CN109182789B - 一种氧化浸出处理汞尾矿的方法 - Google Patents

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Abstract

一种氧化浸出处理汞尾矿的方法，按以下步骤进行：(1)将TCCA和盐酸溶于水中，制成浸出溶液；(2)将汞尾矿置于浸出溶液中，在搅拌条件下进行浸出；(3)将浸出物料过滤，分离出浸出渣和浸出液；向浸出液中加入沉淀剂硫化亚铁，然后在搅拌条件下进行沉淀反应，沉淀反应后的物料经过静置和过滤，分离出沉淀和滤液。本发明的方法不需对物料进行磨矿、加热处理，有效降低汞尾矿这一危险废物的处置成本，降低对环境的潜在危害；同时操作条件温和，对汞的浸出速度快、效率高，具有能耗低、试剂消耗量小、操作成本低的优点。

Description

一种氧化浸出处理汞尾矿的方法
技术领域
本发明属于冶金和环保技术领域，特别涉及一种氧化浸出处理汞尾矿的方法。
背景技术
汞是常温下唯一呈液态的金属，在自然界中主要以金属汞、无机汞和有机汞化合物的形式存在；汞具有持久性、易迁移性和高度的生物富集性，毒性很强；人类在广泛利用汞及含汞资源的同时，致使大量汞随人类活动进入环境，汞污染所造成的环境污染问题逐渐受到人们的关注。
自2017年8月后，汞公约正式对中国生效，中国已明确禁止新的原生汞矿开采，但历史开采所遗留下的汞尾矿依然具有潜在的环境污染问题，在国家危险废物名录被明确列为HW29类危险废物。
目前含汞固体废物多采用火法蒸馏的方法处理，汞从烟气中冷却回收；但火法蒸馏需要高温操作，且出于安全和环保考虑，需对烟气进行严格的净化和收尘，整体成本较高；对于历史堆存的大量含汞尾矿来说，采用火法蒸馏方法处理成本高，很难大规模应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种氧化浸出处理汞尾矿的方法，采用TCCA作为氧化剂，通过室温浸出的方式，对汞尾矿进行脱汞处理，回收汞的同时，消除或减少潜在污染问题。
本发明的方法按以下步骤进行：
1、将氧化剂TCCA和pH调整剂盐酸溶于水中，制成浸出溶液，浸出溶液中TCCA的浓度为0.5～1.5g/L，HCl的浓度为3～4.5g/L；
2、将汞尾矿置于浸出溶液中，在搅拌条件下进行浸出，浸出时间10～15min，浸出完成后获得浸出物料；其中每升浸出溶液中汞尾矿的加入量为0.2～0.4kg；
3、将浸出物料过滤，分离出浸出渣和浸出液；向浸出液中加入沉淀剂硫化亚铁，然后在搅拌条件下进行沉淀反应，时间至少30min，沉淀反应后的物料经过静置和过滤，分离出沉淀和滤液；其中加入量按硫化亚铁为TCCA总质量的25～50％。
上述的汞尾矿中Hg含量为100～600g/t。
上述的浸出渣为脱汞渣，按国标GB5085.3-2007危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别标准，以及国标HJT299-2007固体废物浸出毒性浸出方法，测得汞含量<0.1mg/L，达到一般工业固体废物的标准。
上述的沉淀中的固体成分按质量百分比含汞>15％，集中封存处理。
上述的滤液补充氧化剂和pH调整剂后，返回步骤1循环使用。
本发明的方法通过TCCA(三氯异氰脲酸)对汞尾矿进行氧化，破坏汞尾矿中以硫化物形式存在的汞，同时采用添加盐酸的方式促进汞的溶出，并使被氧化的汞以汞氯络阴离子的形态稳定留存于浸出液中，实现汞与渣料的有效分离；脱汞处理后的浸出渣满足一般工业固体废物的标准，便于后续存放；浸出液采用具有还原性的硫化亚铁破坏浸出液中残留的氧化剂，将溶解态的汞沉淀为硫化汞颗粒，同时利用原位生成的具有较大比表面积的铁沉淀物来捕集硫化汞颗粒，最终对汞进行富集回收封存；滤液能够循环使用。
本发明的浸出方法不需对物料进行磨矿、加热处理，有效降低汞尾矿这一危险废物的处置成本，降低对环境的潜在危害；同时操作条件温和，对汞的浸出速度快、效率高，具有能耗低、试剂消耗量小、操作成本低的优点。
具体实施方式
本发明实施例中采用的TCCA(三氯异氰脲酸)为市购产品。
本发明实施例中采用的盐酸为市购质量浓度30％的工业盐酸。
本发明实施例中采用的硫化亚铁为粉末状，粒度≤100μm。
本发明实施例中采用的汞尾矿为汞矿山浮选工艺获得的的浮选尾矿，Hg含量为100～600g/t；70％以上的颗粒<150μm，主要脉石成分为石英和白云石，汞以辰砂形式存在。
本发明实施例中脱汞渣进行毒性浸出实验，实验采用的标准为GB5085.3-2007危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别标准及HJT299-2007固体废物浸出毒性浸出方法，按如上标准制备浸出液，将浸出液采用冷原子吸收分析汞含量。
本发明实施例中浸出完成后，汞的浸出率>92％。
本发明实施例中沉淀完成后，汞的沉淀率>99％。
下述实施例使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，不以任何方式限制本发明。
实施例1
将氧化剂TCCA和pH调整剂盐酸溶于水中，制成浸出溶液，浸出溶液中TCCA的浓度为0.5g/L，HCl的浓度为3g/L；
采用的汞尾矿为汞矿山浮选工艺获得的的浮选尾矿，含汞为118g/t，87.4％的颗粒小于150μm，主要脉石成分为石英和白云石，汞以辰砂形式存在，不需经过磨矿处理；
将汞尾矿置于浸出溶液中，在搅拌条件下进行浸出，浸出时间10min，浸出完成后获得浸出物料；其中每升浸出溶液中汞尾矿的加入量为0.4kg，即1kg汞尾矿置于2.5L浸出溶液中；
将浸出物料过滤，分离出浸出渣和浸出液；浸出渣为脱汞渣，经毒性浸出实验，含汞0.012mg/L；浸出液中含汞45.5mg/L，汞的浸出率达到96.5％；
向浸出液中加入沉淀剂硫化亚铁，加入量按硫化亚铁为TCCA总质量的50％，然后在搅拌条件下进行沉淀反应，时间30min，沉淀反应后的物料经过静置和过滤，分离出沉淀和滤液；沉淀中的固体成分按质量百分比含汞16.8％，汞的沉淀率大于99％；沉淀集中封存处理；
滤液补充氧化剂和pH调整剂后，作为浸出溶液循环使用。
实施例2
方法同实施例1，不同点在于：
(1)浸出溶液中TCCA的浓度为1g/L，HCl的浓度为3.5g/L；采用的汞尾矿为汞矿山浮选工艺获得的的浮选尾矿，含汞为187g/t，83.5％的颗粒小于150μm，主要脉石成分为石英和白云石，汞以辰砂形式存在，不需经过磨矿处理；
(2)浸出时间15min；浸出渣含汞0.03mg/L，浸出液经毒性浸出实验测得含汞71.6mg/L，汞的浸出率达到95.7％；
(3)硫化亚铁为TCCA总质量的40％，沉淀反应时间35min；沉淀中的固体成分按质量百分比含汞18.7％，汞的沉淀率大于99％。
实施例3
方法同实施例1，不同点在于：
(1)浸出溶液中TCCA的浓度为1.5g/L，HCl的浓度为4.5g/L；采用的汞尾矿为汞矿山浮选工艺获得的的浮选尾矿，含汞为306g/t，71.0％的颗粒小于150μm，主要脉石成分为石英和白云石，汞以辰砂形式存在，不需经过磨矿处理；
(2)浸出时间15min；每升浸出溶液中汞尾矿的加入量为0.2kg，即1kg汞尾矿置于5L浸出溶液中；浸出渣经毒性浸出实验测得含汞0.015mg/L，浸出液中含汞57.2mg/L，汞的浸出率达到93.4％；
(3)硫化亚铁为TCCA总质量的25％，沉淀反应时间40min；沉淀中的固体成分按质量百分比含汞17.1％，汞的沉淀率大于99％。
实施例4
方法同实施例1，不同点在于：
(1)采用实施例3中的滤液，补充氧化剂和pH调整剂，制成的浸出溶液中TCCA的浓度为1.5g/L，HCl的浓度为4.5g/L；采用的汞尾矿为汞矿山浮选工艺获得的的浮选尾矿，含汞为580g/t，86.7％的颗粒小于150μm，主要脉石成分为石英和白云石，汞以辰砂形式存在，不需经过磨矿处理；
(2)浸出时间15min；每升浸出溶液中汞尾矿的加入量为0.25kg，即1kg汞尾矿置于4L浸出溶液中；浸出渣含汞0.014mg/L，浸出液经毒性浸出实验测得含汞为107.2mg/L，汞的浸出率达到92.4％；
(3)硫化亚铁为TCCA总质量的30％，沉淀反应时间40min；沉淀中的固体成分按质量百分比含汞31.2％，汞的沉淀率大于99％。

Claims (5)

1.一种氧化浸出处理汞尾矿的方法，其特征在于按以下步骤进行：
（1）将氧化剂TCCA和pH调整剂盐酸溶于水中，制成浸出溶液，浸出溶液中TCCA的浓度为0.5~1.5g/L，HCl的浓度为3~4.5g/L；
（2）将汞尾矿置于浸出溶液中，在搅拌条件下进行浸出，浸出时间10~15min，浸出完成后获得浸出物料；其中每升浸出溶液中汞尾矿的加入量为0.2~0.4kg；
（3）将浸出物料过滤，分离出浸出渣和浸出液；向浸出液中加入沉淀剂硫化亚铁，然后在搅拌条件下进行沉淀反应，时间至少30min，沉淀反应后的物料经过静置和过滤，分离出沉淀和滤液；其中加入量按硫化亚铁为TCCA总质量的25~50%。
2.根据权利要求1所述的一种氧化浸出处理汞尾矿的方法，其特征在于所述的汞尾矿中Hg含量为100~600g/t。
3.根据权利要求1所述的一种氧化浸出处理汞尾矿的方法，其特征在于所述的浸出渣为脱汞渣，按国标GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别标准》，以及国标HJT299-2007《固体废物浸出毒性浸出方法》，测得汞含量<0.1mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种氧化浸出处理汞尾矿的方法，其特征在于所述的沉淀中的固体成分按质量百分比含汞>15%，集中封存处理。
5.根据权利要求1所述的一种氧化浸出处理汞尾矿的方法，其特征在于所述的滤液补充氧化剂和pH调整剂后，返回步骤（1）循环使用。
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