矿山低浓度含氰废水处理技术

　　目前，氰化提金是黄金行业常用的提金工艺，该工艺金浸出率高，对矿石适应性强，但在生产过程中会产生大量氰化尾渣。现阶段氰化尾渣主要以尾矿库贮存的方式进行处置，氰化尾渣在贮存过程中会产生大量淋溶液(含氰废水)，如处理不当将会对周围环境产生极大的污染。目前，含氰废水中氰化物的处理方法主要有碱性氯化法、化学沉淀法、生物处理法、膜法、电化学法、离子交换法等。对于低浓度含氰废水，宜采用破坏氰化物的方法进行处理，如化学氧化法(次氯酸钠、过氧化氢、臭氧氧化等)、高温水解法、电解法和化学沉淀法等，同时需要根据废水来源、水质特征、污染物成分及含量、处理目标和经济成本来选择合适的试验方案。

　　随着环保要求的提高及资源循环利用的需要，含氰废水的处理亟需开发操作简单、成本低廉、环境效益好的治理技术。本文针对某黄金矿山炭浸尾矿库产生的淋溶液(低浓度含氰废水)开展试验研究，寻求成本低廉、工艺精简、无二次污染的治理技术。

　　一、试验部分

　　1.1废水性质

　　某黄金矿山尾矿库淋溶液主要化学组分分析结果见表1。由表1可知，淋溶液中砷和COD均达到了GB8978―1996《污水综合排放标准》一级标准要求，但总氰化合物超标1.9倍。因此，试验主要针对总氰化合物进行处理。

　　1.2试验方法

　　间歇试验：取该黄金矿山尾矿库淋溶液1L，利用XJT型充气多功能浸出搅拌机搅拌，投加药剂反应一定时间后抽滤，分析滤液组分。

　　二、试验结果与讨论

　　2.1探索性试验

　　考察过氧化氢氧化法、亚铁盐沉淀法、因科法和生物氧化液法对淋溶液中污染物去除效果。其中，因科法(过量曝气)和过氧化氢氧化法反应时间为60min，亚铁盐沉淀法和生物氧化液法反应时间为30min。探索性试验结果见图1。

　　由图1可知：淋溶液采用4种方法处理后，总氰化合物和砷的质量浓度明显降低，所设计的试验参数均能够将总氰化合物处理至0.5mg/L以下，且砷得到进一步去除。综合考虑二次污染、动力耗能等因素，对过氧化氢氧化法、亚铁盐沉淀法和生物氧化液法进一步开展验证试验，确定最佳处理方法及最优参数。

　　2.2过氧化氢氧化法

　　2.2.1过氧化氢投加量

　　将淋溶液置于有机玻璃搅拌槽中，控制过氧化氢投加量为单一试验变量。过氧化氢投加量分别为0.1mL/L、0.3mL/L、0.5mL/L、0.7mL/L、0.9mL/L，调节搅拌器转速为170r/min，反应时间为30min，反应结束后抽滤，分析滤液pH及污染物质量浓度。过氧化氢投加量对污染物去除的影响见图2。

　　由图2可知：随着过氧化氢投加量的增加，总氰化合物呈先降低后缓慢增加的趋势。当过氧化氢投加量为0.3mL/L时，总氰化合物处理至0.5mg/L以下，且对砷的去除有一定效果。因此，试验确定过氧化氢投加量为0.3mL/L。

　　2.2.2反应时间

　　将淋溶液置于有机玻璃搅拌槽中，过氧化氢投加量为0.3mL/L，控制反应时间分别为30min、60min、90min和120min，反应结束后抽滤，分析滤液pH及污染物质量浓度。反应时间对污染物去除的影响见图3。

　　由图3可知：随着反应时间的延长，总氰化合物和砷的质量浓度先快速降低后趋于平稳。当反应时间为30min时，总氰化合物处理至0.5mg/L以下。考虑工业设计因素，确定过氧化氢氧化法反应时间为30min。

　　2.3亚铁盐沉淀法

　　2.3.1硫酸亚铁投加量

　　将淋溶液置于有机玻璃搅拌槽中，硫酸亚铁投加量分别为0.1g/L、0.3g/L、0.5g/L、0.7g/L、0.9g/L，反应时间为30min。反应结束后抽滤，分析滤液pH及污染物质量浓度。硫酸亚铁投加量对污染物去除的影响见图4。

　　由图4可知：硫酸亚铁投加量为0.1g/L时，处理后废水中的总氰化合物降至0.5mg/L以下，且砷得到进一步去除。综合考虑工业设计因素，不再进行药剂减量试验，确定硫酸亚铁投加量为0.1g/L。

　　2.3.2反应时间

　　将淋溶液置于有机玻璃搅拌槽中，投加0.1g/L硫酸亚铁，控制反应时间分别为15min、30min、45min、60min。反应结束后抽滤，分析滤液pH及污染物质量浓度。反应时间对污染物去除的影响见图5。

　　由图5可知：随着反应时间的延长，总氰化合物和砷的质量浓度先快速降低后趋于平稳，但均已处理至标准要求。综合考虑工业设计因素，确定反应时间为30min。

　　2.4生物氧化液法

　　2.4.1pH

　　生物氧化工艺是黄金难选冶技术领域中一种处理含砷、硫金精矿的预处理工艺，该工艺在利用自然界中的微生物进行生物氧化提金时产生大量强酸性废液，即生物氧化液。本次试验利用生物氧化液调整淋溶液pH。将淋溶液置于有机玻璃搅拌槽中，采用生物氧化液(pH值为1.29)调整pH值分别至4，5，6，反应时间30min。反应结束后抽滤，分析滤液中的污染物质量浓度。pH对污染物去除的影响见图6。

　　由图6可知：当pH值为4～6时，处理后废水中的总氰化合物质量浓度分别降低至0.017mg/L、0.050mg/L、0.145mg/L，砷质量浓度分别降低至0.084mg/L、0.113mg/L、0.177mg/L，即采用生物氧化液法可将淋溶液中的总氰化合物和砷进行有效去除。综合考虑成本，确定反应pH值为6。

　　2.4.2反应时间

　　将淋溶液置于有机玻璃搅拌槽中，采用生物氧化液(pH值为1.29)调整pH值为6，控制反应时间分别为15min、30min、45min、60min。反应结束后抽滤，分析滤液pH及污染物质量浓度。反应时间对污染物去除的影响见图7。

　　由图7可知，随着反应时间的延长，总氰化合物质量浓度逐渐降低。综合考虑，确定生物氧化液法反应时间为30min。

　　2.5方法对比

　　采用过氧化氢氧化法、亚铁盐沉淀法、生物氧化液法，均可将淋溶液中的总氰化合物和砷处理至0.5mg/L以下。过氧化氢氧化法的最佳参数为过氧化氢投加量0.3mL/L、反应时间30min;亚铁盐沉淀法的最佳参数为硫酸亚铁投加量0.1g/L、反应时间30min;生物氧化液法的最佳参数为通过调整生物氧化液用量控制淋溶液pH值为6、反应时间30min。3种处理方法药剂成本见表2。

　　由表2可知：当仅针对淋溶液中的总氰化合物和砷进行处理时，3种方法均能将总氰化合物处理至0.5mg/L以下。其中，生物氧化液法不产生药剂成本，亚铁盐沉淀法药剂成本仅为0.10元/m3。从工艺可行性方面考虑，生物氧化液法需要控制淋溶液pH值为6，一旦工艺指标控制不当，极有可能造成淋溶液pH值低于6，达不到GB8978―1996《污水综合排放标准》一级标准pH值在6～9的规定，造成超标排放。因此，推荐采用亚铁盐沉淀法处理淋溶液中的总氰化合物和砷。

　　三、结论

　　1)过氧化氢氧化法、亚铁盐沉淀法、生物氧化液法等3种方法，均可将淋溶液中的总氰化合物和砷处理至0.5mg/L以下。按照处理成本过氧化氢3000元/m3，硫酸亚铁1000元/t进行计算，除生物氧化液不产生药剂成本外，亚铁盐沉淀法的药剂成本最低，仅为0.10元/m3。

　　2)从工艺可行性方面考虑，由于生物氧化液法需要控制淋溶液pH值为6，一旦工艺指标控制不当，有可能造成淋溶液pH值低于6，达不到GB8978―1996《污水综合排放标准》一级标准pH值在6～9的规定，造成超标排放。因此，推荐采用亚铁盐沉淀法处理淋溶液中的总氰化合物。

　　3)生物氧化液法处理淋溶液技术为企业实现“以废治废”的环保治理方式提供了一个新的思路，可以此为基础继续开展相关试验研究。（来源：长春黄金研究院有限公司）