-01-22

Abstract

本发明公开了一种含氰尾矿浆O&R无害化处理工艺，是由矿浆浓缩步骤、2R处理步骤和氧化步骤构成；所述的矿浆浓缩步骤是利用浓密设备提升矿浆质量百分比浓度到50%～55%；所述的2R处理步骤是将强碱性阴离子交换树脂按10g/L～30g/L的投加量加入到浓缩后的尾矿浆中，去除掉尾矿浆中的（亚）铁氰化物；同时具有金的回收作用。所述的氧化步骤是采用臭氧氧化法，氧化分两个阶段，第一阶段氧化在2R处理前，通过臭氧氧化处理掉大部分的可释放氰化物、硫氰根离子、还原性物质，使可释放氰化物浓度低于30mg/L，硫氰根离子浓度低于10mg/L。第二阶段氧化在2R处理后，通过臭氧氧化处理掉剩余的氰化物，使得氰化物的总浓度低于0.5mg/L；在氧化阶段投加活性炭、硫酸铜，增强氧化效果；炭还具有吸附作用，能回收一部分尾矿浆中的金。

Description

含氰尾矿浆O&R无害化处理工艺

技术领域

黄金矿山普遍应用氰化钠浸金，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，本发明将解决含氰尾矿浆的达标排放和安全堆放问题。O&R的意思是臭氧和树脂，其中O—臭氧，R——树脂。

背景技术

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，CNC1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。

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含氰尾矿浆O&R无害化处理工艺，该工艺是一种彻底的含氰尾矿浆无害化的处理工艺，一方面解决含氰尾矿浆处理稳定达标难，处理成本高的问题，另一方面使得处理后的尾矿渣达到一般固体废物中的Ⅰ类固废，彻底解决其安全堆放的困难。

本发明针对不同类型的氰化物及氰化物的衍生物采取分段处理，使得经过其处理的含氰尾矿浆中的氰化物和重金属等指标达到了《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级标准，并且经过该工艺处理达标的尾矿渣是一般固体废物中的Ⅰ类固废。

本发明是由矿浆浓缩步骤、2R处理步骤和氧化步骤构成；

所述的矿浆浓缩步骤是利用浓密设备提升矿浆质量百分比浓度到50%～55%，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。

所述的2R处理步骤是将强碱性阴离子交换树脂按10g/L～30g/L的投加量加入到浓缩后的尾矿浆中，去除掉尾矿浆中的（亚）铁氰化物；

所述的氧化步骤是采用臭氧氧化法，氧化分两个阶段，第一阶段氧化在2R处理前，通过臭氧氧化处理掉大部分的可释放氰化物、硫氰根离子、还原性物质，使可释放氰化物浓度低于30mg/L，硫氰根离子浓度低于10mg/L。第二阶段氧化在2R处理后，通过臭氧氧化处理掉剩余的氰化物，使得氰化物的总浓度低于0.5mg/L。同时，在氧化阶段投加活性炭、硫酸铜，增强氧化效果。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、2R处理技术

2R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，通过投加2R处理专用强碱性阴离子交换树脂将矿浆中难以氧化处理的氰化物吸附在强碱性阴离子交换树脂上，而后通过装置将强碱性阴离子交换树脂与矿浆分离，达到将难氧化处理的氰化物从矿浆体系中去除的效果。

2R处理技术与其他技术联用，具有诸多优点：

①经过2R处理后，含氰尾矿浆水相中的（亚）铁氰浓度在0.3mg/L以内，其余基本上是游离氰，容易处理。

②2R处理对矿浆物化性质适应性较强，基本不需要前处理和矿浆性质的调整。

③2R处理成本较低，吨矿石处理成本低于1.50元，而且具有回收矿浆中金的作用。

3活性炭辅助氧化技术

在氧化阶段投加活性炭，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

本发明是由矿浆浓缩步骤、2R处理步骤和氧化步骤构成；

所述的矿浆浓缩步骤是利用矿浆浓密设备提升矿浆质量百分比浓度到50%～55%，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。

氧化法2R处理步骤的氧化步骤

在浓缩后的矿浆中投加浓硫酸，调整其pH在9～10，然后投加氧化药剂，氧化药剂量与氰化物和其它还原类物质的量相匹配。

氧化法2R处理步骤

经过一段氧化处理后的矿浆中，将强碱性阴离子交换树脂按10g/L～30g/L的投加量加入矿浆中，搅拌处理1h，处理完毕的矿浆进入下一个工段继续处理，失效的2R强碱性阴离子交换树脂经过再生后继续使用。

氧化法2R处理步骤的氧化步骤

经过前氧化和2R处理的矿浆，再投加少量氧化剂，活性炭和硫酸铜，氧化药剂量少于0.2g/L矿浆，活性炭用量在10～25g/L矿浆，硫酸铜量少于0.25g/L矿浆，充分反应，即可使得矿浆中氰化物和重金属达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级标准。

实例

采用本发明工艺流程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+O&R法”处理试验，处理量10L/h，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、表3。

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

表3 水平振荡法单位：mg/L

Claims

1.一种含氰尾矿浆O&R无害化处理工艺，该工艺是由矿浆浓缩步骤、2R处理步骤和氧化步骤构成；

所述的矿浆浓缩步骤是利用浓密设备提升矿浆质量百分比浓度到50%～55%，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；

所述的氧化步骤是采用臭氧氧化法，氧化分两个阶段，第一阶段氧化在2R处理前，通过臭氧氧化处理掉大部分的可释放氰化物、硫氰根离子、还原性物质，使可释放氰化物浓度低于30mg/L，硫氰根离子浓度低于10mg/L；第二阶段氧化在2R处理后，通过臭氧氧化处理掉剩余的氰化物，使得氰化物的总浓度低于0.5mg/L；同时，在氧化阶段投加活性炭、硫酸铜，增强氧化效果；炭还具有吸附作用，能回收一部分尾矿浆中的金。