選銅含氰廢水處理方法

　　選銅過程中產生大量的廢水，其含有高質量濃度的氰化物和銅，以及有價金屬金。廢水直接外排會對周圍水體造成嚴重污染，同時造成金的流失。為實現(xiàn)選銅含氰廢水的達標排放和有價金屬的有效回收，對廢水進行了試驗研究。采用過氧化氫氧化―改性活性炭吸附法處理選銅含氰廢水，并對工藝參數進行優(yōu)化，為選銅含氰廢水的工業(yè)化處理提供參考。

　　1、試驗部分

　　1.1 廢水性質

　　選銅含氰廢水主要組分分析結果見表1。由表1可知，廢水中氰化物質量濃度為576mg/L，Cu質量濃度為860mg/L，金質量濃度為0.45mg/L，其主要以絡合物形式存在。

　　1.2 工藝流程

　　目前，用于處理含氰廢水的方法較多，過氧化氫氧化法在世界各地均有廣泛應用，且在加拿大、南非等金礦的應用效果較好。選銅含氰廢水中含有的大量銅離子可作為過氧化氫氧化反應的催化劑，加快反應速率。綜合考慮，確定選銅含氰廢水采用過氧化氫氧化―改性活性炭吸附法處理，其工藝流程見圖1。

　　1)過氧化氫氧化法。

　　以銅離子作為催化劑，利用過氧化氫氧化氰化物，使其轉化為氰酸鹽，水解生成無毒化合物。此外，銅還可轉化為氫氧化銅沉淀從廢水中去除。發(fā)生的主要化學反應為：

　　2)活性炭吸附法。

　　利用活性炭巨大的比表面積和孔隙結構對廢水中多種組分的吸附作用，達到凈化水質的目的。

　　1.3 儀器與試劑

　　儀器：X85-2S型攪拌器、FA2004C型分析天平、真空過濾機、電熱恒溫鼓風干燥箱、分光光度計、原子吸收光譜儀等。

　　試劑：氫氧化鈉、顆?；钚蕴?，均為分析純，30%過氧化氫，工業(yè)純。

　　2、試驗結果與討論

　　2.1 pH

　　過氧化氫在酸性條件下比較穩(wěn)定，30%過氧化氫溶液pH值約為5，其在一般條件下不能氧化氰化物，只有在常溫、堿性、Cu2+作為催化劑條件下，過氧化氫才能氧化氰化物，因此pH對廢水中氰化物的去除至關重要。取選銅含氰廢水1L，在過氧化氫用量為25mL/L、攪拌速度為200r/min、反應時間為120min的條件下，進行pH單因素條件試驗。pH對氰化物和銅去除效果的影響見圖2。

　　由圖2可知：氰化物去除率隨pH增加先提高后降低。當pH值小于10時，大量銅離子溶出，氰化物去除率提高，而當pH值大于10時，銅離子大量生成沉淀，氰化物去除率急劇下降，主要是因為高pH不利于電子的產生和傳遞。pH值為10時，氰化物去除率達到最大值，為95.41%。

　　2.2 過氧化氫用量

　　取選銅含氰廢水1L，在pH為10、攪拌速度為200r/min、反應時間為120min的條件下，進行過氧化氫用量單因素條件試驗。過氧化氫用量對氰化物和銅去除效果的影響見圖3。

　　由圖3可知：隨著過氧化氫用量增加，氰化物和銅去除率均先提高后趨于穩(wěn)定。當過氧化氫用量為10～20mL/L時，氰化物去除率增幅較大，當過氧化氫用量為25mL/L，氰化物去除率達到93.28%，繼續(xù)增加過氧化氫用量，氰化物和銅去除率增幅較小。

　　2.3 反應時間

　　取選銅含氰廢水1L，在pH為10、過氧化氫用量為25mL/L、攪拌速度為200r/min條件下，進行反應時間單因素條件試驗。反應時間對氰化物和銅去除效果的影響見圖4。

　　由圖4可知：當反應時間少于120min時，隨著時間的延長，氰化物去除率增加明顯。當反應時間大于120min后，氰化物去除率變化不大。銅去除率與氰化物去除率趨勢基本一致。

　　2.4 正交試驗

　　為了全面地研究過氧化氫用量、反應時間、攪拌速度和pH對氰化物去除效果的影響，進行了4因素3水平正交試驗。試驗結果見表2。

　　根據正交試驗結果及極差分析可知，影響廢水中氰化物去除率各因素的主次關系為pH>反應時間>過氧化氫用量>攪拌速度。試驗確定最佳處理條件為pH=10、過氧化氫用量25mL/L、攪拌速度200r/min、反應時間120min，處理后廢水中各組分含量及去除率見表3。

　　由表3可知，過氧化氫氧化法處理后，廢水中氰化物、銅去除率分別為94.05%、90.53%，但氰化物質量濃度達34.30mg/L，不符合國家廢水排放標準，仍需進一步處理。

　　2.5 改性活性炭用量

　　改性活性炭即為向活性炭中加入聚二甲基二烯丙基氯化銨溶液，經過攪拌、抽濾、烘干、研磨、過篩制得。吸附試驗用選銅含氰廢水中的氰化物質量濃度為30mg/L，控制pH值為7～8、吸附時間6h、吸附溫度25℃，考察改性活性炭用量對氰化物去除效果的影響。試驗結果見圖5。

　　由表5可知，當改性活性炭使用量超過20g/L時，氰化物質量濃度小于0.5mg/L，符合GB8978―1996《污水綜合排放標準》要求。

　　試驗分別采用過氧化氫氧化法、過氧化氫氧化―改性活性炭吸附法處理選銅含氰廢水，改性活性炭用量為20g/L，結果見表4。

　　由表4可知，選銅含氰廢水采用過氧化氫氧化―改性活性炭吸附法處理后，氰化物質量濃度低于0.5mg/L，達到國家廢水排放標準。此時，銅去除率達98.83%，金回收率95.56%，載金炭金品位為0.022mg/g。

　　3、結論

　　1)影響過氧化氫氧化法去除選銅含氰廢水中氰化物各因素的主次關系依次為：pH>反應時間>過氧化氫用量>攪拌速度，其最佳工藝條件為pH值10、過氧化氫用量25mL/L、攪拌速度200r/min、反應時間120min。

　　2)改性活性炭用量超過20g/L時，處理后廢水中氰化物質量濃度小于0.5mg/L，達到國家廢水排放標準。

　　3)選銅含氰廢水采用過氧化氫氧化―改性活性炭吸附法處理后，氰化物去除率高達99.91%，銅去除率達98.83%，金回收率達95.56%，有效去除氰化物、銅的同時，實現(xiàn)有價金屬金的回收。(來源：內蒙古農業(yè)大學職業(yè)技術學院，招金礦業(yè)股份有限公司)