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引言

　　金礦生產(chǎn)制造過程中常用氰化提金工藝獲取黃金，產(chǎn)生大量的含氰廢水，普通含氰廢水中常常含有較高濃度的CN-，CN-的濃度可達(dá)150~250mg/L。氰化物是一種劇毒物質(zhì)，對動、植物和人類安康都具有嚴(yán)重的危害性，因而，金礦含氰廢水的處置和平安問題遭到許多研討人員的關(guān)注。含氰廢水的處置原理是將廢水中有毒的氰基(CN-)毀壞，轉(zhuǎn)化為無毒的物質(zhì)。含氰廢水處置辦法有堿性氯化法、光電催化法、吸附法、生物法等。其中堿性氯化法操作煩瑣、奏效快，在實(shí)踐工程中遭到普遍應(yīng)用。堿性氯化法采用二段反響降解氰化物，第一段是氰化物在強(qiáng)堿條件下被氧化為氰酸鹽，第二段是生成的氰酸鹽在近乎中性的條件下被進(jìn)一步氧化成CO2和N2。

　　本文以某金礦遺留含氰工業(yè)廢水處理工程為例，研討了堿性氯化法對實(shí)踐含氰廢水的處置效果，探求了藥品的實(shí)踐投加量與理論計(jì)算量的關(guān)系，以及處置過程中余氯濃度與氰化物濃度的關(guān)系。經(jīng)過28d的間歇處置，廢水的氰化物濃度到達(dá)《污水綜合排放規(guī)范》(GB8978—1996)一級規(guī)范。此工程案例可為其他相似的含氰廢水處置工程提供參考。

　　一、工程概略

　　含氰廢水處置工程位于甘肅省某戈壁灘礦區(qū)，該礦區(qū)天文位置偏遠(yuǎn)，植被稀少，生態(tài)環(huán)境脆弱，根底設(shè)備較差，經(jīng)測算礦區(qū)內(nèi)含氰廢水總量大約為1250m3。依據(jù)《污水綜合排放規(guī)范》(GB8978—1996)一級規(guī)范，本工程的目的是將礦井內(nèi)含氰廢水的總氰化濃度降至0.5mg/L以下，原廢水經(jīng)處置后水質(zhì)達(dá)標(biāo)。原廢水和處置后的水質(zhì)檢測結(jié)果如表1所示。

　　二、廢水處置工藝原理、流程及主要設(shè)備參數(shù)

　　2.1廢水處置工藝的原理和流程

　　本工程處置的含氰廢水濃度較高，綜合思索工程所在位置、交通條件、根底設(shè)備、環(huán)境敏感特征和時(shí)間本錢等多方面要素，最終肯定處置辦法為堿性氯化法。堿性氯化法是目前國內(nèi)外普遍采用的含氰廢水處置辦法，處置效果好，工藝流程簡單，其根本原理是在堿性條件下運(yùn)用氯系氧化物，如次氯酸鈉、液氯、漂白粉等，將劇毒的氰化物先轉(zhuǎn)化成低毒的氰酸鹽，再氧化成無毒的CO2和N2。本工程選用的氧化物為二氯異氰尿酸鈉(俗名：優(yōu)氯凈，化學(xué)式：C3O3N3Cl2Na，有效氯含量50%)，是一種高效的新型殺菌劑，在水體中能夠產(chǎn)生次氯酸。

　　堿式氯化法處置含氰廢水過程分兩步實(shí)行。

　　第一步，氰根離子(CN-)和次氯酸根(ClO-)反響構(gòu)成氯化氰(式(1))，隨后氯化氰在堿性條件下水解為氰酸鹽離子(式(2))。最終合成的反響式見式(3)。此過程若含氰廢水pH較低，容易招致反響中產(chǎn)生有毒的氯化氫氣體。因而處置含氰廢水前，須調(diào)整廢水的pH值(通常請求≥10)。

　　第二步，氰酸鹽離子被氧化為CO2和N2。此過程反響條件不同于第一步反響條件，若pH≥10以上，則反響進(jìn)程會延長。這一步反響的pH值普通控制在8.0左右為宜，主要反響式見式(4)。經(jīng)過第二步反響，第一步反響中生成的氰酸鹽離子被氧化為CO2和N2，最終氰化物從污水中去除。

　　處置達(dá)標(biāo)后的污水一局部用于現(xiàn)場噴灑抑塵，剩余局部外排，讓其在自然溫度與壓力下得到凈化。氰化物自然降解的過程包括揮發(fā)、本身合成、氧化、光化學(xué)降解、生物降解、沉淀吸附等作用，是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)、光化學(xué)、生物化學(xué)等綜協(xié)作用的結(jié)果。

　　含氰廢水處置工藝流程如圖1所示。

　　思索四處理現(xiàn)場地處偏遠(yuǎn)，施工不便，因而以溶藥罐為主要處置設(shè)備，同時(shí)輔助機(jī)械攪拌系統(tǒng)，廢水提升設(shè)備。廢水經(jīng)過消防水帶提升至溶藥罐，再投入藥品，充沛混勻后，返回礦井，構(gòu)成一個(gè)水循環(huán)，直至藥品投加完成。實(shí)踐操作中，先調(diào)整廢水的pH為11左右，再投加二氯異氰尿酸鈉反響。

　　2.2主要設(shè)備參數(shù)

　　1)PE材質(zhì)溶藥罐2套，容積5m3，尺寸準(zhǔn)伊H=1760伊2250mm。

　　2)污水提升泵2臺(一用一備)，流量Q=9m3/h，揚(yáng)程H=50m，功率N=4.0kW。

　　3)攪拌機(jī)2套，304不銹鋼材質(zhì)，軸長2000mm，葉輪直徑1500mm，雙層兩葉。

　　4)發(fā)電機(jī)2臺(一用一備)，功率7kW。

　　三、檢測辦法

　　氰化物濃度的常見檢測辦法為硝酸銀滴定法和異煙酸-吡唑啉酮分光光度法，硝酸銀滴定法檢出限為0.25mg/L，測定下限為0.25mg/L，測定上限為100mg/L。異煙酸-吡唑啉酮分光光度法檢出限為0.004mg/L，測定下限為0.016mg/L，測定上限為0.25mg/L。本實(shí)驗(yàn)采用硝酸銀滴定法檢測高濃度含氰廢水。pH應(yīng)用便攜pH計(jì)(上海精細(xì)儀器有限公司，型號DZS-708A)檢測。污染物元素濃度應(yīng)用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES，美國珀金埃爾默公司，型號：PEOptima7000DV)檢測。余氯應(yīng)用便攜式余氯測定儀(美國哈希公司，型號PCII58700-00)檢測。

　　四、工程運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果

　　4.1氰化物處置效果

　　工程運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，廢水中氰化物濃度變化如圖2所示。

　　由圖2可知，在第一次投加二氯異氰尿酸鈉后，廢水中氰化物濃度降落速度最快，隨后降落的速度逐步減緩。在相同加藥量的狀況下呈現(xiàn)這種現(xiàn)象，是由于隨著廢水中CN-濃度的減少，式(3)所示的反響速度變慢。經(jīng)過28d的間歇式處置，廢水的氰化物濃度從88.97mg/L減少至0.37mg/L，總?cè)コ实竭_(dá)99.6%，可見經(jīng)過堿性氯化法勝利完成了1250m3含氰廢水的無害化處置，整個(gè)工程操作煩瑣，用時(shí)少。

　　4.2二氯異氰尿酸鈉理論加藥量及實(shí)踐加藥量的比照

　　4.2.1二氯異氰尿酸鈉的理論投加量

　　由反響方程式(3)和(4)可得反響式(5)。

　　經(jīng)計(jì)算，二氯異氰尿酸鈉有效成分以50%計(jì)，處置1g氰化物需求10g二氯異氰尿酸鈉。

　　由圖3可知，本工程共5次投加二氯異氰尿酸鈉，投加量分別為1000kg、1000kg、1000kg、1000kg、2000kg，隨著廢水中氰化物濃度逐級降低，二氯異氰尿酸鈉實(shí)踐投加量和理論投加量的比值也成倍增加。二氯異氰尿酸鈉的實(shí)踐投加量大于理論的計(jì)算量，隨著氰化物濃度的減少，二氯異氰尿酸鈉的實(shí)踐投加量與理論投加量的比值逐步增大，從最初的1.58增長到34.32，闡明廢水中的氰化物濃度越低，需求投入比理論值更多倍的藥劑才干獲得更好的去除效果。

　　4.3余氯與氰化物濃度的關(guān)系

　　本工程實(shí)驗(yàn)在堿性條件下運(yùn)用二氯異氰尿酸鈉產(chǎn)生的次氯酸根(ClO-)將氰根(CN-)氧化，進(jìn)而生成對環(huán)境無毒無害的CO2和N2，到達(dá)去除污水中氰化物的目的。在這個(gè)過程中，會有大量的Cl-產(chǎn)生，而Cl-又會與CN-分離產(chǎn)生CNCl。因而，Cl-的濃度在一定水平與氰化物的去除效果有關(guān)。

　　由圖4能夠得出，在氰化物濃度為5.03~88.97mg/L時(shí)，廢水中的余氯濃度在1.15~1.46mg/L范圍內(nèi)，均勻值為1.31±0.14mg/L，變化趨向不明顯。當(dāng)氰化物濃度減少至0.368mg/L時(shí)，余氯濃度增加至3.92mg/L，較之前增長3倍。由此能夠看出，在用堿性氯化法處置含氰廢水過程中，能夠依據(jù)余氯濃度忽然變化初步判別廢水中的氰化物濃度呈現(xiàn)顯著降低。

　　五、結(jié)論

　　本工程采用堿性氯化法處置甘肅某金礦生產(chǎn)制造遺留的1250m3含氰廢水。經(jīng)過28d的間歇處置，廢水的氰化物濃度從88.97mg/L減少至0.368mg/L，去除率為99.6%，滿足了《污水綜合排放規(guī)范》(GB8978—1996)一級規(guī)范請求。處置后的廢水，一局部用于礦區(qū)內(nèi)抑塵，其他局部外排處置。該工程的勝利施行防止了礦區(qū)四周土壤和公開水遭受氰化物污染，維護(hù)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。

　　隨著廢水中氰化物濃度的減少，二氯異氰尿酸鈉的實(shí)踐投加量與理論計(jì)算量的比值逐步增大。廢水處置過程中，余氯濃度忽然大幅度增加對氰化物的處置效果有一定的指示作用。