CN112340951B - 一种氰化炼金污泥的治理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氰化炼金污泥的治理工艺，包括将氰化炼金污泥置入流化床内，将液态雾化后的破氰药剂或气态的破氰药剂通入所述的流化床内，氰化炼金污泥在40‑240℃的温度下，与破氰药剂反应40‑240分钟，从所述的流化床内排出完成处理的污泥。本发明使用的设备体积较小，占地较小，工艺过程较短，用水极少，不易造成二次污染的氰化炼金污泥的干法或半干法治理工艺，含氰污泥反应时分散均匀，反应彻底，且破氰和干燥可以在一台设备内完成。

Description

一种氰化炼金污泥的治理工艺

技术领域

本发明属于污泥处理、危废、冶金及环保领域，具体涉及一种氰化炼金污泥的治理工艺。

背景技术

我国是黄金生产大国，年产黄金约200t。金元素在矿石中的品位较低，一般情况下，每吨矿石只有几克到几十克金的品位。在开采黄金的过程中要用氰化物（如氰化钠）作为溶剂去提取黄金。因此，在生产黄金的同时，大量的氰化物随废水和废弃污泥排放而污染环境。

氰化物属于剧毒物质，对人致死量为0.15-0.2g左右，极少量的氰化物也会使鱼类和水生生物中毒死亡。长期以来人们一直致力于无毒或轻毒溶剂代替剧毒溶剂氰化物的研究，迄今为止虽然已研究出了几种代替氰化物的溶剂用于对黄金的提取但效果并不理想。实践证明，氰化物仍是有效、可靠的黄金提取溶剂。它具有提取黄金回收率高、对矿石适应性强、操作方法简单、便于生产等特点。因此.利用氰化物提取黄金成为国内外黄金生产中普遍采用的方法，同时也就不可避免地在黄金开采生产中产生大量含氰废水和含氰污泥。

由环保部联合国家发改委和公安部发布的新版《国家危险废物名录》（以下简称《名录》）自2016年8月1日起施行，其中将“采用氰化物进行黄金选矿过程中产生的氰化尾渣”定为危险废物，而根据《中华人民共和国环境保护税法》（以下简称《环保税法》，将于2018年1月1日起执行）的相关规定，将对危险废物征收1000元/吨的环境保护税，因此，对金矿生产中含氰废水和含氰污泥的处理研究尤为必要。

氰化物是氰化法提金必不可少的药剂。常用的氰化物药剂有NaCN、KCN、NH₄CN、CaCN₂及氰熔物。氰熔物是一种廉价氰化物，有用成分为45% CaCN₂，其余为可溶性硫化物、碳及不溶物等杂质，在使用前要通过强力搅拌溶液并向其中添加铅盐使硫化物变成硫化铅沉淀，澄清的溶液用于氰化作业。选择氰化物时，要考虑选用的氰化物对金的相对溶解能力、稳定性、所含杂质对工艺的影响、价格及供货的可靠性等。氰化物获得相等溶解能力的相对消耗量：KCN>NaCN>Ca(CN)₂> NH₄CN；氰化物在含有二氧化碳的空气中能被分解为HCN，其稳定性：KCN>NaCN> NH₄CN> Ca(CN)₂。在工业生产中最常使用的是NaCN。应当指出的是，按氰化溶金的基本反应式，溶解1克金理论上仅需0.49克NaCN，但在实际生产中，由于机械和化学损失，实际的消耗量是理论消耗量的200倍以上。

这些过量的氰化物，随着氰化炼金后的废液和污泥排出，造成很大的环境隐患。随着国家环保力度的加强，原有尾矿库、排渣场等氰化污泥贮存场所建设是按照Ⅱ类一般固废贮存标准建设的而氰化污泥明确为危险废物后，意味着氰化污泥的堆存场所将不再符合有关环保要求。如果对现有尾矿库、排渣场等进行整改，涉及到征地、赔偿、建设以及环境评估等一系列问题，整改工程量、投资巨大，无法在短期内完成，严重影响企业正常生产，极大的增加企业负担，导致企业无法运营。因此需要加大对这些氰化炼金后的污泥的处理力度，目前治理这种氰化炼金后的污泥，往往采用湿法工艺，通常用的工艺如下：将污泥补水，浸渣，造浆后输入一大型反应器中，加入破氰药剂反应分解掉CN-，其后通过板块压滤、离心分离等手段进行分离，治理后的污泥CN-等有害物达标后，进入后续处理。

比较常用的破氰方法有：碱氯法、酸氯法、因科法、中和法、臭氧法、电解法、离子交换法、活性炭催化氧化法、生物法等。这些湿法治理的工艺，往往存在设备体积大，占地大，工艺过程较长，循环水量大，过程中的跑冒滴漏容易造成二次污染等缺陷，同时含氰污泥在液相中可能出现结团等现象，导致内部氰化物反应不彻底，影响治理效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种氰化炼金污泥的治理工艺，特别是涉及一种干法或半干法的治理工艺。

为达到上述目的，本发明采用的一个技术方案是：

一种氰化炼金污泥的治理工艺，包括将氰化炼金污泥置入流化床内，将液态雾化后的破氰药剂或气态的破氰药剂通入所述的流化床内，氰化炼金污泥在40-240℃的温度下，与破氰药剂反应40-240分钟，从所述的流化床内排出完成处理的污泥。

优选地，所述的流化床为振动流化床、搅拌流化床、离心流化床、脉冲流化床、热泵流化床。

进一步优选地，所述的流化床为振动流化床、搅拌流化床反应器。

流态化床，简称流化床，是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器，其传质传热效能高，而且床内温度易于维持均匀，大量固体颗粒可方便地往来输送，可以消除内扩散阻力，含氰污泥反应时分散均匀，反应彻底，能充分发挥药剂的效能。

振动流化床（vFB）就是在普通流化床上施加振动而成，在输料板上放上一层物料（粉状、粒状、条状等），对输料板施以振动，当振动加速度大于重力加速度时，料层开始膨胀，出现所谓的振动流态化状态，这时放在输料板上的物料产生强烈的混和，并且很容易作水平和倾斜移动，由于床层的强烈振动，传热和传质的阻力减小，提高了振动流化床的反应速率，同时使不易流化或流化时易产生大量夹带的块团性或高分散物料也能顺利反应，克服了普通流化床易产生返混、沟流、粘壁等现象。

搅拌流化床是在流化床内装设搅拌器，使某些湿颗粒物料或易凝聚成团的物料也能采用流化反应，搅拌流化床具有下列优点：首先，扩大了流态化反应的应用范围，适合于湿含量较大、在热气流中不易分散的物料或者在反应过程中可能结块的物料的反应；其次，可以有效避免沟流、腾涌和死床现象，获得均匀的流化状态，改善了流化质量，从而提高了热质传递强度和反应速度。

优选地，所述的破氰药剂为NaClO、NaClO₂、H₂O₂、O₃、芬顿试剂、SO₂、Na₂S₂O₅中的一种或混合物，或其它可以与CN^-反应的氧化性或还原性物质也可。可能涉及到的化学反应，包括但不限于以下：

CN^-+H₂O₂→CNO^-+H₂O；

CN^- +SO₂+O₂+H₂O→CNO^- + H₂SO₄；

CNO^-+2H₂O→HCO₃-+ NH₃；

CN^-+O₃→CNO^-+O₂；

2CNO^-+3O₃+H₂0→2HCO₃ ^-+3O₂+N₂；

CN^-+ClO-+H₂O→CNCl+2OH^-；

CNCl+2OH^-→CNO^-+Cl^-+H₂O；

2CNO^-+3 ClO^-+H₂O→3Cl^-+N₂+2CO₂+2OH^-；

优选地，所述的破氰药剂的加入量与氰化炼金污泥中氰化物的摩尔比为0.5-10：1。

进一步优选地，所述的破氰药剂的加入量与氰化炼金污泥中氰化物的摩尔比为0.5-6：1。

优选地，所述的工艺还包括向所述的流化床内通入液压雾化后的催化剂。

进一步优选地，所述的催化剂为Cu²⁺离子。

进一步优选地，所述的催化剂为硫酸铜。

优选地，所述的工艺还包括向所述的流化床内通入空气，对所述的流化床排出的气体经处理后再循环通入所述的流化床。

优选地，所述的流化床内气体流速/最小流化速度为0.5-10倍。

进一步优选地，所述的流化床内气体流速/最小流化速度为1.2-4倍。

优选地，氰化炼金污泥在所述的流化床内的反应温度为60-200℃。

优选地，氰化炼金污泥在所述的流化床内的反应时间为20-120分钟。

优选地，所述的氰化炼金污泥的粒径为0.01-2mm。

为达到上述目的，本发明采用的另一个技术方案是：

一种氰化炼金污泥的治理工艺，包括：

选择液态NaClO、NaClO₂、H₂O₂、O₃、芬顿试剂、SO₂、Na₂S₂O₅中的一种或混合物，或其它可以与CN^-反应的氧化性或还原性物质作为破氰药剂，破氰药剂的加入量与氰化炼金污泥中氰化物的摩尔比为0.5-10：1，优选为0.5-6：1，选择催化剂，通常采用Cu²⁺离子，如硫酸铜，

将氰化炼金污泥自进料口投入流化床内，流化床为振动流化床、搅拌流化床、离心流化床、脉冲流化床、热泵流化床，优选流化床为振动流化床、搅拌流化床反应器，将液态雾化后的破氰药剂、有必要的情况下添加少量水或催化剂后持续、均匀喷入流化床内，以风机向流化床中鼓入空气，保持温度40-240℃，优选60-200℃，流化床内气体流速/最小流化速度为0.5-10倍，优选为1.2-4倍，期间流化床排出的气体经旋风分离器除尘后由排风口排出，回到前面的风机循环，经过40-240分钟反应后，优选20-120分钟，在流化床反应器中净化后的氰化炼金污泥从排料口排出。

为达到上述目的，本发明采用的另一个技术方案是：

一种氰化炼金污泥的治理工艺，包括：

选择气态NaClO、NaClO₂、H₂O₂、O₃、芬顿试剂、SO₂、Na₂S₂O₅中的一种或混合物，或其它可以与CN^-反应的氧化性或还原性物质作为破氰药剂，破氰药剂的加入量与氰化炼金污泥中氰化物的摩尔比为0.5-10：1，优选为0.5-6：1，选择催化剂，通常采用Cu²⁺离子，如硫酸铜，

将氰化炼金污泥自进料口投入流化床内，流化床为振动流化床、搅拌流化床、离心流化床、脉冲流化床、热泵流化床，优选流化床为振动流化床、搅拌流化床反应器，有必要的情况下添加少量催化剂溶液雾化后持续、均匀喷入流化床内，以风机向流化床内鼓入空气及气态破氰药剂，保持温度40-240℃，优选60-200℃，流化床内气体流速/最小流化速度为0.5-10倍，优选为1.2-4倍，期间流化床排出的气体经旋风分离器除尘后由排风口排出，回到前面的风机循环，必要时补充一定量的气态破氰药剂，经过40-240分钟反应后，优选20-120分钟，在流化床反应器中净化后的氰化炼金污泥从排料口排出。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明使用的设备体积较小，占地较小，工艺过程较短，用水极少，不易造成二次污染的氰化炼金污泥的干法或半干法治理工艺，含氰污泥反应时分散均匀，反应彻底，且破氰和干燥可以在一台设备内完成。

附图说明

附图1为本实施例的工艺流程图。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

将1公斤粒径为0.05-1mm、含水量25%（质量百分比）及含氰500ppm（质量）的氰化炼金污泥自进料口进入一振动流化床内，同时将次氯酸钠含量/污泥中氰化物摩尔比=2-4:1的添加了氢氧化钠（添加氢氧化钠至该液体PH值12-14）的次氯酸钠10%（质量）浓度液体雾化后持续、均匀喷入该振动流化床内，以风机向振动流化床内鼓入空气，控制振动流化床内气体流速为污泥最小流化速度的1.5-3.0倍，保持振动流化床内温度为60-120℃，期间振动流化床排出气体经旋风分离器除尘后由排风口排出，回到前面的风机循环，经过40-70分钟反应后，在振动流化床内净化后的氰化炼金污泥从排料口排出，排出的净化后污泥含水量≤2%（质量百分比），含氰量≤3ppm，氰化物去除率≥99%。

实施例二：

将1公斤粒径0.1-1.5mm、含水量20%（质量百分比）及含氰600ppm（质量）的氰化炼金污泥自进料口进入一振动流化床内，同时将亚氯酸钠含量/污泥中氰化物摩尔比=1.5-5:1的补水至亚氯酸钠10%（质量）浓度液体雾化后持续、均匀喷入该流化床内，以风机向振动流化床内鼓入空气，控制振动流化床内气体流速为污泥最小流化速度的1.6-2.8倍，保持振动流化床内温度为90-160℃，期间振动流化床排出气体经旋风分离器除尘后由排风口排出，回到前面的风机循环，经过30-80分钟反应后，在振动流化床内净化后的氰化炼金污泥从排料口排出，排出的净化后污泥含水量≤1%（质量百分比），含氰量≤2ppm，氰化物去除率≥99%。

实施例三：

将1公斤粒径0.01-2mm、含水量18%（质量百分比）及含氰400ppm（质量）的氰化炼金污泥自进料口进入一振动流化床反应器内，同时将次氯酸钠：亚氯酸钠：污泥中氰化物摩尔比=0.8-2.5: 0.8-2.5:1的添加了氢氧化钠（添加氢氧化钠至该液体PH值12-14）的次氯酸钠与亚氯酸钠总浓度10%（质量）液体雾化后持续、均匀喷入该振动流化床内，以风机向振动流化床内鼓入空气，控制振动流化床内气体流速为污泥最小流化速度的1.5-3.0倍，保持振动流化床内温度为60-120℃，期间振动流化床排出气体经旋风分离器除尘后由排风口排出，回到前面的风机循环，经过40-70分钟反应后，在振动流化床内净化后的氰化炼金污泥从排料口排出，排出的净化后污泥含水量≤1%（质量百分比），含氰量≤1ppm，氰化物去除率≥99%。

实施例四：

将1公斤粒径0.3-0.6mm、含水量25%（质量百分比）及含氰500ppm（质量）的氰化炼金污泥自进料口进入一搅拌流化床反应器内，同时将臭氧：污泥中氰化物摩尔比=1.2-3:1的臭氧通入搅拌流化床，以风机向搅拌流化床内鼓入空气，控制搅拌流化床内气体流速为污泥最小流化速度的1.8-3.0倍，保持搅拌流化床内温度为100-200℃，期间搅拌流化床排出气体经旋风分离器除尘后由排风口排出，回到前面的风机循环，经过20-60分钟反应后，在搅拌流化床内净化后的氰化炼金污泥从排料口排出，排出的净化后污泥含水量≤1%（质量百分比），含氰量≤5ppm，氰化物去除率≥99%。

实施例五：

将1公斤粒径0.2-0.8mm、含水量21%（质量百分比）及含氰600ppm（质量）的氰化炼金污泥自进料口进入一搅拌流化床反应器内，同时将SO₂：污泥中氰化物摩尔比=1.2-3:1的SO₂通入搅拌流化床，将CuSO₄：SO₂摩尔比=0.01-0.1:1的10% CuSO₄溶液雾化后持续、均匀喷入搅拌流化床中，以风机向搅拌流化床内鼓入空气，控制搅拌流化床内气体流速为污泥最小流化速度的1.5-3.5倍，保持搅拌流化床内温度为120-200℃，期间搅拌流化床排出气体经旋风分离器除尘后由排风口排出，回到前面的风机循环，经过60-100分钟反应后，在搅拌流化床内净化后的氰化炼金污泥从排料口排出，排出的净化后污泥含水量≤1%（质量百分比），含氰量≤5ppm，氰化物去除率≥99%。

实施例六：

将1公斤粒径0.1-0.7mm、含水量20%（质量百分比）及含氰300ppm（质量）的氰化炼金污泥自进料口进入一振动流化床反应器内，同时将Na₂S₂O₅：污泥中氰化物摩尔比=0.8-3:1的Na₂S₂O₅配置成10%（质量百分比）溶液，然后加入CuSO₄：Na₂S₂O₅摩尔比=0.005-0.1:1的CuSO₄溶解于该溶液，将它们雾化后持续、均匀喷入振动流化床中，以风机向振动流化床内鼓入空气，控制振动流化床内气体流速为污泥最小流化速度的1.8-3.6倍，保持振动流化床内温度为90-160℃，期间振动流化床排出气体经旋风分离器除尘后由排风口排出，回到前面的风机循环，经过70-110分钟反应后，在振动流化床内净化后的氰化炼金污泥从排料口排出，排出的净化后污泥含水量≤1%（质量百分比），含氰量≤2.5ppm，氰化物去除率≥99%。

对比例：

将如实施例一的粒径0.05-1mm、含水量25%（质量百分比）及含氰500ppm（质量）的氰化炼金污泥，补水5-20倍、浸渣，造浆后输入一反应器中，在其中加入次氯酸钠含量/污泥中氰化物摩尔比=（2-4）:1的添加了氢氧化钠（添加氢氧化钠至该液体PH值12-14）的次氯酸钠10%（质量）浓度液体搅拌，经过40-70分钟反应后，通过板块压滤、离心分离等手段进行分离，分离后污泥含水量≤15%（质量百分比），含氰量≤20ppm，氰化物去除率≥96%。其设备体积大，占地大，工艺过程较长，循环水量大，过程中的跑冒滴漏容易造成二次污染。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种氰化炼金污泥的治理工艺，其特征在于：由以下步骤组成：将氰化炼金污泥置入流化床内，将液态雾化后的破氰药剂或气态的破氰药剂、液压雾化后的催化剂通入所述的流化床内，所述的破氰药剂为O₃、芬顿试剂、SO₂、Na₂S₂O₅中的一种或混合物，所述的破氰药剂的加入量与氰化炼金污泥中氰化物的摩尔比为0.5-10：1，期间向流化床内通入空气，对流化床排出的气体经处理后再循环通入流化床，氰化炼金污泥在40-240℃的温度下，与破氰药剂反应40-240分钟，从所述的流化床内排出完成处理的污泥。

2.根据权利要求1所述的氰化炼金污泥的治理工艺，其特征在于：所述的流化床为振动流化床、搅拌流化床、离心流化床、脉冲流化床、热泵流化床。

3.根据权利要求1所述的氰化炼金污泥的治理工艺，其特征在于：所述的催化剂为Cu²⁺离子。

4.根据权利要求1所述的氰化炼金污泥的治理工艺，其特征在于：所述的流化床内气体流速/最小流化速度为0.5-10倍。

5.根据权利要求1所述的氰化炼金污泥的治理工艺，其特征在于：氰化炼金污泥在所述的流化床内的反应温度为60-200℃。

6.根据权利要求1所述的氰化炼金污泥的治理工艺，其特征在于：氰化炼金污泥在所述的流化床内的反应时间为20-120分钟。