CN114289451A - 一种超声协同so2降解黄金氰化尾渣的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超声协同SO2降解黄金氰化尾渣的方法，属于固体废物污染控制领域。本发明包括超声浆化和超声协同曝气破氰，超声协同破氰中SO2‑空气能将空气处理为活性氧[O]，活性氧具有较强的氧化能力能将氰化物氧化成氰酸盐进而水解生成氨，从而实现氰化尾渣的安全解控，超声粉碎作用促使SO2‑空气粉碎成微气泡，增加单位时间内SO2‑空气溶解量，产生更多的[O]，超声同时能够降低SO2‑空气反应活化能，在溶液中产生更多的[O]，并伴随空化泡崩溃的冲击波进入水中，氧化性增强，尾渣中的氰化物快速分解。本发明利用超声波的机械和空化效应来强化[O]的产生，可取代催化剂的加入，降低处理成本和渣量，降低SO2耗量，提高黄金氰化尾渣降氰效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种超声协同SO2降解黄金氰化尾渣的方法，属于固体废物污染控制领域。
背景技术
目前国内外金矿石氰化浸出渣脱氰处理方法包含臭氧氧化法、固液分离洗涤法、高温水解法、二氧化硫-空气氧化法等。费运良等采用固液分离洗涤法和臭氧氧化法2种方法联合对氰化尾矿浆进行无害化处理，联合处理后氰化尾矿浆液相中主要污染物质量浓度均达到GB8978-1996《污水综合排放标准》三级标准要求可以作为充填骨料进行回用。福建省双旗山矿业有限责任公司根据自身氰化渣(含硫高、含有300-400mg/L的氰化物)的特点以及现有的环保要求，采用蒸压水解尾渣氰化物的工艺方法，在温度170-190℃条件下开始保温12个小时，处理后氰化渣pH为7-9，渣的毒性浸出液中氰化物浓度<1mg/L。于艳杰等采用二氧化氢氧化—硫酸亚铁配合沉淀工艺无毒化处置银矿石氰化浸出渣，浸出滤渣中未检测到氰，滤液中氰质量浓度达0.4mg/L，达到GB8978-1996一级排放标准。但上述臭氧氧化法、固液分离洗涤法、高温水解法处理成本较高，处理过程复杂，操作工序复杂。
氰化尾矿WAST非均相治理技术中，产生的[O]实效短，处理效果不明显，工业操作时往往需要加入催化离子，增加处理成本和渣量。
发明内容
本发明针对二氧化硫-空气法处理黄金氰化尾渣需加催化剂的问题，提供一种超声协同SO2降解黄金氰化尾渣的方法，利用超声波的机械和空化效应来强化[O]的产生，可取代催化剂的加入，降低处理成本和渣量，降低SO2耗量，提高黄金氰化尾渣降氰效率。
一种超声协同SO2降解黄金氰化尾渣的方法，具体步骤如下：
1)在温度为30～60℃、超声强化条件下，黄金氰化尾渣加水调浆，并调节pH值为7.5～14得到黄金氰化尾渣浆化液；
2)黄金氰化尾渣浆化液经超声浆化处理10～60min，通入SO2和空气的混合气体，超声协同曝气破氰反应30～60min，液固分离；
所述步骤1)黄金氰化尾渣中总氰化物含量为6～200mg/L，铜含量为10～150mg/L，锌含量为10～150mg/L，铅含量为1～150mg/L，砷含量为0.01～50mg/L，汞含量为0.1～50mg/L；
所述步骤1)黄金氰化尾渣浆化液的液固质量比为1:3～3:1，超声强度为1～15W/cm2；
所述步骤2)超声强度为1～15W/cm2，SO2和空气的体积比为1:2～2:1；
所述SO2和空气的混合气体通过超声探头头部曝气；
进一步的，所述超声探头包括外壳1、一级变幅杆2、二级变幅杆5、超声工具头6、变幅杆外壳7，外壳1的底端与一级变幅杆2的顶端固定连接，一级变幅杆2的底端通过法兰3与二级变幅杆5的顶端连接，二级变幅杆5底端固定设置有若干节超声工具头6，变幅杆外壳7套设在超声工具头6外侧，变幅杆外壳7均匀开设有若干个出气孔8，变幅杆外壳7的顶端设置有与变幅杆外壳7内部腔体连通的进气管4；
所述出气孔8为减缩的喷头结构。
本发明包括超声浆化和超声协同曝气破氰，超声协同破氰中SO2-空气能将空气处理为活性氧[O]，活性氧具有较强的氧化能力能将氰化物氧化成氰酸盐进而水解生成氨，从而实现氰化尾渣的安全解控，由于SO2-空气直接作用产的[O]实效短，生成的活性氧在有效时间内未与CN-相遇，就会与SO3 2-反应生成硫酸，于是利用超声粉碎作用促使SO2-空气粉碎成微气泡，增加单位时间内SO2-空气溶解量，产生更多的[O]，超声同时能够降低SO2-空气反应活化能，在溶液中产生更多的[O]，并伴随空化泡崩溃的冲击波进入水中，氧化性增强，尾渣中的氰化物快速分解；反应式为
本发明的有益效果是：
(1)本发明利用超声机械效应强化黄金氰化尾渣浆液的浆化，使浆化更均匀；
(2)本发明利用超声波的机械和空化效应来强化[O]的产生，可取代催化剂的加入，降低处理成本和渣量，降低SO2耗量，提高黄金氰化尾渣降氰效率。
附图说明
图1为超声探头结构示意图；
图2为超声协同曝气破氰示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
本发明实施例中超声探头(见图1)包括外壳1、一级变幅杆2、二级变幅杆5、超声工具头6、变幅杆外壳7，外壳1的底端与一级变幅杆2的顶端固定连接，一级变幅杆2的底端通过法兰3与二级变幅杆5的顶端连接，二级变幅杆5底端固定设置有若干节超声工具头6，变幅杆外壳7套设在超声工具头6外侧，变幅杆外壳7均匀开设有若干个出气孔8，变幅杆外壳7的顶端设置有与变幅杆外壳7内部腔体连通的进气管4；出气孔8为减缩的喷头结构；(见图1)；
本发明超声协同曝气破氰示意图见图2，反应式为
超声协同破氰中SO2-空气能将空气处理为活性氧[O]，活性氧具有较强的氧化能力能将氰化物氧化成氰酸盐进而水解生成氨，从而实现氰化尾渣的安全解控，由于SO2-空气直接作用产的[O]实效短，生成的活性氧在有效时间内未与CN-相遇，就会与SO3 2-反应生成硫酸，于是利用超声粉碎作用促使SO2-空气粉碎成微气泡，增加单位时间内SO2-空气溶解量，产生更多的[O]，超声同时能够降低SO2-空气反应活化能，在溶液中产生更多的[O]，并伴随空化泡崩溃的冲击波进入水中，氧化性增强，尾渣中的氰化物快速分解。
实施例1：一种超声协同SO2降解黄金氰化尾渣的方法，具体步骤如下：
1)在温度为30℃、超声强度为1W/cm2的强化条件下，黄金氰化尾渣加水调浆，并利用盐酸和氢氧化钠调节pH值为7.5得到黄金氰化尾渣浆化液；其中黄金氰化尾渣中总氰化物含量为6mg/L，铜含量为10mg/L，锌含量为10mg/L，铅含量为1mg/L，砷含量为0.01mg/L，汞含量为0.1mg/L；黄金氰化尾渣浆化液的液固质量比为1:3；
2)黄金氰化尾渣浆化液经超声浆化处理10min，通过超声探头头部曝气通入SO2和空气的混合气体，超声协同曝气破氰反应30min，液固分离得到滤液和滤渣；其中超声强度为1W/cm2，SO2和空气的体积比为1:2；
本实施例滤渣毒性浸出结果见表1；
表1滤渣毒性浸出结果
标准为HJ 943-2018《黄金行业氰渣污染技术规范》
本实施例黄金氰化尾渣降氰效率为84.17％。
实施例2：一种超声协同SO2降解黄金氰化尾渣的方法，具体步骤如下：
1)在温度为40℃、超声强度为5W/cm2的强化条件下，黄金氰化尾渣加水调浆，并利用盐酸和氢氧化钠调节pH值为8得到黄金氰化尾渣浆化液；其中黄金氰化尾渣中总氰化物含量为41mg/L，铜含量为30.3mg/L，锌含量为10.11mg/L，铅含量为4.38mg/L，砷含量为0.03mg/L，汞含量为4.2mg/L；黄金氰化尾渣浆化液的液固质量比为2:3；
2)黄金氰化尾渣浆化液经超声浆化处理30min，通过超声探头头部曝气通入SO2和空气的混合气体，超声协同曝气破氰反应45min，液固分离得到滤液和滤渣；其中超声强度为5W/cm2，SO2和空气的体积比为1:1；
本实施例滤渣毒性浸出结果见表2；
表2滤渣毒性浸出结果
标准为HJ 943-2018《黄金行业氰渣污染技术规范》
本实施例黄金氰化尾渣降氰效率为99.53％。
实施例3：一种超声协同SO2降解黄金氰化尾渣的方法，具体步骤如下：
1)在温度为60℃、超声强度为15W/cm2的强化条件下，黄金氰化尾渣加水调浆，并利用盐酸和氢氧化钠调节pH值为14得到黄金氰化尾渣浆化液；其中黄金氰化尾渣中总氰化物含量为200mg/L，铜含量为150mg/L，锌含量为150mg/L，铅含量为150mg/L，砷含量为50mg/L，汞含量为50mg/L；黄金氰化尾渣浆化液的液固质量比为3:1；
2)黄金氰化尾渣浆化液经超声浆化处理60min，通过超声探头头部曝气通入SO2和空气的混合气体，超声协同曝气破氰反应60min，液固分离得到滤液和滤渣；其中超声强度为15W/cm2，SO2和空气的体积比为2:1；
本实施例滤渣毒性浸出结果见表3；
表3滤渣毒性浸出结果
标准为HJ 943-2018《黄金行业氰渣污染技术规范》
本实施例黄金氰化尾渣降氰效率为98.4％。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种超声协同SO2降解黄金氰化尾渣的方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)在温度为30～60℃、超声强化条件下，黄金氰化尾渣加水调浆，并调节pH值为7.5～14得到黄金氰化尾渣浆化液；
2)黄金氰化尾渣浆化液经超声浆化处理10～60min，通入SO2和空气的混合气体，超声协同曝气破氰反应30～60min，液固分离。
2.根据权利要求1所述超声协同SO2降解黄金氰化尾渣的方法，其特征在于：步骤1)黄金氰化尾渣中总氰化物含量为6～200mg/L，铜含量为10～150mg/L，锌含量为10～150mg/L，铅含量为1～150mg/L，砷含量为0.01～50mg/L，汞含量为0.1～50mg/L。
3.根据权利要求1所述超声协同SO2降解黄金氰化尾渣的方法，其特征在于：步骤1)黄金氰化尾渣浆化液的液固质量比为1:3～3:1，超声强度为1～15W/cm2。
4.根据权利要求1所述超声协同SO2降解黄金氰化尾渣的方法，其特征在于：步骤2)超声强度为1～15W/cm2，SO2和空气的体积比为1:2～2:1。
5.根据权利要求1所述超声协同SO2降解黄金氰化尾渣的方法，其特征在于：SO2和空气的混合气体通过超声探头头部曝气。
6.根据权利要求5所述超声协同SO2降解黄金氰化尾渣的方法，其特征在于：超声探头包括外壳(1)、一级变幅杆(2)、二级变幅杆(5)、超声工具头(6)、变幅杆外壳(7)，外壳(1)的底端与一级变幅杆(2)的顶端固定连接，一级变幅杆(2)的底端通过法兰(3)与二级变幅杆(5)的顶端连接，二级变幅杆(5)底端固定设置有若干节超声工具头(6)，变幅杆外壳(7)套设在超声工具头(6)外侧，变幅杆外壳(7)均匀开设有若干个出气孔(8)，变幅杆外壳(7)的顶端设置有与变幅杆外壳(7)内部腔体连通的进气管(4)。
7.根据权利要求6所述超声协同SO2降解黄金氰化尾渣的方法，其特征在于：出气孔(8)为减缩的喷头结构。
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