CN1055903C

CN1055903C - 离子交换法处理含氰废水工艺

Info

Publication number: CN1055903C
Application number: CN96106396A
Authority: CN
Inventors: 高大明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 2000-08-30
Anticipated expiration: 2016-06-11
Also published as: CN1141886A

Abstract

本发明属于黄金工业中的一种含氰废水处理工艺方法，这种用离子交换法处理含氰废水工艺的特征在于将废水中吸附能力较强的阴离子在通过离子交换树脂时，与树脂上的可交换的阴离子进行离子交换，最终使废水中的杂质吸附在树脂上，而树脂上的阴离子被取代进入处理后废水中，废水中可降低金回收率的杂质浓度大幅度降低，保证了废水循环利用，吸附了杂质的饱和树脂经过解吸得以再生，该方法投资少、效益高，减少环境污染，是一种较为理想的工艺方法。

Description

离子交换法处理含氰废水工艺

本发明属于黄金工业中的废水处理技术，特别涉及一种离子交换法处理含氰废水工艺。

目前在黄金工业生产中，要坚持经济、社会、环境三个效益同步发展，因此要想使黄金工业上一个新的台阶，真正走以内涵为主求发展的道路，就是要大搞发明创造，开展技术改造，采用先进工艺，离子交换法处理含氰废水工艺就是其中的一项新工艺。含氰废水一般根据浓度高低采用不同的处理方法，浓度高(CN^-≮700mg/L)时，一般采用投资较高的酸化回收法做第一次处理方法，用二氧化硫-空气法或自然净化法做二次处理方法，由于回收了废水中有用物质，具有较好的经济效益；浓度低(CN^-≯200mg/L)时，一般采用投资较小的氯氧化法或二氧化硫-空气法进行一次性处理，处理后的废水外排，处理成本适中也能被厂矿接受；当废水浓度为中等(700mg/L≥CN^-≥200mg/L)时，以上方法成本较高，无经济效益。

鉴于上述情况，采用即能回收氰化物又能使废水循环使用的处理方法，即可以从废水中回收有用物质又可解决废水外排时达到环境保护要求的问题，这种方法是一举两得的处理废水方法，目前这类方法有电渗析法、反渗透法、超滤法，但是由于黄金工业生产中产生的含氰废水中含有的杂质如硫氰化物、砷酸盐等浓度较高，因此上述三种方法均不能工业应用。

本发明的目的就是针对上述三种方法存在的不足，提供一种离子交换法处理含氰废水工艺。

本发明的技术构思：

离子交换法的基本原理是废水中的吸附能力较强的阴离子在通过离子交换树脂时，与树脂上的可交换的阴离子进行离子交换，最终使废水中的杂质吸附在树脂上，而树脂上的阴离子被取代下来进入处理后的废水中，其结果是废水中影响金浸出的杂质大幅度降低，废水得以循环利用；吸附了杂质的树脂在饱和后经过解吸得到再生，重新使用，解吸出来的杂质得以回收。

图1为本发明的工艺流程图

结合工艺流程图说明本发明内容：

如附图所示：(1)为吸附设备、(2)为解吸氰化物设备、(3)为HCN气体发生设备、(4)为HCN气体吸收设备、(5)为解吸铜设备、(6)为回收铜的设备。

当含氰废水进入吸附设备(1)内，经阴离子交换树脂吸附杂质后，废水中的铜、锌、铅及部份氰化物被吸附在阴离子交换树脂上，废水得以净化，然后送回氰化厂使用；吸附了杂质的饱和树脂进入解吸氰化物设备(2)内，用硫酸溶液解吸氰化物和锌，产生酸性含氰化氢解吸液，将得到的解吸液在HCN气体发生设备(3)中用空气吹脱出HCN；再将得到的HCN气体送入HCN气体吸收设备(4)，把HCN气体用烧碱溶液(5～20％NaOH)吸收，制成氰化厂所需用的氰化钠溶液，送氰化厂使用，而空气又回到HCN气体发生设备(3)中循环使用；吹脱出HCN后的解吸液又回到解吸氰化物设备(2)内解吸氰化物和锌，直到氰化物被解吸较彻底为止，用硫酸解吸后的树脂经水洗后进入解吸铜的设备(5)中，用浓度为5～20％的氨水解吸铜，得到的含铜解吸液经过回收铜的设备(6)处理得到再生，补加氨水后重复使用，得到的含铜产品可出售，经过两次解吸后的树脂再通过水洗，即可得到再生，重复使用。

本发明主要流程的工艺条件：

1、吸附工艺的条件：

吸附速度：2～15m³/h.t树脂(视杂质浓度确定)

吸附方式：当废水中含悬浮物较少时，用逆流固定床连续式的吸附设备；当废水中含悬浮物较多时，采用多级流动床或多级搅拌吸附槽逆流吸附。

吸附温度：常温

2、洗脱氰化物工艺条件：

硫酸溶液酸度PH1.5～2.5；

洗脱温度：10℃～45℃；

吸收液烧碱浓度5～20％。

3、洗脱解吸铜工艺条件：

洗脱液氨的浓度：5％～20％(当无氨水时，可用氯化铵和氢氧化钠混合液洗脱铜，氯化铵浓度20～200g/L、氢氧化钠浓度为20～50g/L。

洗脱铜方式：单槽间歇搅拌洗脱或多槽连续搅拌洗脱；

洗脱时间：单槽10-120分钟或每槽10-120分钟(视所用树脂性质而定)；

间歇洗脱时洗脱次数：2-4次(视树脂上铜浓度大小确定)。

4、吸附指标：铜≮85％、锌≮90％。

5、解吸(洗脱)指标：铜≮75％、锌≮80％

本发明的实施例：

1、低浓度含氰废水连续吸附-解吸试验结果

试验周期处理后废水组成(mg/L)

CN^- Cu⁺ Zn⁺ SCN^-

原废水 328 64 115 150

1 38 8.5 15 80

2 10.7 10 22 90

3 23 21 28 110

4 67 18 20.7 150

5 22 14.6 27 120

6 43 15 25 110

去除率(％)- 77.5 80 -

经六次试验，树脂上氰化物的平均吸附容量为50KgNaCN/t、铜为8kg/t、锌为14.7kg/t，硫氰化物被铜和锌取代下来，故去除率不高，但硫氰化物不影响金的浸出和置换。

从上述实施例可知，经六次试验，树脂对废水中杂质的去除率比较稳定，因此树脂法在技术上是可行的。

2、较高浓度含氰废水连续吸附-解吸试验结果：

试验用废水组成：CN^- Cu⁺ Zn⁺ SCN^-

组份浓度(mg/L) 400 136 100 130

试验周期树脂工作容量(kg/t)

Cu Zn

1 新树脂吸附容量无代表性故未测

2 32.4 13.5

3 32.7 15.6

4 31.3 13.9

5 30 13.3

6 28.76 9.26

7 29.88 14.88

七次试验中，解吸清耗药剂如下：

消耗材料：硫酸氯化铵烧碱硫化钠

(kg/m³废水)1.0 1.0 0.8 0.15

从上述实施例中可知，经七次吸附和解吸试验，树脂的饱和容量没有变化，说明解吸法在技术上是可行的。

本发明的经济效果及其优点：

1、处理成本概算：以处理100m³废水计算

序号材料名称数量单价(元/kg) 金额(元)

1 硫酸 200kg 0.8 160

2 氨水 100kg 0.80 80

3 脱铜药剂 50kg 3.00 150

4 酸性残液处理药剂 40

5 电力 200kwh 0.60 120

6 树脂消耗 2kg 40.00 80

7 水 5m³ 4.00 20

8 人工 7人 25元 175

9 其它费用 50

10 合计 875

平均处理成本为8.75元/m³

2、经济效益概算：

设废水组成如下：

废水组成成份 CN^- Cu Au

组成成份浓度(mg/L) 350 600 200 500 0.03

回收率(％) 95 95 80 80 80

回收量(kg/m³) 0.6 1.0 0.16 0.4 0.024

单价(元/kg) 9.00 15.00 95.00

金额(元) 5.40 9.00 2.40 6.00 2.20扣除处理成本，利润为1.25元/m³～8.45/m³。

目前国内的金矿均采用氯氧化法处理中等浓度含氰废水，成本约15元/m³，而本发明的离子交换法处理废水比氯氧化法年经济效益增加40-60万元，而所用原料立足国内，具有较大的经济效益。

本发明的优点：

1、离子交换法处理含氰废水既可以使废水循环使用又可以使废水中杂质得以回收，这是目前工业上应用的其它方法在经济效益方面达不到的。

2、由于解吸方法适应性强，可以针对废水含杂质浓度的高低和废水中是否存在吸附力强杂质的实际情况，选用强碱性阴离子交换树脂或弱碱性阴离子交换树脂，选择范围较大，根据废水性质选择合适的树脂，可达到降低处理成本的目的。

3、采用硫酸做氰化物和锌的解吸剂效果好，成本低；用氨溶液解吸树脂上的铜，使铜的解吸变得很容易。

4、采用氨溶液解吸铜具有解吸效果好，成本低的优点，含铜解吸液可用萃取法生产出五水硫酸铜产品(CuSO₄·5H₂O)；也可用硫化物沉淀法，用可溶性硫化物溶液沉淀出铜渣出售，或者用蒸发法分离出铜盐出售给冶炼厂，不论采用哪种方法处理，含氨解吸液均可重新使用，解吸成本大为降低。

Claims

1、一种用离子交换法处理含氰废水工艺，其特征在于含氰废水首先进入吸附设备(1)内，经过离子交换，废水中的铜、锌、铅及部分氰化物被吸附在阴离子交换树脂上，废水得以净化，然后送回氰化厂使用；吸附了杂质的饱和树脂进入解吸氰化物设备(2)内，用硫酸溶液解吸氰化物和锌，得到的解吸液在HCN气体发生设备(3)中用空气吹脱出HCN气体；得到的HCN气体进入HCN气体吸收设备(4)，把HCN气体用烧碱溶液吸收，产生的氰化钠送氰化厂使用，而空气又回到HCN气体发生设备(3)中循环使用；吹脱出HCN的解吸液又回到解吸氰化物设备(2)进行解吸氰化物和锌；用硫酸解吸后的树脂经水洗后进入解吸铜的设备(5)中，用氨水解吸铜，得到的含铜解吸液经过回收铜的设备(6)处理得到再生，补加氨水后重复使用。

2、按照权利要求1所述的一种用离子交换法处理含氰废水工艺，其特征在于所说的吸附工艺的条件为：

吸附速度：2～15m³/h.t树脂；

吸附方式：当废水中含悬浮物较少时，用逆流固定床连续式的吸附设备；当废水中含悬浮物较多时，采用多级流动床或多级搅拌吸附槽逆流吸附；

吸附温度：常温。

3、按照权利要求1所述的一种用离子交换法处理含氰废水工艺，其特征在于所说的洗脱氰化物的工艺条件为：

硫酸溶液酸度：PH1.5～2.5；

洗脱温度：10℃～45℃；

吸收液烧碱浓度：5％～20％。

4、按照权利要求1所述的一种用离子交换法处理含氰废水工艺，其特征在于所说的洗脱铜的工艺条件为：

洗脱液氨的浓度：5％～20％；

洗脱铜方式：单槽间歇搅拌洗脱或多槽连续搅拌洗脱；

洗脱时间：单槽10～120分钟或每槽10～120分钟；

间歇洗脱时洗脱次数：2～4次。