CN108117232A - 黄金行业提金工艺生物氧化液处理含氰尾矿浆无害化方法 - Google Patents

黄金行业提金工艺生物氧化液处理含氰尾矿浆无害化方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种黄金行业提金工艺生物氧化液处理含氰尾矿浆无害化方法，属于环保领域。首先选用密闭搅拌反应器，反应器上部装有空气引流装置，将反应可能产生的氢氰气引入喷淋吸收装置中吸收，然后向反应器中投加生物氧化液，将易释放氰化物及金属氰络合物去除；尾矿浆经过过滤或压滤工艺，鉴定结果为一般工业固体废物的尾矿渣堆至尾矿库；滤液加入pH值中和剂，回用生产工艺或再向滤液中投加深度处理药剂和催化剂，将滤液处理达到GB8978‑1996《污水综合排放标准》外排。本发明以废治废，企业无需采购无害化处理药剂，大大降低了黄金生产企业的运营成本，对整个黄金行业的清洁生产、节能减排及可持续发展有着重大意义。

Description

黄金行业提金工艺生物氧化液处理含氰尾矿浆无害化方法
技术领域
本发明涉及环保领域中的污染物处理方法，特别涉及一种黄金行业提金工艺生物氧化液处理含氰尾矿浆无害化方法。
背景技术
自1887年氰化法应用于提金以来，凭借其回收率高、对矿石适应性强、成本低、就地产金而广泛地应用于黄金行业。目前，世界黄金产量的80％是利用氰化提金工艺获得的，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。根据《中华人民共和国环境保护税法》的规定，2018年1月1日起将排污费改为环境保护税，并上升到法律层面，企业排放危险废物至尾矿库，将承受巨额的环境保护税。因此，需要对含氰尾矿浆进行无害化处理。
目前国内外对含氰尾矿浆无害化处理的研究较多，处理方法基本是破坏氰化物，方法有碱性氯化法、因科法、双氧水氧化法等。碱性氯化法也是最早在国内应用的方法，该方法在氰化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氰化尾矿浆中，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。碱性氯化法不能破坏亚铁氰络合物和铁氰络合物，也不能使其形成沉淀物而去除，同时过量的次氯酸盐返回氰化浸出工艺，将继续破坏投加的氰化物，系统中氯离子累积将腐蚀设备。因科法是利用含有二氧化硫的药剂与氧气形成氧化体系氧化易释放氰化物，同时亚铁氰络合物和铁氰络合物以沉淀形式得到部分去除，处理效果较稳定，但是需投加一定量的铜盐作为催化剂，同时对pH有一定的限制要求，而且有些黄金企业的尾矿浆中氰化物组成为复杂的氰化物络合物，因科法无法将其去除。双氧水氧化法是利用双氧水强氧化特性氧化易释放氰化物，控制条件与因科法相似，氧化速度较因科法快，但是对亚铁氰络合物和铁氰络合物处理效果较差，以上处理方法都需要企业购置处理药剂，无形中增加了企业的运营成本。
由于我国国民经济稳定发展的需要，黄金资源开发范围已从单一的已处理资源迅速开始转移到含砷、含硫及含复杂金属的难处理金矿资源领域。针对复杂难处理金矿资源，国内已建成多家采用生物氧化预处理生产工艺企业，主要包括辽宁天利公司、江西三和金业有限公司、乌拉嘎矿业有限责任公司、金凤黄金有限责任公司、贵州锦丰矿业有限公司等。细菌氧化预处理工艺是上世纪80年代开始研究的新型工艺，主要是利用化能自养菌及其代谢产物硫酸高铁的作用，氧化分解黄铁矿、毒砂等包裹金的硫化矿物，从而使金粒暴露，使金颗粒能够与浸出剂接触，从而提高金的浸出率。在生物氧化过程中，金精矿中的黄铁矿、毒砂、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等硫化矿物经细菌氧化后以铁离子、砷离子、铜离子、铅离子、锌离子、硫酸根离子等进入氧化液中，且氧化液的pH值在0.6-1.5，为强酸性废水，不经过处理不能排放。
针对不同企业处理的金精矿中矿物组成不同，所产生的生物氧化液中各离子的浓度波动也比较大，一般含铁20-40g/L、砷5-15g/L、硫15-35g/L，以及少量的铜、铅、锌离子。目前，处理生物氧化液较为成功的方法为“石灰铁盐中和沉淀法”，即在Fe/As大于3的条件下，以石灰进行中和处理，使As生成稳定的FeAsO4沉淀从溶液中除去。采用“石灰铁盐中和沉淀法”对生物氧化液进行处理时，需要消耗大量的石灰，处理1t精金矿消耗量约为300-400kg，若按日处理100t精金矿生产企业计算，则日消耗石灰30-40t,那么每年消耗石灰近万吨，企业也必将耗费大量人力、财力，增加企业的运营成本。
发明内容
本发明提供一种黄金行业提金工艺生物氧化液处理含氰尾矿浆无害化方法，以解决含氰尾矿浆处理中存在的处理效果较差、增加企业的运营成本的问题。
本发明采取的技术方案，包括下列步骤：
(1)、在搅拌状态下，向密闭反应器中加入含氰尾矿浆，开启空气引流装置，保证反应过程中产生的气体引入喷淋吸收装置中吸收；
(2)、在搅拌状态下，向密闭反应器中投加生物氧化液，去除含氰尾矿浆中的易释放氰化物和金属氰络合物，反应时间为30-60min；
(3)、处理后的矿浆经过过滤或压滤，尾矿渣经毒性浸出、鉴别为一般工业固体废物后堆存至尾矿库；
(4)、滤液加入pH值中和剂，将pH值调节为6-9，反应时间10-15min，回用生产工艺或加入深度处理药剂和催化剂达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准后，外排。
本发明所述步骤(1)中，搅拌叶端线速度为3m/s-8m/s；含氰尾矿浆浓度25％-45％；喷淋吸收装置中吸收液为10％-20％氢氧化钠溶液。
本发明所述步骤(2)中，搅拌叶端线速度为3m/s-8m/s；生物氧化液pH值0.6-2.5，生物氧化液中含铁5-40g/L；投加生物氧化液后使反应pH值3-5，反应后尾矿浆pH值4.5-6；
本发明所述步骤(4)中，pH值中和剂采用氢氧化钠、石灰或者电石渣；深度处理药剂为质量百分比浓度27.5％-50％的双氧水溶液或浓度为26mg/L-148mg/L的臭氧气体，催化剂为质量百分比浓度10％-20％的硫酸铜溶液或活性炭，
硫酸铜溶液的投加量根据双氧水溶液的投加量而定，硫酸铜溶液的投加量与双氧水溶液的投加量成正向线性关系；
活性炭投加量根据反应器容量而定，活性炭浓度2g/L-10g/L。
深度处理药剂的投加量根据处理指标要求及滤液中氰化物浓度而定，氰化物浓度高，深度处理药剂投加量相应增多，反正，氰化物浓度低，深度处理药剂投加量相应减少；催化剂为10％-20％质量百分比浓度的硫酸铜溶液或活性炭，硫酸铜溶液的投加量根据双氧水溶液的投加量而定，硫酸铜溶液的投加量与双氧水溶液的投加量成正向线性关系，活性炭投加量根据反应器容量而定，活性炭投加后几乎无损耗可长期使用，活性炭浓度一般在2g/L-10g/L。
本发明根据黄金行业提金工艺产生的含氰尾矿浆中含有氰化物、硫氰酸盐和重金属等多种污染物特征，特别是氰化物中还包括难处理的金属氰络合物，如铜氰络合物、锌氰络合物，(亚铁)铁氰络合物等，首先选用密闭搅拌反应器，反应器上部装有空气引流装置，将反应可能产生的氢氰气引入喷淋吸收装置中吸收，保证生产安全；然后向反应器中投加生物氧化液，将易释放氰化物及金属氰络合物去除；尾矿浆经过过滤或压滤工艺，鉴定结果为一般工业固体废物的尾矿渣堆至尾矿库；滤液加入pH值中和剂，将pH值调节为6-9，回用生产工艺或再向滤液中投加深度处理药剂和催化剂，将滤液处理达到GB8978-1996《污水综合排放标准》外排。
本发明采用生物氧化液对炭浸矿浆无害化的方法使炭浸尾矿浆经无害化后达到氰渣处理处置相应法律法规要求，企业免于承担环境保护税压力，生物氧化液利用炭浸尾矿浆中和处理，减少石灰用量。
本发明的有益效果：
本发明根据黄金行业提金工艺产生的生物氧化液及复杂难处理含氰尾矿浆的特点，将密闭反应技术、无害化处理技术、中和技术及深度处理技术结合在一起，处理效果好，处理效率高，处理成本低，工艺流程简单稳定，便于实现工业应用。处理后尾矿渣达到一般工业固体废物要求堆存至尾矿库，处理后滤液可回用或外排。本发明以废治废，企业无需采购无害化处理药剂，大大降低了黄金生产企业的运营成本，对整个黄金行业的清洁生产、节能减排及可持续发展有着重大意义。
具体实施方式
实施例1
包括下列步骤：
(1)、在搅拌状态下，向密闭反应器中加入含氰尾矿浆，开启空气引流装置，保证反应过程中产生的气体引入喷淋吸收装置中吸收；
搅拌叶端线速度为3m/s，含氰尾矿浆浓度25％，喷淋吸收装置中吸收液为10％氢氧化钠溶液；
(2)、在搅拌状态下，向密闭反应器中投加生物氧化液，去除含氰尾矿浆中的易释放氰化物和金属氰络合物，反应时间为30min；
搅拌叶端线速度为3m/s，生物氧化液pH值0.6，生物氧化液中含铁5g/L；投加生物氧化液后使反应pH值3，反应后尾矿浆pH值4.5；
所述生物氧化液的投加量根据含氰尾矿浆中氰化物浓度及生物氧化液中铁含量而定，氰化物浓度高，生物氧化液投加量相应增多，反之，氰化物浓度低，生物氧化液投加量相应减少；生物氧化液投加可以降低反应pH值；
(3)、处理后的矿浆经过过滤或压滤，尾矿渣经毒性浸出、鉴别为一般工业固体废物后堆存至尾矿库；
(4)、滤液加入pH值中和剂，将pH值调节为6，反应时间10min，回用生产工艺或加入深度处理药剂和催化剂达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准后，外排；
pH值中和剂采用氢氧化钠，深度处理药剂为质量百分比浓度27.5％的双氧水溶液，催化剂为质量百分比浓度10％的硫酸铜溶液；
硫酸铜溶液的投加量根据双氧水溶液的投加量而定，硫酸铜溶液的投加量与双氧水溶液的投加量成正向线性关系；
深度处理药剂的投加量根据处理指标要求及滤液中氰化物浓度而定，氰化物浓度高，深度处理药剂投加量相应增多，反正，氰化物浓度低，深度处理药剂投加量相应减少；催化剂为10％质量百分比浓度的硫酸铜溶液，硫酸铜溶液的投加量根据双氧水溶液的投加量而定，硫酸铜溶液的投加量与双氧水溶液的投加量成正向线性关系。
实施例2
包括下列步骤：
(1)、在搅拌状态下，向密闭反应器中加入含氰尾矿浆，开启空气引流装置，保证反应过程中产生的气体引入喷淋吸收装置中吸收；
搅拌叶端线速度为5m/s；含氰尾矿浆浓度35％；喷淋吸收装置中吸收液为15％氢氧化钠溶液。
(2)、在搅拌状态下，向密闭反应器中投加生物氧化液，去除含氰尾矿浆中的易释放氰化物和金属氰络合物，反应时间为45min；
搅拌叶端线速度为5m/s；生物氧化液pH值1.5，生物氧化液中含铁25g/L；投加生物氧化液后使反应pH值4，反应后尾矿浆pH值5.5；
(3)、处理后的矿浆经过过滤或压滤，尾矿渣经毒性浸出、鉴别为一般工业固体废物后堆存至尾矿库；
(4)、滤液加入pH值中和剂，将pH值调节为7.5，反应时间13min，回用生产工艺或加入深度处理药剂和催化剂达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准后，外排；
pH值中和剂采用石灰,深度处理药剂为质量百分比浓度39％的双氧水溶液，催化剂为质量百分比浓度15％的硫酸铜溶液，
硫酸铜溶液的投加量根据双氧水溶液的投加量而定，硫酸铜溶液的投加量与双氧水溶液的投加量成正向线性关系；
实施例3
包括下列步骤：
(1)、在搅拌状态下，向密闭反应器中加入含氰尾矿浆，开启空气引流装置，保证反应过程中产生的气体引入喷淋吸收装置中吸收；
搅拌叶端线速度为8m/s；含氰尾矿浆浓度45％；喷淋吸收装置中吸收液为20％氢氧化钠溶液。
(2)、在搅拌状态下，向密闭反应器中投加生物氧化液，去除含氰尾矿浆中的易释放氰化物和金属氰络合物，反应时间为60min；
搅拌叶端线速度为8m/s；生物氧化液pH值2.5，生物氧化液中含铁40g/L；投加生物氧化液后使反应pH值5，反应后尾矿浆pH值6；
(3)、处理后的矿浆经过过滤或压滤，尾矿渣经毒性浸出、鉴别为一般工业固体废物后堆存至尾矿库；
(4)、滤液加入pH值中和剂，将pH值调节为9，反应时间15min，回用生产工艺或加入深度处理药剂和催化剂达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准后，外排。
pH值中和剂采用电石渣，深度处理药剂为质量百分比浓度50％的双氧水溶液，催化剂为质量百分比浓度20％的硫酸铜溶液，
硫酸铜溶液的投加量根据双氧水溶液的投加量而定，硫酸铜溶液的投加量与双氧水溶液的投加量成正向线性关系；
实施例4
步骤(1)～(3)同实施例1，
(4)、滤液加入pH值中和剂，将pH值调节为6，反应时间10min，回用生产工艺或加入深度处理药剂和催化剂达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准后，外排；
pH值中和剂采用氢氧化钠，深度处理药剂为浓度26mg/L的臭氧气体，催化剂为活性炭，
活性炭投加量根据反应器容量而定，活性炭投加后几乎无损耗可长期使用，活性炭浓度2g/L；
实施例5
步骤(1)～(3)同实施例2，
(4)、滤液加入pH值中和剂，将pH值调节为7.5，反应时间12min，回用生产工艺或加入深度处理药剂和催化剂达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准后，外排；
pH值中和剂采用石灰，深度处理药剂为浓度87mg/L的臭氧气体，催化剂为活性炭，
活性炭投加量根据反应器容量而定，活性炭浓度6g/L。
实施例6
(1)～(3)同实施例3，
(4)、滤液加入pH值中和剂，将pH值调节为9，反应时间15min，回用生产工艺或加入深度处理药剂和催化剂达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准后，外排；
pH值中和剂采用电石渣，深度处理药剂为浓度148mg/L的臭氧气体，催化剂为活性炭；
活性炭投加量根据反应器容量而定，活性炭浓度10g/L。
下边通过具体应用例来进一步说明本发明的效果。
应用例1
国内某黄金生产企业采用生物氧化精金矿炭浸提金工艺，生物氧化液pH值1.6，含铁22g/L，炭浸后含氰尾矿浆浓度29％，pH值8.3，CNT962mg/L，CNf66mg/L，SCN2455mg/L,As38mg/L,其它污染物未检出；含氰尾矿浆直接压滤后滤渣毒经浸出，浸出液污染物超标组份CNT84.3mg/L，CNf10.2mg/L，As6.7mg/L，毒性浸出结果为危险废物。该反应系统为带有搅拌功能的密闭反应器，搅拌系统转速调整为4m/s，向反应器中加入50L含氰尾矿浆，开启空气引流装置，然后向反应器中投加4L生物氧化液，此时矿浆pH值4.5，反应30min后矿浆pH值5.6，停止搅拌。将尾矿浆过滤，过滤后滤渣含水率27％进行毒性浸出，浸出液化验分析结果为：pH值7.12，CNT1.1mg/L，CNf0.53mg/L，SCN97.8mg/L,As0.32mg/L，其它污染物未检出。根据毒性浸出结果，该尾矿渣经无害化处理后为一般工业固体废物。取20L滤液，缓慢加入80g氢氧化钠中和10min，滤液pH值7.8，加入100g活性炭，通入浓度为56mg/L臭氧，反应时间15min，滤液化验分析结果为：pH值7.41，CNT0.12mg/L，CNf0.08mg/L，SCN3.4mg/L,As0.09mg/L，其它污染物未检出，达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准，该滤液可回用生产工艺或外排。
应用例2
国内某黄金生产企业采用生物氧化精金矿炭浸提金工艺，生物氧化液pH值2.1，含铁7.7g/L，炭浸后含氰尾矿浆浓度31％，pH值9.76，CNT322mg/L，CNf210mg/L，SCN2139mg/L,As21mg/L,其它污染物未检出。含氰尾矿浆直接压滤后滤渣毒经浸出，浸出液污染物超标组份CNT28.4mg/L，CNf21.2mg/L，As5.03mg/L，毒性浸出结果为危险废物。该反应系统为带有搅拌功能的密闭反应器，搅拌系统转速调整为6m/s，向反应器中加入50L含氰尾矿浆，开启空气引流装置，然后向反应器中投加13L生物氧化液，此时矿浆pH值4.1，反应40min后矿浆pH值5.3，停止搅拌。将尾矿浆过滤，过滤后滤渣含水率25.4％进行毒性浸出，浸出液化验分析结果为：pH值7.02，CNT1.63mg/L，CNf0.44mg/L，SCN72.6mg/L,As0.27mg/L，其它污染物未检出。根据毒性浸出结果，该尾矿渣经无害化处理后为一般工业固体废物。取20L滤液，缓慢加入80g氢氧化钠中和10min，pH值,7.3，加入27.5％质量百分比浓度的双氧水溶液125mL，10％质量百分比浓度的硫酸铜溶液50mL，搅拌反应时间40min，滤液化验分析结果为：pH值6.88，CNT0.35mg/L，CNf0.12mg/L，SCN2.9mg/L,As0.05mg/L，其它污染物未检出，达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准，该滤液可回用生产工艺或外排。

Claims (6)

1.一种黄金行业提金工艺生物氧化液处理含氰尾矿浆无害化方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1)、在搅拌状态下，向密闭反应器中加入含氰尾矿浆，开启空气引流装置，保证反应过程中产生的气体引入喷淋吸收装置中吸收；
(2)、在搅拌状态下，向密闭反应器中投加生物氧化液，去除含氰尾矿浆中的易释放氰化物和金属氰络合物，反应时间为30-60min，投加生物氧化液后使反应pH值3-5，反应后尾矿浆pH值4.5-6；
(3)、处理后的矿浆经过过滤或压滤，尾矿渣经毒性浸出、鉴别为一般工业固体废物后堆存至尾矿库；
(4)、滤液加入pH值中和剂，将pH值调节为6-9，反应时间10-15min，回用生产工艺或加入深度处理药剂和催化剂达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准后，外排。
2.根据权利要求1所述的一种黄金行业提金工艺生物氧化液处理含氰尾矿浆无害化方法，其特征在于：所述步骤(1)中，搅拌叶端线速度为3m/s-8m/s；含氰尾矿浆浓度25％-45％；喷淋吸收装置中吸收液为10％-20％氢氧化钠溶液。
3.根据权利要求1所述的一种黄金行业提金工艺生物氧化液处理含氰尾矿浆无害化方法，其特征在于：所述步骤(2)中，搅拌叶端线速度为3m/s-8m/s；生物氧化液pH值0.6-2.5，生物氧化液中含铁5-40g/L。
4.根据权利要求1所述的一种黄金行业提金工艺生物氧化液处理含氰尾矿浆无害化方法，其特征在于：所述步骤(4)中，pH值中和剂采用氢氧化钠、石灰或者电石渣；深度处理药剂为质量百分比浓度27.5％-50％的双氧水溶液或浓度为26mg/L-148mg/L的臭氧气体，催化剂为质量百分比浓度10％-20％的硫酸铜溶液或活性炭。
5.根据权利要求4所述的一种黄金行业提金工艺生物氧化液处理含氰尾矿浆无害化方法，其特征在于：硫酸铜溶液的投加量根据双氧水溶液的投加量而定，硫酸铜溶液的投加量与双氧水溶液的投加量成正向线性关系。
6.根据权利要求4所述的一种黄金行业提金工艺生物氧化液处理含氰尾矿浆无害化方法，其特征在于：活性炭浓度2g/L-10g/L。
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