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黃金工業廢水處理技術

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  隨著中國國民經濟穩定發展的需要,今後黃金發展戰略逐步向礦産資源相對豐富,但生態環境相當脆弱的中、西部及沿海流域等環境敏感區域轉移,同時黃金資源開發已從易處理資源開始迅速轉移到含砷、硫及複雜金屬的難處理金礦資源領域。氰化提金技術的普及和黃金開發戰略導向會引發黃金工業所産生的含氰、砷及重金屬廢水在黃金開發的局部地區加劇環境汙染,可能從陸地蔓延到近海水域,從地表水延伸到地下水,從一般汙染物擴大到有毒、有害難降解汙染物,形成點源與面源汙染共存、各種新舊汙染和二次汙染的複合態勢。

  一、的來源及特點

  隨著黃金工業的快速發展,氰化提金工藝已發展成爲:全泥氰化—炭漿/鋅粉置換工藝、金精礦氰化—炭漿/鋅粉置換工藝、生物氧化預處理/焙燒預處理—氰化—炭漿/鋅粉置換工藝、堆浸—炭吸附工藝,含氰汙染物主要以尾礦漿、廢液及廢渣形式外排到環境中。由于提金工藝的不同,汙染物排放的形式也不同。各種提金工藝的廢水特點比較見下圖。

 

  二、氰化物傳統治理技術

  (一)堿氯法

  堿氯法(氯氣法、液氯法、漂白粉法、二氧化氯法)進行的氰化物氧化處理,是一種簡單、易行、成熟的方法。其主要優點是反應迅速且完全,處理後氰化物較容易達到排放標准,藥劑來源較廣等;主要缺點是成本高,氰化物沒有被回收,有二次汙染等。

  (二)酸化法

  酸化法(酸化—揮發—中和法)目的在于回收氰化物,使之再循環利用。,其主要優點是運轉費用低且處理量大等。

  (三)自然淨化法

  自然淨化就是將含氰汙水排至尾礦壩,利用稀釋、揮發、生物降解、氧化、沈澱吸附及陽光曝曬分解等自然作用,使氰化物清除,減少環境汙染。在初建氰化廠時,一般均采用該方法,但大多數金礦廢水達不到排放標准,尤其在冬季,由于冰層的複蓋,使自淨作用大大的減慢。同時,氰酸鹽、金屬絡合物不能自然分解。因此,該方法受到地形、氣候等自然條件制約。

  三、氰化物治理新技術

  (一)OOT法

  在國內外OOT法一般被視爲處理汙染物的新技術。長春黃金研究院采用該方法針對含氰尾礦漿和含氰廢水進行了近10年的研究。OOT法優點是可以兼顧治理礦山的多種廢水,在深度處理尾礦庫外排含氰廢水同時,又可以治理生活汙水,還可以淨化高濃度循環廢水。

  (二)因科法(SO2-空氣法)

  因科法(SO2-空氣法)是由加拿大因科金屬有限公司研發的,其優點是操作簡單、安全可靠、較低的試劑消耗和費用、氰化物可達標外排,同時也適合于處理含氰尾礦漿等。該方法在國內由長春黃金研究院試驗後,首次應用于山東新城金礦,隨後金城金礦、夾皮溝礦業有限公司等許多黃金礦山應用于氰化物的深度處理,處理後的尾液均可達到國家排放標准。

  (三)過氧化氫氧化法

  過氧化氫氧化法處理黃金礦山含氰廢水技術是由美國杜邦公司于1974年完成研究的,隨後美國霍姆斯特克金礦采用過氧化氫法處理含氰廢水並獲得滿意效果。在國內,最早研究過氧化氫氧化法是長春黃金研究院,該研究成果1996年在山東省三山島金礦應用效果良好,但因過氧化氫價格過高以及來源有限而一直未能廣泛推廣應用。目前,僅有幾個礦山采用過氧化氫法作爲二級處理方法,處理經酸化回收法處理後的低質量濃度含氰廢水。

  (四)液膜萃取法

  液膜技術與傳統的溶劑萃取相比,液膜傳質具有以下優點:①傳質推動力大,所需分離級數少;②試劑消耗量少;③“上坡”效應。采用液膜法去除廢水中的氰化物,效率較高,並能回收氰化物,可連續逆流萃取,一次處理後即可達到排放標准。

  (五)生物氧化法

  生物氧化法是能夠清除不同類型工業汙水中氰化物的方法。該方法是能起分解作用的微生物培養過程,其缺點是淨化時間長,同時必須有氮化物,因而須加入氮化物充氣和補加含碳物質。長春黃金研究院采用該方法針對黃金礦山含氰廢水做了大量的試驗研究,其除氰效果非常理想,目前仍處于試驗階段。

  (六)全循環工藝———固液分離技術

  目前,國內外應用最廣的是全循環工藝。該方法優點是遊離氰化物可循環利用且綜合回收有價金屬。含氰廢水全循環工藝包括貧(濾)液全循環工藝和預處理全循環工藝兩種。其中,貧(濾)液全循環工藝國外應用得較早,國內最早應用全泥氰化—壓濾工藝是20世紀90年代初在山東平邑歸來莊金礦進行的,隨後遼甯排山樓金礦等逐漸地采用該工藝,其效果良好。氰化貧液在工藝中循環時,雜質離子隨著循環時間的延長逐漸積累,當其質量濃度達到某一極限值時,就會影響氰化效率,尤其是銅在氰化工藝流程中積累過多,則會嚴重幹擾整個工藝指標。爲保證最佳工藝指標,必須把雜質離子質量濃度控制在某一水平。因此,貧液要定期進行淨化後循環利用。貧液淨化循環利用工藝適用于氰化物及其它雜質質量濃度較高的廢水,由長春黃金研究院研制的該工藝裝置在遼甯朝陽冶煉廠和遼甯天利金業有限責任公司應用效果良好。

  (七)從硫氰酸鹽溶液中再生氰化物

  在國外,從硫氰酸鹽溶液中回收氰化物技術研究較多,加拿大研究得最早。在國內,從硫氰酸鹽溶液中回收氰化物技術研究較少,1988年長春黃金研究院采用電解法處理硫氰酸鹽廢液進行了大量的試驗;2003年,針對遼甯天利金業有限責任公司氰化貧液的特殊性,進行了很多系統試驗,研究了Cotl’s酸法從硫氰酸鹽溶液中回收氰化物技術及工藝。國內外從硫氰酸鹽溶液中再生氰化物研究現狀及應用情況見下圖。具體聯系或參見更多相關技術文檔術文檔。

 

  從國內外黃金工業廢水治理技術的應用現狀和發展趨勢分析,國內廢水處理技術與國外相比,除理論基礎研究上有一定的差距外,在相關設備的處理規模和新材料的制備上也有較大的差距。全循環工藝因遊離氰化物循環利用,有價金屬綜合回收,工藝過程簡單,成本低廉,濾渣對環境汙染小且容易管理而一直成爲黃金工業廢水治理的重要手段之一,膜技術的應用將是發展方向。堿氯法、過氧化氫法和因科法一直成爲氰化物深度治理的重要技術支撐,在低質量濃度含氰廢水治理領域裏OOT法更具有吸引力。生物技術、膜技術在此領域將具有良好的發展前景。廢水中的重金屬、砷、碲等有價金屬的綜合回收將大幅度降低環保治理成本,其中沈澱法、離子交換法、生物技術、膜技術將是主要的發展方向。(何豫川)

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