论文部分内容阅读
氰化法是目前国内广泛应用的提金方法。由于金矿石中常伴生有大量的可溶性铜盐,所以浸金过程产生的含氰废水中会有大量铜离子存在,传统的破氰法在破氰时无法实现铜离子的回收。共絮凝法是指废水中加入的絮凝剂,不仅对颗粒物有絮凝作用,而且可与溶解态污染物发生反应进行废水处理的方法。本文拟开展共絮凝法处理含铜和氰的提金废水研究,以期能同时实现降氰除铜的目的。本文以山东某黄金企业在提金过程中产生的氰化贫液为研究对象(总氰浓度为310mg/L、铜离子浓度为200mg/L、pH值为6.8),分别采用模拟废水和实际废水,用聚合硫酸铁(PFS)作为絮凝剂开展研究。主要结论如下:(1)热力学计算表明,废水中氰离子和铜离子的存在形式主要有CuCN、Cu(CN)2-、Cu(CN)32-、Cu(CN)43-以及各自的游离离子。随着体系pH值降低,铜离子络合氰离子数目减少。当pH值为7时,Cu(CN)32-是主要形式,含量达77.56%。当pH值降低到5以下时,体系中会有CuCN沉淀产生。(2)利用模拟废水,通过单因素试验和L9(33)正交试验考察了反应pH值、PFS投加量和反应时间对铜离子和总氰去除率的影响。结果表明:随着PFS投加量和反应时间的增加,铜离子和总氰的去除率均先增大后减小。随体系pH值的降低,铜离子和总氰的去除率提高。当pH值低于5时,有白色氰化亚铜沉淀产生。重复试验显示结果波动较小,处理效果稳定。正交试验结果表明最佳反应条件:pH为5、PFS投加量为1000mg/L、反应时间为12h。处理后总氰的残余浓度为5.72mg/L,去除率达98.3%,铜离子残余浓度为9.78mg/L,去除率达95.1%。对两种污染物去除的影响程度排序为:PFS投加量>反应体系pH值>反应时间。(3)基于XPS、XRD、FTIR等分析表明,在试验所形成的絮体中有Fe(OH)3胶体、Fe2[Cu(CN)3]3和Fe4[Fe(CN)6]3等成分出现,且C≡N的特征峰发生偏移,铜氰络合离子和游离氰离子均能和PFS水解产物Fe2(OH)33+、Fe2(OH)24+、Fe3(OH)45+等形式发生络合沉淀,絮凝过程伴随化学反应发生。Fe(OH)3胶体带正电,氰和铜氰络离子均带负电,所以有吸附电中和作用存在。所以氰和铜的去除途径包括:化学沉淀、Fe(OH)3胶体吸附、吸附电中和。基于TEM、絮体粒度和体系粘度综合分析表明,一部分的铜氰络离子通过静电吸附作用吸附在氢氧化铁胶体上,Zeta电位表明其中压缩双电层起明显作用。絮体主要以片状形式存在,并且片状个体通过聚合物连接在一起。共絮凝过程中还存在网捕、电中和、吸附架桥等絮凝作用。(4)在最佳试验条件下处理实际废水,总氰离子浓度由310mg/L降到8.3mg/L,去除率达94.1%;铜离子浓度由202mg/L降到12.7mg/L,去除率达93.7%;COD由8910mg/L降到800mg/L,去除率达90.1%,处理过后的水样指标能够满足该企业循环利用要求。