CN108714289B - 一种采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，其过程如下：对氰化尾渣水洗矿浆进行电解，使氰化尾渣水洗矿浆中的氰被氧化成为CO2和N2，电解过程中，对氰化尾渣水洗矿浆持续搅拌。本发明直接对氰化尾渣水洗矿浆进行电解，氰化尾渣水洗矿浆中的氰能够被氧化成为CO2和N2，达到了对氰化尾渣的无害化处理，同时实现了对氰化尾渣水洗矿浆体系进行一步电解破氰，同时破坏游离氰与金属氰络合结构，省却了洗水过滤，工艺简单，氰化物去除率高。本发明实施过程不用调节pH，不会引入其他有害离子，便于洗水返回选矿或氰化提金工段循环利用；本发明省却了洗涤过滤环节，同时还借助电场作用及搅拌作用强化了渣表面游离氰及金属氰络合离子的洗脱。
Description
技术领域
本发明属于冶金工业废渣处理技术领域，特别涉及一种采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法。
背景技术
氰化尾渣是指使用氰化法提金后产生的固体废弃物，依据处理方法的不同，大致可以划分为焙烧氰化、全泥氰化、金精矿氰化和其他氰化尾渣四类。氰化尾渣一般均含有残留的氰化物，有些以络合物的形式存在，有些以游离氰根的形式存在，其含量在100-400mg/L之间；氰化尾渣的粒度较细，比表面积和表面能相对较大，对药剂的吸附能力也较大；氰化尾渣中常常伴有脉石成分，而尾渣中的金则会与脉石等相互浸染或嵌布，这往往增加了氰化尾渣利用的难度。氰化矿浆中大量泥质硅酸盐矿物和残留的氰化物，以及残余药剂也会影响综合回收利用的过程。
氰化尾渣含有剧毒的氰化物，不仅会对环境造成极大的污染，同时也存在极大的安全隐患。目前大多数氰化尾渣最广泛采用的处理方法主要是堆存，但是这样会占用大量的土地，尾矿扬尘和残留药剂也会对环境造成极大的污染。氰化尾渣中同样含有大量的有价金属，具有极大的二次回收利用价值。现有氰化尾渣的处理方法主要基于以下三类目的，其一，利用氰化尾渣进行二次提金、提银；第二，综合回收利用氰化尾渣中的有色金属；第三是破除氰化尾渣中的氰化物，减少重金属含量，使其达到无害化堆存活综合利用的目标。目前主要的处理方法有浮选法、湿法浸出法、氯化焙烧法以及多工艺联合处理法等；破除氰化尾渣中的氰化物的方法主要包括化学处理法、生物降解法、自然降解法以及水洗后再去处理水溶液等。另外，针对氰化尾渣的处理，也有一些专利技术公开。
长春黄金研究院公开了“一种氰化尾渣的氰化物去除方法”(CN107716516A)，主要特征是首先从溶解平衡的原理出发，对氰化尾渣进行压滤、洗涤、风干，利用高压液体、气体将氰化尾渣固相中的氰化物溶解释放出，然后将其进入洗涤液中，达到初步去除氰化尾渣液相和固相中的氰化物的目的，而且还能有效的防止氰化尾渣液相中的氰化物进入固相中。然后再将经洗涤处理的氰化尾渣进行调浆，并对矿浆进行氧化处理和辅助药剂处理，使氰化尾渣中的氰化物进一步溶解释放并被破坏。此方法破除氰化物的过程相对复杂，该专利技术仅限于处理废水，必须经过压滤等固液分离手段将渣表面游离氰及金属氰络合离子洗入洗水中，该环节一般需经多段洗涤，产生的洗水量比较大。
山东黄金冶炼有限公司公开了“一种氰化尾渣破氰处理系统”(CN206153268U)，其特征在于对氰化尾渣经过洗涤、过滤，含氰废水采用酸化法进行处理。此方法与上述长春黄金研究院给出的方法过程类似，都是经过洗涤处理后，再对洗涤液进行处理，过程相对直接，处理过程较为复杂。
舒城联科环境科技有限公司公布了“一种电镀含氰废水的处理方法”(CN107585929A)，主要特征在于采用电解法与臭氧氧化法联合处理，将氰电解为二氧化碳和氮气，同时臭氧可以氧化游离氰和络合氰，但该技术仅限于处理电镀含氰废水。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，具有处理工艺简单、流程短、成本低、处理效果好等特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，其过程如下：
对氰化尾渣水洗矿浆进行电解，使氰化尾渣水洗矿浆中的氰被氧化成为CO2和N2，电解过程中，对氰化尾渣水洗矿浆持续搅拌。
电解过程中，向氰化尾渣水洗矿浆中加入NaCl，加入的NaCl在氰化尾渣水洗矿浆中溶解，溶解后形成的Cl-在电解作用下形成氯气，氯气溶解在氰化尾渣水洗矿浆中产生次氯酸，产生的次氯酸将氰化尾渣水洗矿浆中的氰离子氧化成为CO2和N2。
电解过程中，向氰化尾渣水洗矿浆中加入的NaCl的量按氰化尾渣水洗矿浆中总氰的含量进行计算，计算公式为：
其中：
为氰化尾渣水洗矿浆中总氰化物的质量浓度，单位为mg/L；
V为氰化尾渣水洗矿浆的体积，单位为L；
A％为氯化钠的利用率；
为氰氢根的摩尔质量。
氰化尾渣水洗矿浆为氰化尾渣与水按照质量比为1:(4～6)混合而成的混合物。
电解过程中，电解电压4～10V，电解时间为2～4h。
对氰化尾渣水洗矿浆进行电解时，阴阳电极之间的间距为8～12mm。
对氰化尾渣水洗矿浆进行电解时，电极采用惰性电极，选用钛板或不锈钢板。
对氰化尾渣水洗矿浆进行电解时，采用多个电极在同一电解槽中串联的方式进行电解，其中，所有阳极串联，所有阴极串联；或者采用多组电极并联并置于同一电解槽中进行电解，其中，所有阳极并联，所有阴极并联；或者采用多个电解槽串联电解，其中，所有电解槽中的阳极串联，所有电解槽中的阴极串联。
对氰化尾渣水洗矿浆电解完成后，进行沉降处理，将沉降处理的上清液返回选矿或氰化提金过程，进行循环使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法采用直接对氰化尾渣水洗矿浆进行电解，电解过程中，氰化尾渣水洗矿浆中的氰能够被氧化成为CO2和N2，达到了对氰化尾渣的无害化处理，同时，本发明实现对氰化尾渣水洗矿浆体系进行一步电解破氰，能够同时破坏游离氰与金属氰络合结构，省却了洗水过滤环节，工艺简单，氰化物去除率高；与传统处理技术相比，实施过程不用调节pH，不会引入其他有害离子，便于洗水返回选矿或氰化提金工段循环利用；并且，本发明省却了洗涤过滤环节，同时还借助电场作用及搅拌作用强化了渣表面游离氰及金属氰络合离子的洗脱。综上，本发明具有处理工艺简单、流程短、成本低、处理效果好等特点。
进一步的，本发明在电解过程中，向氰化尾渣水洗矿浆中加入NaCl，加入的NaCl在氰化尾渣水洗矿浆中溶解，溶解后形成的Cl-在电解作用下形成氯气，氯气溶解在氰化尾渣水洗矿浆中产生次氯酸，产生的氯气及氯气溶于水产生的次氯酸进一步强化传质及氧化效果，使矿渣中残留的剧毒氰离子被氧化成为CO2和N2，至此实现了对氰化尾渣的无害化处理，由于矿浆里面本身具有钠离子，因此加入的NaCl使矿浆体系中未引入杂质元素。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的实施方式。
本发明的采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，其步骤如下：
步骤1，将氰化尾渣与水按照质量比为1:(4～6)搅拌混合均匀形成氰化尾渣水洗矿浆；
步骤2，再以钛板或不锈钢等惰性金属电极作为阴极和阳极直接对氰化尾渣水洗矿浆进行电解氧化破氰，使氰化尾渣水洗矿浆中的氰被氧化成为CO2和N2，电解过程中，对氰化尾渣水洗矿浆持续搅拌；电解过程中，少量铜和锌等重金属离子进入洗水中，将矿浆经沉降处理后，上清液可返回选矿和氰化提金流程循环使用，尾渣则排入尾矿库。电解时，阴阳电极之间的间距为8～12mm，电解电压4～10V，电解时间为2～4h。
或者，在进行步骤2时，电解过程中，向氰化尾渣水洗矿浆中加入NaCl，加入的NaCl在氰化尾渣水洗矿浆中溶解，溶解后形成的Cl-在电解作用下形成氯气，氯气溶解在氰化尾渣水洗矿浆中产生次氯酸，氯气和次氯酸的氧化作用与电场协同作用强化氧化过程，将氰化尾渣水洗矿浆中的氰离子氧化成为CO2和N2。
电解过程中，向氰化尾渣水洗矿浆中加入的NaCl的量按氰化尾渣水洗矿浆中总氰的含量进行计算，计算公式为：
其中：
为氰化尾渣水洗矿浆中总氰化物的质量浓度，单位为mg/L；
V为氰化尾渣水洗矿浆的体积，单位为L；
A％为氯化钠的利用率；
为氰氢根的摩尔质量。
对氰化尾渣水洗矿浆进行电解时，采用多个电极在同一电解槽中串联的方式进行电解，其中，所有阳极串联，所有阴极串联；或者采用多组电极并联并置于同一电解槽中进行电解，其中，所有阳极并联，所有阴极并联；或者采用多个电解槽串联电解，其中，所有电解槽中的阳极串联，所有电解槽中的阴极串联。
本发明中，游离氰及金属氰络合离子的电解氧化直接在氰化尾渣水洗矿浆中进行，电场作用强化传质，促使氰化尾渣表面游离氰及金属氰络合离子向阳极运动，过程中不用调节矿浆体系的pH值。电解氧化的过程与电解产生氯气的过程同时进行，产生的氯气及氯气溶于水产生次氯酸进一步强化传质及氧化效果。
空白例1
将氰化尾渣与水按照质量比为1:5混合，搅拌240min，形成氰化尾渣水洗矿浆，并使氰化尾渣中的氰充分溶出，再对氰化尾渣水洗矿浆过滤并取清液，测定清液中总氰的含量为216.08mg/L，则以1：5的洗水比，从5g矿渣所洗脱下的氰化物的量为5.402mg。
空白例2
将氰化尾渣与水按照质量比为1:4混合，搅拌240min，形成氰化尾渣水洗矿浆，并使氰化尾渣中的氰充分溶出，再对氰化尾渣水洗矿浆过滤并取清液，测定清液中总氰的含量为241.15mg/L，则以1：4的洗水比，从5g矿渣所洗脱下的氰化物的量为4.823mg。
空白例3
将氰化尾渣与水按照质量比为1:6混合，搅拌120min，形成氰化尾渣水洗矿浆，并使氰化尾渣中的氰充分溶出，再对氰化尾渣水洗矿浆过滤并取清液，测定清液中总氰的含量为187.37mg/L，则以1：6的洗水比，从5g矿渣所洗脱下的氰化物的量为5.621mg。
实施例1：
本实施例的采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，步骤如下：
1、将氰化尾渣与水按照质量比为1:4搅拌混合均匀形成氰化尾渣水洗矿浆；
2、取1L步骤1制得的氰化尾渣水洗矿浆，再以两片钛板分别作为阴极和阳极直接对氰化尾渣水洗矿浆进行电解氧化破氰，其中，阴阳电极之间的间距为8mm，电解电压6V，电解时间为4h，电解过程中，对氰化尾渣水洗矿浆进行搅拌，电解完成后，再对电解完成的氰化尾渣水洗矿浆过滤，测定滤液中总氰的含量为67.52mg/L，本实施例中，氰的去除效率为72.00％。
实施例2：
本实施例的采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，步骤如下：
1、将氰化尾渣与水按照质量比为1:5搅拌混合均匀形成氰化尾渣水洗矿浆；
2、取1L步骤1制得的氰化尾渣水洗矿浆，再以两片钛板分别作为阴极和阳极直接对氰化尾渣水洗矿浆进行电解氧化破氰，其中，阴阳电极之间的间距为10mm，电解电压8V，电解时间为2h，电解过程中，对氰化尾渣水洗矿浆进行搅拌，电解完成后，再对电解完成的氰化尾渣水洗矿浆过滤，测定滤液中总氰的含量为43.26mg/L，本实施例中，氰的去除效率为79.98％。
实施例3：
本实施例的采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，步骤如下：
1、将氰化尾渣与水按照质量比为1:6搅拌混合均匀形成氰化尾渣水洗矿浆；
2、取1L步骤1制得的氰化尾渣水洗矿浆，再以两片钛板分别作为阴极和阳极直接对氰化尾渣水洗矿浆进行电解氧化破氰，其中，阴阳电极之间的间距为12mm，电解电压10V，电解时间为4h，电解过程中，对氰化尾渣水洗矿浆进行搅拌，电解完成后，再对电解完成的氰化尾渣水洗矿浆过滤，测定滤液中总氰的含量为35.52mg/L mg/L，本实施例中，氰的去除效率为81.04％。
实施例4
本实施例的采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，步骤如下：
1、将氰化尾渣与水按照质量比为1:5搅拌混合均匀形成氰化尾渣水洗矿浆；，
2、取1L步骤1制得的氰化尾渣水洗矿浆，再以两片钛板分别作为阴极和阳极直接对氰化尾渣水洗矿浆进行电解氧化破氰，其中，阴阳电极之间的间距为10mm，电解电压4V，电解时间为2h，电解过程中，向氰化尾渣水洗矿浆中加入1gNaCl，同时对氰化尾渣水洗矿浆进行搅拌，电解完成后，再对电解完成的氰化尾渣水洗矿浆过滤，测定滤液中总氰的含量为22.07mg/L，本实施例中，氰的去除效率为89.79％。
实施例5
本实施例的采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，步骤如下：
1、将氰化尾渣与水按照质量比为1:5搅拌混合均匀形成氰化尾渣水洗矿浆；，
2、取1L步骤1制得的氰化尾渣水洗矿浆，再以两片钛板分别作为阴极和阳极直接对氰化尾渣水洗矿浆进行电解氧化破氰，其中，阴阳电极之间的间距为10mm，电解电压6V，电解时间为2h，电解过程中，向氰化尾渣水洗矿浆中加入2.5gNaCl，同时对氰化尾渣水洗矿浆进行搅拌，电解完成后，再对电解完成的氰化尾渣水洗矿浆过滤，测定滤液中总氰的含量为13.36mg/L，本实施例中，氰的去除效率为93.82％。
实施例6
本实施例的采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，步骤如下：
1、将氰化尾渣与水按照质量比为1:5搅拌混合均匀形成氰化尾渣水洗矿浆；，
2、取1L步骤1制得的氰化尾渣水洗矿浆，再以两片钛板分别作为阴极和阳极直接对氰化尾渣水洗矿浆进行电解氧化破氰，其中，阴阳电极之间的间距为10mm，电解电压8V，电解时间为4h，电解过程中，向氰化尾渣水洗矿浆中加入2.5gNaCl，同时对氰化尾渣水洗矿浆进行搅拌，电解完成后，再对电解完成的氰化尾渣水洗矿浆过滤，测定滤液中总氰的含量为7.49mg/L，本实施例中，氰的去除效率为96.53％。
实施例7
本实施例的采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，步骤如下：
1、将氰化尾渣与水按照质量比为1:5搅拌混合均匀形成氰化尾渣水洗矿浆；，
2、取1L步骤1制得的氰化尾渣水洗矿浆，再以两片钛板分别作为阴极和阳极直接对氰化尾渣水洗矿浆进行电解氧化破氰，其中，阴阳电极之间的间距为10mm，电解电压10V，电解时间为4h，电解过程中，向氰化尾渣水洗矿浆中加入5gNaCl，同时对氰化尾渣水洗矿浆进行搅拌，电解完成后，再对电解完成的氰化尾渣水洗矿浆过滤，测定滤液中总氰的含量为6.27mg/L，本实施例中，氰的去除效率为97.10％。
综上，本发明以钛板为阴阳极，在氰化尾渣水洗矿浆中直接电解破氰，同时加入氯离子，电解产生氯气进行强化，利用阳极反应及电解产生的氯气和氯气溶于水产生的次氯酸将氰化尾渣表面残留的游离氰及金属氰络合离子氧化为CO2和N2，铜、锌等金属离子进入洗水中，洗水可返回选矿、氰化提金过程循环使用，实现了有毒氰化尾渣的无害化处理。本发明中，NaCl的最高利用率为93.5％。本发明利用电解与氯气、次氯酸的协同氧化作用，游离氰及金属氰络合离子洗脱效率高，破氰效果好。本发明工艺简单、流程短、处理成本低，可解决氰化尾渣作为固体危废在堆存、运输及处理过程的棘手难题，对我国黄金冶炼企业减排增效、保护环境具有重要的现实意义，应用前景广泛。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，其特征在于，其过程如下：
对氰化尾渣水洗矿浆进行电解，使氰化尾渣水洗矿浆中的氰被氧化成为CO2和N2，电解过程中，对氰化尾渣水洗矿浆持续搅拌；
氰化尾渣水洗矿浆为氰化尾渣与水按照质量比为1:(4～6)混合而成的混合物；
对氰化尾渣水洗矿浆进行电解时，电极板插入氰化尾渣水洗矿浆中；
电解过程中，电解电压4～10V，电解时间为2～4h；
对氰化尾渣水洗矿浆进行电解时，阴阳电极之间的间距为8～12mm。
2.根据权利要求1所述的一种采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，其特征在于，电解过程中，向氰化尾渣水洗矿浆中加入NaCl，加入的NaCl在氰化尾渣水洗矿浆中溶解，溶解后形成的Cl-在电解作用下形成氯气，氯气溶解在氰化尾渣水洗矿浆中产生次氯酸，产生的次氯酸将氰化尾渣水洗矿浆中的氰离子氧化成为CO2和N2。
3.根据权利要求2所述的一种采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，其特征在于，电解过程中，向氰化尾渣水洗矿浆中加入的NaCl的量按氰化尾渣水洗矿浆中总氰的含量进行计算，计算公式为：
其中：CCN-为氰化尾渣水洗矿浆中总氰化物的质量浓度，单位为mg/L；
V为氰化尾渣水洗矿浆的体积，单位为L；
A％为氯化钠的利用率；MCN-为氰氢根的摩尔质量。
4.根据权利要求1所述的一种采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，其特征在于，对氰化尾渣水洗矿浆进行电解时，电极采用钛板或不锈钢板。
5.根据权利要求1所述的一种采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，其特征在于，对氰化尾渣水洗矿浆进行电解时，采用多个电极在同一电解槽中串联的方式进行电解，其中，所有阳极串联，所有阴极串联；或者采用多组电极并联并置于同一电解槽中进行电解，其中，所有阳极并联，所有阴极并联；或者采用多个电解槽串联电解，其中，所有电解槽中的阳极串联，所有电解槽中的阴极串联。
6.根据权利要求1所述的一种采用矿浆电解技术无害化处理氰化尾渣的方法，其特征在于，对氰化尾渣水洗矿浆电解完成后，将氰化尾渣水洗矿浆进行沉降处理，将沉降处理的上清液返回选矿或氰化提金过程，进行循环使用。
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