某矿山含氰废水处理方法的选择

谢桂芳 刘珊珊

紫金矿业集团股份有限公司 福建 龙岩市 364200

摘要 本文通过含氰废水的产生特点，结合生产实践，对比含氰废水处理各种方法优缺点，充分考虑环境效益、社会效应和经济效益选择可行的含氰废水处理方法。

关键词 矿山含氰废水；处理工艺；活性炭吸附

1 前言

水是不可替代的自然资源。是保证社会发展和人民生活的重要基础，是人类生存和生产活动不可缺少的物质和原料。

氰化法提金自1887年开始使用，至今已有多年的历史了，氰化法能够在常温、常压下浸出，具有浸出速度快、适用于多种含金矿石、浸出率高、药耗低、对设备无腐蚀的特点。

按含氰废水中氰化物含量的多少，含氰废水可分为高、中、低浓度三种含氰废水。高浓度含氰废水，一般指金精矿浸出产生的氰化物浓度在350mg/L以上的废水；中等浓度的含氰废水指处理组成较复杂矿石的金泥氰化厂产生的氰化物浓度在150～350mg/L的废水；产自处理氧化矿的氰化厂氰化物浓度低于150mg/L 的废水称作低浓度含氰废水。可见黄金矿山的含氰废水不仅排放量大而且排放浓度高。为此，我们以福建某矿山企业含氰废水为对象，对含氰废水处理方法的选择进行研究与探讨。

福建某矿山企业采用以堆浸为主、炭浆吸附为辅的工艺生产黄金。堆浸渣经漂白粉分层喷洒浸堆处理达标后堆置于堆浸渣场。

2 含氰废水处理方法比较

2.1 选矿工艺介绍

该矿山选矿工艺流程为：矿石经破碎、洗矿、分级后，粗粒送堆浸，细粒送炭浸；堆浸时先用石灰水洗堆，使pH值达到适宜值（pH=11），再用0.03～0.08%NaCN溶液进行喷淋，矿堆浸出液（贵液）自流至贵液池内，经活性炭吸附得载金炭；贵液经活性炭吸附后的贫液流入贫液池，用于循环喷淋；堆浸提金结束后，矿堆中还含有10%左右的含金氰化物溶液，必须先用碱液喷淋洗涤，洗液进吸附槽回收金，至洗液中含金量低于0.2mg/L时，再用清水或漂白粉溶液分层喷洒洗涤，进行脱氰，洗液进入防洪池作生产备用水，使堆浸渣的浸出毒性低于《危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别》（GB5085.3—1996）中规定的标准限值后，再进行拆堆、卸堆作业，将堆浸渣堆置于堆渣场；堆渣场废水来源于渣场汇水范围内的降水径流，同时雨水对原铜矿废渣、巷道、硐室冲刷使该废水含Cu²⁺。该含氰废水为本项目需要处理的废水，其特征见表1，废水量正常生产平均值为300m³/h，最大值为600m³/h。

表1 含氰废水原水水质表（单位mg /L ）

PH	CN-	Cu2+	SS
5	50	40	200

2.2 含氰废水的处理方法

含氰废水的处理方法很多，方法的特点各异，大致可分为两大类，即回收法和净化法。

回收法一般适用于高浓度含氰废水的处理，其特点是在净化水质的同时又可回收氰化物及有用金属，既可化害为利，有具有明显的经济效益，主要包括酸化法、溶剂萃取法、二氧化硫——空气法、活性炭吸附法等等。废水中氰化物浓度高时具有较好的经济效益，废水中氰化物浓度低时，处理成本高于回收价值，废水一般还需要进行二次处理才能达到排放标准。

净化法是选用不同的氧化剂或氧化方法将氰化物分解为无毒物质而排放，主要包括氯氧化法、活性炭催化氧化法、臭氧氧化法。现介绍几种：

2.2.1 酸化回收法

用硫酸调节含氰废水的pH值，使之呈酸性，氰化物转变为HCN，由于HCN蒸气压较高，向废水中充入气体时，HCN就会从液相逸入气相而被气流带走，载有HCN的气体与NaOH溶液接触，HCN与NaOH反应生成NaCN，重新用于浸金，这种处理含氰废水的方法被称为酸化回收法。酸化回收法可分三个步骤，即废水的酸化、HCN的吹脱和HCN气体的吸收。

经过酸化回收法处理的废水，CN-、Cu²⁺、Zn²⁺等仍未达标，必需进一步处理，如果靠吹脱方法处理，效果较差，因此，需要用更有效的方法进行二次处理。

采用酸化回收法处理含氰废水的氰化厂往往有大量的碱性浮选废水，其流量大约是含氰废水的10～30倍，如果利用这种水能把氰化物稀释到达标，并把废水pH值中和至7～9，使重金属离子沉淀出来，则十分理想，达到了以废治废的目的。

该法目前只适合处理氰化物浓度高于500mg/L的含氰废水。

2.2.2 氯氧化法

利用氯的强氧化性氧化氰化物，使其分解成低毒物或无毒物的方法叫做氯氧化法。在反应过程中，为防止氯化氰和氯逸入空气中，反应常在碱性条件下进行，故常常称做碱性氯化法。氯氧化法1942年开始应用于工业生产，至今已有六十多年了，因此，该方法比较成熟。该方法最适合处理还原性物质浓度低，氰化物低的废水或矿浆。

在水溶液中能释放出HClO、ClO^-、Cl₂的药剂均属于氯系氧化剂。其中HClO、ClO^-、Cl₂称为有效氯，也称活性氯。氯系氧化剂的纯度均以有含的有效氯（换算成Cl₂的量占总量的百分比来表示）。常见的氯系氧化剂有液氯、漂白粉、漂粉精、次氯酸钠溶液和二氧化氯。

2.2.3 活性炭吸附法

活性炭对氰化物的吸附和破坏作用很早就被人们发现，在应用炭浆工艺回收金的实践中，人们发现，活性炭不仅能吸附金等贵金属以及铜、锌、铁等重金属，还吸附和破坏废水中的氰化物，对硫氰化物的吸附量也较大。在矿浆中活性炭密度仅2%左右，充入的空气也很有限，然而活性炭的存在使矿浆中氰化物浓度降低20%～70%，这证明，活性炭吸附和破坏氰化物的能力很强，通过对活性炭吸附和破坏氰化物所需的条件进行深入研究，开发出了活性炭法处理含氰废水工艺技术。

吸附速率取决于氰化物扩散到炭表面的速度和从炭外层扩散到内层未被占据表面的速度。这对于HCN气体来说，并不难，但对于水中的氰化物，则有一定的难度，因此，在用新炭处理废水时，一开始我们看到吸附速度很快，但过一段时间外表面积已被占据，吸附速度由内扩散控制，吸附速度明显减慢。

在非催化剂的条件下，活性炭基本不吸附废水中的氰化物，然而，在有催化剂的条件下，不但可以明显缩短反应时间，还可以大大提高活性炭的吸附率。

3 含氰废水处理方法的选择

根据中华人民共和国国家标准，污水综合排放标准GB8978——1996中规定，氰化物属于第二类污染物，在总外排口的国家规定的废水排放标准为氰化物含量不大于0.5mg/L，渔业水质要求总氰化物含量不大于0.05mg/L，饮用水质要求总氰化物浓度不超过0.05mg/L，地面水中乙腈许浓度为5.0mg/L，车间空气中氰化氢的工业卫生允许浓度为0.3mg/m³ 。

表2 国家一级排放标准 （单位mg /L ）

PH	CN-	Cu2+	SS
6～9	0.5以下	0.5以下	70以下

上述各种含氰废水的的处理方法都有其适应性，只有根据废水的特点选择合适的方法，才能做到既有环境效益，又有经济效益和社会效益。考虑到该矿山废水中含有金，有回收价值。目前含氰废水处理的发展趋势以由过去单一方法的治理方式逐步转向多种方法串联的治理方式。本项目确定：含氰废水采用活性炭吸附+氯氧化法处理工艺。

4 结语

氰的一系列化合物对环境产生严重的危害，人们在研究处理这类废水的过程中因废水的组成与性质、浓度、水量大小、要求处理成本等不同开发了多种方法，但各方法特点各异。随着社会的发展，各国环境标准的制定日趋严格，对含氰废水处理技术的要求会越来越高，含氰废水处理应从清洁生产和可持续发展的原则出发，尽可能回收氰化物和贵金属以及做到水的循环利用，减排或不排有毒污染物。因此，急需对现有处理工艺进行改进和完善，加强研究新工艺、新方法，真正做到含氰废水的全循环，达到污水“零排放”。

参考文献

［1］唐受印.废水处理工程[M]. 北京：化学工业出版社，2004

［2］邹家庆.工业废水处理技术[M]. 北京：化学工业出版社，2003

［3］徐新阳.污水处理工程设计[M]. 北京：化学工业出版社，2000年

［4］金毓峑.环境工程设计基础[M]. 北京：化学工业出版社，2008

［5］亚兰主编.国内外废水处理工程实例[M]. 北京：化学工业出版社，2000年

［6］北京市环境保护科学研究所主编.水污染防治手册[M].上海：上海科学技术出版社，1989年

5