在黃金生產(chǎn)中，由于金的濕法提取需要使用氰化物，因而在生產(chǎn)過程中必然產(chǎn)生一定量的含氰廢水。高濃度含氰廢水毒性大，在生產(chǎn)過程中其處理措施主要是循環(huán)利用和達(dá)標(biāo)排放。根據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)政策要求，積極提倡“零排放”，所以目前高濃度含氰廢水都必須回收循環(huán)利用，但由于循環(huán)利用會(huì)導(dǎo)致廢水中對(duì)生產(chǎn)工藝產(chǎn)生影響的各種有害元素離子不斷積累，影響生產(chǎn)工藝指標(biāo)。
目前，國(guó)內(nèi)對(duì)含氰廢水的處理技術(shù)研究比較多，氰化物的處理方法為氧化法，多采用氯氧化法、臭氧氧化法、因科法等，但國(guó)內(nèi)外對(duì)高濃度含氰廢水的處理技術(shù)很少，多存在工藝復(fù)雜，處理效果不穩(wěn)定，污染物去除率低、運(yùn)行成本高的問題。因此，某黃金礦山企業(yè)急需尋求一種高濃度含氰廢水的處理方法，處理后廢水能循環(huán)利用至生產(chǎn)工藝中，在保證工藝穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，又能夠回收廢水中一部分有價(jià)組分。
某黃金礦山針對(duì)金精礦采用氧化焙燒—氰化—鋅粉置換工藝提金，產(chǎn)生的廢水中氰化物和銅含量高，分別采用酸化回收法和硫化回收法對(duì)廢水中的銅進(jìn)行回收，考察銅的回收效果?；厥浙~渣經(jīng)過高溫脫氰處理后滿足《黃金行業(yè)氰渣污染控制技術(shù)規(guī)范》(HJ943—2018)作為有色金屬冶煉的替代原料要求，可以精礦產(chǎn)品形式計(jì)價(jià)外售;廢水再經(jīng)降氰沉淀法深度處理，進(jìn)一步降低氰化物和重金屬含量，處理后的廢水總氰化物濃度<50mg/L，能循環(huán)利用至生產(chǎn)工藝中。
1、試驗(yàn)部分
1.1 儀器和試劑
試驗(yàn)儀器有：UV-1700紫外分光光度計(jì)，AA6300原子吸收分光光度計(jì)，化學(xué)滴定裝置，DELTA320pH計(jì)，BSA224S天平，85-2A磁力攪拌器。
試驗(yàn)藥劑有：98%濃硫酸、氧化鈣、硫酸亞鐵、九水合硫化鈉，均為分析純。
1.2 水質(zhì)性質(zhì)
取某黃金礦山高濃度含氰廢水進(jìn)行分析，其化學(xué)成分見表1。
由表1可知，含氰廢水中主要污染物組成為氰化物和銅，其中總氰化物濃度3340mg/L，易釋放氰化物濃度1630mg/L，與金屬絡(luò)合氰化物占51.2%，處理難度大；總銅濃度1550mg/L，考慮銅可回收利用，試驗(yàn)主要研究對(duì)象為氰化物和銅。
1.3 試驗(yàn)方法
針對(duì)廢水中銅有較高回收價(jià)值，采用酸化回收和硫化回收兩種方法考察對(duì)銅的回收效果，回收銅渣經(jīng)過高溫處理后以精礦產(chǎn)品形式計(jì)價(jià)外售;廢水再經(jīng)降氰沉淀法深度處理，進(jìn)一步降低氰化物和重金屬含量，處理后廢水能循環(huán)利用至生產(chǎn)工藝中。
2、試驗(yàn)結(jié)果與討論
2.1 酸化回收法試驗(yàn)
每次取1.0L廢水進(jìn)行試驗(yàn)，按4、5、6mL/L投加濃硫酸，攪拌反應(yīng)1h，反應(yīng)結(jié)束后過濾，對(duì)酸化液成分進(jìn)行分析，分析結(jié)果圖1。
由圖1可見，加酸量為5mL/L時(shí)，酸化液中銅濃度為26.2mg/L，總氰化物濃度為835.24mg/L，銅去除率為98.3%；繼續(xù)增加硫酸用量，銅去除效果變化不顯著，考慮藥劑成本確定濃硫酸用量為5.0mL/L。
2.2 硫化回收法試驗(yàn)
每次取1L廢水進(jìn)行試驗(yàn)，分別加入3、4、6、7、8g/L硫化鈉，投加濃硫酸控制pH值在4.5左右，攪拌反應(yīng)1h，反應(yīng)結(jié)束后過濾，對(duì)處理液成分進(jìn)行分析，分析結(jié)果見圖2。
由圖2可見，當(dāng)硫化鈉投加量為8g/L時(shí)，處理液中銅的濃度為111mg/L，總氰化物濃度為1225.54mg/L，廢水中銅的去除率為92.8%，相比酸化回收法，硫化回收法處理成本高，處理效果差，因此建議采用酸化回收法對(duì)廢水進(jìn)行處理。
2.3 酸化渣高溫脫氰試驗(yàn)
2.3.1 酸化渣成分分析
酸化回收法硫酸用量為5mL/L時(shí)，對(duì)酸化渣成分進(jìn)行分析，結(jié)果見表2。
由表2可知，酸化渣處理后含水率為30.18%，其中銅含量為26.80%，總氰化物含量為6.76%(67600mg/kg)，超過《黃金行業(yè)氰渣污染控制技術(shù)規(guī)范》(HJ943—2018)第8.3條“氰渣作為有色金屬、稀貴金屬、黑色金屬冶煉的替代原料時(shí)，其總氰化物(以CN-計(jì))根據(jù)HJ745測(cè)得的值不得高于1500mg/kg?！彼峄枰?jīng)過無害化處理，經(jīng)處理后總氰化物含量小于1500mg/kg方可作為替代原料。
2.3.2 酸化渣高溫脫氰處理試驗(yàn)
取一定量酸化渣置于管式爐中300℃加熱1h，采用10%氫氧化鈉作為吸收液，測(cè)定高溫處理后酸化渣中各組分含量，結(jié)果見表3。
由表3可知，經(jīng)過高溫處理后的酸化渣總氰化物含量為0.119%(1190mg/kg)，滿足《黃金行業(yè)氰渣污染控制技術(shù)規(guī)范》(HJ943—2018)第8.3條“氰渣作為有色金屬、稀貴金屬、黑色金屬冶煉的替代原料時(shí)，其總氰化物(以CN-計(jì))根據(jù)HJ745測(cè)得的值不得高于1500mg/kg?！币虼?，經(jīng)過高溫處理后的酸化渣可以作為替代原料。
為進(jìn)一步探究高溫脫氰原理，對(duì)吸收液成分進(jìn)行分析，結(jié)果見表4。
由表4可知，吸收液中主要成分為易釋放氰、氨氮和亞硫酸鹽，因此推測(cè)酸化渣經(jīng)過高溫分解產(chǎn)生的氣體主要為HCN、NH3和SO2。
2.4 降氰沉淀試驗(yàn)
2.4.1 硫酸亞鐵投加量試驗(yàn)
每次取1L酸化液于反應(yīng)器中，分別加入3、4、5、6、8g/L硫酸亞鐵，使用氧化鈣控制pH值約6.5，攪拌反應(yīng)0.5h，反應(yīng)結(jié)束后過濾，對(duì)處理液成分進(jìn)行分析，結(jié)果見圖3。
由圖3可見，隨著硫酸亞鐵投加量的增加，對(duì)氰化物的處理效果越好;當(dāng)硫酸亞鐵投加量至6.0g/L時(shí)，處理液中總氰化物濃度為45.8mg/L，繼續(xù)增大硫酸亞鐵投加量，總氰化物濃度變化不大;考慮藥劑成本，確定硫酸亞鐵投加量為6.0g/L。
2.4.2 中和液成分分析
使用氧化鈣將硫酸亞鐵處理液調(diào)至pH值約8.0，對(duì)中和液成分進(jìn)行分析，結(jié)果見表5。
由表5可知，經(jīng)過中和處理后，中和液氰化物進(jìn)一步降低，總氰化物濃度為11.97mg/L，易釋放氰化物濃度為8.79mg/L，處理后廢水能循環(huán)利用至生產(chǎn)工藝中。
3、結(jié)論
(1)某黃金礦山高濃度含氰廢水酸化回收試驗(yàn)加酸量為5mL/L時(shí)，廢水中銅去除率為98.3%，酸化渣含水率為30.18%，銅含量為26.8%，總氰化物含量為6.76%(67600mg/kg)；硫化回收試驗(yàn)硫化鈉投加量為8g/L時(shí)，銅去除為92.8%，相比酸化回收法，硫化回收法處理成本高，處理效果差，建議采用酸化回收法對(duì)廢水進(jìn)行處理。
(2)經(jīng)高溫處理后的酸化渣中總氰化物含量為0.119%(1190mg/kg)，滿足《黃金行業(yè)氰渣污染控制技術(shù)規(guī)范》(HJ943—2018)第8.3條“氰渣作為有色金屬、稀貴金屬、黑色金屬冶煉的替代原料時(shí)，其總氰化物(以CN-計(jì))根據(jù)HJ745測(cè)得的值不得高于1500mg/kg?！币虼?，經(jīng)過高溫處理后的酸化渣可以作為替代原料。酸化渣經(jīng)過高溫分解產(chǎn)生的氣體主要為HCN、NH3和SO2。
(3)降氰沉淀試驗(yàn)硫酸亞鐵最佳投加量為6g/L，處理液中總氰化物濃度為45.8mg/L，易釋放氰化物濃度為8.79mg/L，處理后廢水能循環(huán)利用至生產(chǎn)工藝中。( >
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