一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法与流程

2021-01-20 13:01:23|

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本发明属于金矿尾砂处理
技术领域：
，具体涉及一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法。
背景技术：
：氰化法提金在金矿领域应用广泛，通过将研磨后矿粒用氰化物水溶液浸泡使颗粒金转化为au(cn)2-进入溶液，随后通过沉淀等方法将金从溶液中析出。作为氰化法提金的原料，氰化物不可避免的会残留在氰化法提金工艺中产生的废水和尾砂中，氰化物作为一种剧烈毒物，残存有氰化物的废水和废渣会给人体健康和环境造成极其严重的影响。尾砂和废水中氰化物脱除主要基于生物脱除、物理脱除、化学脱除和电解氧化脱除等，目前常用的方法有氯碱法、活性炭法、臭氧氧化法和过氧化氢氧化法，其中氯碱法多用于处理高浓度氰化物废水，往往难以实现氰化物的完全脱除，活性炭法通过吸附和聚集废水中氰化物颗粒将其与废水和尾砂脱除，但是无法实现氰化物的降解且具有成本较高的缺陷。当前黄金工业从业人员更关注氰化法提金工艺中废水的处理，对于尾砂中氰化物的处理机制和控制手段仍然缺乏系统性研究和开发。在进行氰化法提金时，依据工程需求通常要添加一定量的比如活性炭、过氧化物等物质来促进提金工艺的进行，这使得除本身所具有的含铁硫化物和含铜硫化物等组分外，尾砂中的成分更为复杂，给处理尾砂颗粒中氰化物增加难度。目前业界已经提供了回填用金矿石氰化尾渣脱氰处理的方法，比如《黄金行业氰渣污染控制技术规范》中对回填用金矿石氰化尾渣脱氰处理中记述了“用臭氧氧化法或过氧化氢氧化法等不易产生二次污染的方法进行深度脱氯处理”，但是臭氧氧化法或过氧化氢氧化法往往难以获得更低含量氰化物的处理后金矿尾砂，研究开发一种高效且成本更低的完全脱除尾砂中氰化物的方法，刻不容缓。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法。本发明以粉末态na2s2o5、粉末态cuso4和双氧水作为处理金矿尾砂中氰化物的原料试剂，通过充气条件下的两步氧化反应实现氰化物的脱除，可使金矿尾砂浸出液中氰化物含量降至0.05mg/l，脱氰效果好，充分满足金矿尾砂回填技术规范要求。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤一、将粉末态na2s2o5、粉末态cuso4和ph为8～11的金矿尾砂浆料混合，得到混合料浆；步骤二、将步骤一所述混合料浆在充气条件下进行氧化反应，得到反应后料浆；步骤三、调节步骤二所述反应后料浆的ph为8～10，向调节ph后料浆中加入双氧水，得到含双氧水料浆；步骤四、将步骤三所述含双氧水料浆在充气条件下氧化反应1h～8h，得到反应后物料；步骤五、调节步骤四所述反应后物料的ph为6～8，过滤，完成对金矿尾砂中氰化物进行处理。上述的一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法，其特征在于，步骤一中粉末态na2s2o5与金矿尾砂浆料的质量体积比为(0.5～1.5)：1，其中粉末态na2s2o5质量单位为kg，金矿尾砂浆料体积单位为m3；步骤一中粉末态cuso4与金矿尾砂浆料的质量体积比为0.2：1，其中粉末态cuso4质量单位为kg，金矿尾砂浆料体积单位为m3；步骤一中所述金矿尾砂浆料的含水质量百分比为40％；步骤一中所述金矿尾砂浆料用浓硫酸和/或naoh调节ph为8～11。上述的一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法，其特征在于，步骤一中金矿尾砂浆料的上清液中氰化物含量为10mg/l～300mg/l，所述金矿尾砂浆料过滤所得截留物中氰化物含量为5mg/l～150mg/l。上述的一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法，其特征在于，当步骤一中金矿尾砂浆料的上清液中氰化物含量为10mg/l～100mg/l时，步骤一中粉末态na2s2o5与金矿尾砂浆料的质量体积比为0.5：1；当步骤一中金矿尾砂浆料的上清液中氰化物含量为101mg/l～200mg/l时，步骤一中粉末态na2s2o5与金矿尾砂浆料的质量体积比为1：1；当步骤一中金矿尾砂浆料的上清液中氰化物含量为201mg/l～300mg/l时，步骤一中粉末态na2s2o5与金矿尾砂浆料的质量体积比为1.5：1。上述的一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法，其特征在于，步骤二和步骤四中充气速率均为12.5l/(m3·min)。上述的一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法，其特征在于，步骤三中双氧水的质量百分含量为30％，双氧水的体积为步骤一所述金矿尾砂浆料体积的0.1％～0.4％；步骤三中用浓硫酸和/或naoh调节ph。上述的一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法，其特征在于，步骤二中氧化反应时间为3h。上述的一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法，其特征在于，步骤一中所述ph为10，步骤三中所述ph为9，步骤三中双氧水的质量百分含量为30％，所述双氧水的体积为步骤一所述金矿尾砂浆料体积的0.2％，步骤四中氧化反应时间为4h。上述的一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法，其特征在于，还包括将步骤四中反应后物料过滤，将过滤所得截留物制备成浸出液，对所述浸出液的氰化物含量进行测定，具体包括：将所述截留物依据《hj/t299-2007固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》制备得到浸出液，将所述浸出液依据《hj484—2009水质氰化物的测定容量法和分光光度法》进行氰化物含量测定。上述的一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法，其特征在于，所述浸出液的氰化物含量≤0.05mg/l。本发明与现有技术相比具有以下优点：1、本发明提供的方法以粉末态na2s2o5、粉末态cuso4和双氧水作为处理金矿尾砂中氰化物的原料试剂，通过充气条件下的两步氧化反应实现氰化物的脱除，可使金矿尾砂浸出液中氰化物含量降至0.05mg/l，脱氰效果好，充分满足《黄金行业氰渣污染控制技术规范》中对金矿尾砂回填技术规范要求。2、本发明的方法针对金矿尾砂中氰化物脱除处理，可有效实现吸附于金矿尾砂中氰化物的脱除和降解，实现深度脱氰且不产生二次污染。3、本发明提供的方法包括三次调节ph，分别为对原料金矿尾砂浆料进行ph调节，对双氧水氧化反应原料料浆进行ph调节和对两步氧化后料浆进行ph调节，脱氰效果显著且满足排放标准。4、作为优选，本发明的方法中步骤一中所述ph为10，步骤二中氧化反应时间为3h，步骤三中所述ph为9，步骤三中双氧水的质量百分含量为30％，所述双氧水的体积为步骤一所述金矿尾砂浆料体积的0.2％，步骤四中氧化反应时间为4h，可有效避免浸出液中氰化物含量反弹，处理后金矿尾砂中氰化物含量可达0.005mg/l以下，适用于更低毒害物含量限制的尾渣再利用技术，拓宽处理后金矿尾砂的利用前景。下面结合实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。具体实施方式以下实施例中，金矿尾砂浆料中的金矿为西夏家店金矿，属造山型金矿，金矿尾砂浆料为生产金矿的剩余原浆，所述金矿尾砂浆料含水质量百分比为40％，温度为23±2℃；所述金矿尾砂浆料中总碳的质量百分含量为2.47％～6.67％，有机碳质量百分含量为1.47％～4.29％，直径100μm～600μm金矿尾砂的质量百分含量为30％～35％；粉末态na2s2o5、粉末态cuso4、双氧水、浓硫酸(质量百分含量为98％)和naoh均为市售，且均为ar级别。实施例1本实施例的一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法，包括以下步骤；步骤一、用浓硫酸和/或naoh调节金矿尾砂浆料ph为8，将0.5kg粉末态na2s2o5、0.2kg粉末态cuso4和1m3上述调节ph后金矿尾砂浆料混合，得到混合料浆；步骤二、20℃温度条件下，将步骤一所述混合料浆在充气条件下氧化反应3h，得到反应后料浆；所述充气为利用气泵进行充气，对步骤一所述混合料浆进行充气的充气速率为12.5l/(m3·min)，其中，m3对应步骤一中上述调节ph后金矿尾砂浆料的体积。检测：取10ml所述反应后浆料的上清液，将上清液依据《hj484—2009水质氰化物的测定容量法和分光光度法》进行氰化物含量测定；取所述反应后料浆进行过滤，得到截留物，取100g所述截留物依据《hj/t299-2007固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》制备得到浸出液，将所述浸出液依据《hj484—2009水质氰化物的测定容量法和分光光度法》进行氰化物含量测定。反应后料浆上清液氰化物含量和浸出液中氰化物处理结果见表1。实施例2本实施例的一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法，包括以下步骤；步骤一、用浓硫酸和/或naoh调节金矿尾砂浆料ph为9，将0.5kg粉末态na2s2o5、0.2kg粉末态cuso4和1m3上述调节ph后金矿尾砂浆料混合，得到混合料浆；步骤二、20℃温度条件下，将步骤一所述混合料浆在充气条件下氧化反应3h，得到反应后料浆；所述充气为利用气泵进行充气，对步骤一所述混合料浆进行充气的充气速率为12.5l/(m3·min)，其中，m3对应步骤一中上述调节ph后金矿尾砂浆料的体积。检测：取10ml所述反应后浆料的上清液，将上清液依据《hj484—2009水质氰化物的测定容量法和分光光度法》进行氰化物含量测定；取所述反应后料浆进行过滤，得到截留物，取100g所述截留物依据《hj/t299-2007固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》制备得到浸出液，将所述浸出液依据《hj484—2009水质氰化物的测定容量法和分光光度法》进行氰化物含量测定。反应后料浆上清液氰化物含量和浸出液中氰化物处理结果见表1。实施例3本实施例的一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法，包括以下步骤；步骤一、用浓硫酸和/或naoh调节金矿尾砂浆料ph为10，将0.5kg粉末态na2s2o5、0.2kg粉末态cuso4和1m3上述调节ph后金矿尾砂浆料混合，得到混合料浆；步骤二、20℃温度条件下，将步骤一所述混合料浆在充气条件下氧化反应3h，得到反应后料浆；所述充气为利用气泵进行充气，对步骤一所述混合料浆进行充气的充气速率为12.5l/min(m3·min)，其中，m3对应步骤一中上述调节ph后金矿尾砂浆料的体积。检测：取10ml所述反应后浆料的上清液，将上清液依据《hj484—2009水质氰化物的测定容量法和分光光度法》进行氰化物含量测定；取所述反应后料浆进行过滤，得到截留物，取100g所述截留物依据《hj/t299-2007固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》制备得到浸出液，将所述浸出液依据《hj484—2009水质氰化物的测定容量法和分光光度法》进行氰化物含量测定。反应后料浆上清液氰化物含量和浸出液中氰化物处理结果见表1。实施例4本实施例的一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法，包括以下步骤；步骤一、用浓硫酸和/或naoh调节金矿尾砂浆料ph为11，将0.5kg粉末态na2s2o5、0.2kg粉末态cuso4和1m3上述调节ph后金矿尾砂浆料混合，得到混合料浆；步骤二、20℃温度条件下，将步骤一所述混合料浆在充气条件下氧化反应3h，得到反应后料浆；所述充气为利用气泵进行充气，对步骤一所述混合料浆进行充气的充气速率为12.5l/(m3·min)，其中，m3对应步骤一中上述调节ph后金矿尾砂浆料的体积。检测：取10ml所述反应后浆料的上清液，将上清液依据《hj484—2009水质氰化物的测定容量法和分光光度法》进行氰化物含量测定；取所述反应后料浆进行过滤，得到截留物，取100g所述截留物依据《hj/t299-2007固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》制备得到浸出液，将所述浸出液依据《hj484—2009水质氰化物的测定容量法和分光光度法》进行氰化物含量测定。反应后料浆上清液氰化物含量和浸出液中氰化物处理结果见表1。表1实施例1～4的氰化物处理结果实施例上清液中氰化物含量mg/l浸出液中氰化物含量mg/l实施例10.1050.123实施例20.1060.011实施例30.0120.009实施例40.0040.013根据表1，采用na2s2o5和cuso4氧化除氰化物反应中，当ph为11时，上清液中氰化物的脱除效果最好，氰化物含量为0.004mg/l；当ph为10时浸出液中氰化物的脱除效果最好，氰化物含量为0.009mg/l。实施例5本实施例的一种清洁处理金矿尾砂中氰化物的方法，包括以下步骤；步骤一、用浓硫酸和/或naoh调节金矿尾砂浆料ph为10，将0.5kg粉末态na2s2o5、0.2kg粉末态cuso4和1m3上述调节ph后金矿尾砂浆料混合，得到混合料浆；步骤二、20℃温度条件下，将步骤一所述混合料浆在充气条件下氧化反应3h，得到反应后料浆；所述充气为利用气泵进行充气，对步骤一所述混合料浆进行充气的充气速率为12.5l/min(m3·min)，其中，m3对应步骤一中上述调节ph后金矿尾砂浆料的体积；步骤三、用浓硫酸和/或naoh调节步骤二所述反应后料浆的ph为9，向调节ph后所述料浆中加入2l质量百分含量为30％的双氧水，得到含双氧水料浆；步骤四、20℃温度条件下，将步骤三所述含双氧水料浆在充气条件下氧化反应4h，得到反应后物料；所述充气为利用气泵进行充气，对步骤三所述含双氧水料浆进行充气的充气速率为12.5l/(m3·min)，其中，m3对应步骤三中所述含双氧水料浆的体积；步骤五、调节步骤四所述反应后物料的ph为6～8，过滤，将过滤所得滤液进行排放，过滤所得截留物即为清洁处理后金矿尾砂；作为一种进一步优选的实施方式，本步骤中调节步骤四所述反应后物料的ph为7～8以满足排放要求；检测：取10ml步骤四所述反应后物料的上清液，将上清液依据《hj484—2009水质氰化物的测定容量法和分光光度法》进行氰化物含量测定；取步骤四所述反应后物料进行过滤，得到截留物，取100g所述截留物依据《hj/t299-2007固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》制备得到浸出液，将所述浸出液依据《hj484—2009水质氰化物的测定容量法和分光光度法》进行氰化物含量测定，测定结果见表2。对比例1本对比例为采用已有技术进行双氧水氧化脱除金矿尾砂中氰化物的方法，具体包括：将1l金矿尾砂浆料与质量百分含量为30％的双氧水混合后进行反应，双氧水质量、反应时间与反应后物料过滤所得截留物的浸出液中氰化物含量见表2。所述金矿尾砂浆料与实施例5中步骤一的金矿尾砂浆料相同。表2双氧水质量、反应时间与反应后物料过滤所得截留物的浸出液中氰化物含量由表2可知，1l金矿尾砂浆料需要与30ml以上质量百分含量为30％的双氧水混合反应8h以上才能实现浸出液中氰化物含量降低至低于0.5mg/l，处理效果不佳且双氧水用量大。在等量双氧水反应体系中，随着反应时间的延长，浸出液中氰化物含量呈现先降低后增加的态势，出现氰化物含量反弹现象可能的原因是反应体系液相中溶解的氰化物重又被体系中固体物料吸附，被吸附的氰化物在过滤所得截留物中沉积，氰化物与固体物料结合的难以控制，导致已有处理技术很难提供更低氰化物含量的金矿尾砂。实施例6～实施例40各参数与实施例1相同，其中不同之处见表3。实施例6～实施例40对步骤四中反应后物料的浸出液和上清液中氰化物的测定结果见表3和表4。表3实施例5～40参数及步骤四反应后物料浸出液中氰化物含量其中，实施例21～23步骤四上清液中氰化物含量测试结果如表4所示。表4实施例21～23的步骤四上清液中氰化物含量根据表3和表4可知，采用本发明的方法进行氰化物脱除，当ph为10时，上清液中氰化物脱除效果最好，氰化物含量为0.013mg/l。根据表3，采用本发明的方法进行氰化物脱除可将氰化物处理后金矿尾砂中氰化物含量降低至0.012mg/l以下，最低可达0.005mg/l以下，脱氰效果显著，满足《黄金行业氰渣污染控制技术规范》对回填技术氰化物含量≤0.05mg/l的要求，避免浸出液中氰化物含量反弹，适用于更低毒害物含量限制的尾渣再利用技术，拓宽处理后金矿尾砂的利用前景。实施例1～40中，所述金矿尾砂浆料上清液中氰化物含量均为30.66mg/l，所述金矿尾砂浆料上清液中氰化物含量的测定方法为《hj484—2009水质氰化物的测定容量法和分光光度法》；步骤一中所述金矿尾砂浆料过滤所得截留物的浸出液中氰化物含量均为11.78mg/l，所述截留物的浸出液中氰化物含量的测定方法为：将所述截留物依据《hj/t299-2007固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》制备得到浸出液，将所述浸出液依据《hj484—2009水质氰化物的测定容量法和分光光度法》进行氰化物含量测定。实施例41～实施例49的各参数与实施例5相同，其中不同之处如表5所示。实施例41～实施例49对步骤四中反应后物料的浸出液中氰化物的测定结果见表5。表5实施例41～49参数及步骤四反应后物料浸出液中氰化物含量根据表5可知，采用本发明的方法处理含氰化物金矿尾砂，满足《黄金工业氰渣污染控制技术规范》对回填技术氰化物含量≤0.05mg/l的要求。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。当前第1页1 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