一种高压微雾法处理含氰废水的方法

摘要

本发明属于选矿以及井下开采的技术领域，具体为一种高压微雾法处理含氰废水的方法，对于处理氰根含量高的贫液具有显著优势，适合在各氰化厂中推广应用。本发明的目的在于针对上述存在消耗用量大、处理费用高的问题而提供一种高压微雾法处理含氰废水的方法。将含氰废水经高压微雾系统处理后，变成超微雾粒子扩散到大气当中，经过光照与氧化作用，氰化物被分解，水分迅速蒸，不留痕迹，提出一种新型的贫液处理方法—高压微雾法，通过将贫液雾化增大氰化物与空气的接触面积，利用氰化物自然分解的原理，快速将贫液中的氰根离子氧化，达到含氰废水零排放的目的。

权利要求

1.一种高压微雾法处理含氰废水的方法，具体步骤包括：将高压微雾系统进行现场安装布置，做到位置合理，取水方便，高压微雾喷头无遮挡，高压微雾系统包括恒压供水系统，缺水保护系统，水质过滤系统；用潜水泵将储液池中的含氰废水抽入高压微雾系统的水箱内，将水箱注满后，启动高压微雾系统；利用高压微雾系统将含氰废水加压至1-7MPa后，通过高压管路将加压的含氰废水输送到喷嘴雾化成3-10μm的超微雾粒子喷射到大气当中，增大了含氰废水与空气和光照的接触面积，加速了氰根的分解，水分子以气体形式分散到大气当中。

2.根据权利要求1所述的高压微雾法处理含氰废水的方法，其特征在于，高压微雾系统的工作参数如下：供水压力：0.15～0.8MPa，供水温度5℃～50℃，环境温湿度：主机温度4℃～40℃，相对湿度≤80%，电源：AC380V/50Hz；也接受0-10v/4-20mA无级调节式分级分路调节。

3.根据权利要求1或2所述的高压微雾法处理含氰废水的方法，其特征在于，高压微雾系统将含氰废水加压至3-6MPa。

4.根据权利要求1或2所述的高压微雾法处理含氰废水的方法，其特征在于，作为优选，含氰废水输送到喷嘴雾化成4-6μm的超微雾粒子喷射到大气当中，充分增大了与空气和光照的接触面积，处理效果好。

5.根据权利要求1或2所述的高压微雾法处理含氰废水的方法，其特征在于，所述的水箱内水位控制安装一个液位计，设定好水位上下限后，自动控制给水。

6.根据权利要求1或2所述的高压微雾法处理含氰废水的方法，其特征在于，含氰废水的长时间放置，储液池内有沉淀物，将沉淀物压滤后，晾干处理；将储液池沉淀物清理干净后，用清水冲涮池壁与池底，确保不残留氰化物，将冲洗后的废水注入高压微雾系统的水箱内，进行处理。

7.根据权利要求1或2所述的高压微雾法处理含氰废水的方法，其特征在于，全部将含氰废水处理后，将高压微雾系统进行拆除，并清理喷嘴，确保下次使用。

8.根据权利要求1所述的高压微雾法处理含氰废水的方法，其特征在于，高压微雾系统启动后，每个喷嘴喷出3-10μm超微雾粒子，超微雾粒子不断向四周扩散，在上空5米左右消失，喷嘴四周地面较干燥，没有超微雾粒子凝结滴落的现象。

说明书

一种高压微雾法处理含氰废水的方法

技术领域

[0001] 本发明属于选矿以及井下开采的技术领域，具体为一种高压微雾法处理含氰废水的方法，对于处理氰根含量高的贫液具有显著优势，适合在各氰化厂中推广应用。

背景技术

[0002] 氰化物是一种剧毒物质。在黄金矿山氰化厂应用广泛，氰化系统中水量一旦不平衡，将产生大量的含氰贫液，发生泄漏的情况将对环境造成极大的污染。处理含氰废水成为一种技术性难题，目前常规的化学处理方法是碱性氯化法、过氧化氢法、酸化—挥发中和法和SO2—空气法等,但这些方法都存在一定的局限性。我国从80年代开始研究臭氧氧化法处理含氰废水,它突出的优点就是普适性,工艺简单,效果理想,但一次性消耗用量较大,处理费用高,于是至今没有在实际工程中推广应用。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于针对上述存在消耗用量大、处理费用高的问题而提供一种高压微雾法处理含氰废水的方法。将含氰废水经高压微雾系统处理后，变成超微雾粒子扩散到大气当中，经过光照与氧化作用，氰化物被分解，水分迅速蒸，不留痕迹，提出一种新型的贫液处理方法—高压微雾法，通过将贫液雾化增大氰化物与空气的接触面积，利用氰化物自然分解的原理，快速将贫液中的氰根离子氧化，达到含氰废水零排放的目的。

[0004] 本发明的技术方案为：

[0005] 一种高压微雾法处理含氰废水的方法，具体步骤包括：将高压微雾系统进行现场安装布置，做到位置合理，取水方便，高压微雾喷头无遮挡，高压微雾系统包括恒压供水系统，缺水保护系统，水质过滤系统；用潜水泵将储液池中的含氰废水抽入高压微雾系统的水箱内，将水箱注满后，启动高压微雾系统；利用高压微雾系统将含氰废水加压至1-7Mpa后，通过高压管路将加压的含氰废水输送到喷嘴雾化成3-10μm的超微雾粒子喷射到大气当中，增大了含氰废水与空气和光照的接触面积，加速了氰根的分解，水分子以气体形式分散到大气当中。

[0006] 本发明的特点还有：

[0007] 高压微雾系统的工作参数如下：供水压力：0.15～0.8Mpa，供水温度5℃～50℃，环境温湿度：主机温度4℃～40℃，相对湿度≤80％，电源：AC380V/50HZ；也可接受0-10v/4-20mA无级调节式分级分路调节。

[0008] 作为优选，高压微雾系统将含氰废水加压至3-6Mpa。

[0009] 作为优选，含氰废水输送到喷嘴雾化成4-6μm的超微雾粒子喷射到大气当中，充分增大了与空气和光照的接触面积，处理效果好。

[0010] 所述的水箱内水位控制安装一个液位计，设定好水位上下限后，自动控制给水。

[0011] 含氰废水的长时间放置，储液池内有沉淀物，将沉淀物压滤后，晾干处理；将储液池沉淀物清理干净后，用清水冲涮池壁与池底，确保不残留氰化物，将冲洗后的废水注入高压微雾系统的水箱内，进行处理。

[0012] 全部将含氰废水处理后，将高压微雾系统进行拆除，并清理喷嘴，确保下次使用。

[0013] 高压微雾系统启动后，每个喷嘴喷出3-10μm雾状水粒子，雾状水粒子不断向四周扩散，在上空5米左右消失，喷嘴四周地面较干燥，没有雾状水粒子凝结滴落的现象。

[0014] 本发明的高压微雾法处理含氰废水的方法的机理在于：

[0015] 含氰废水与大气接触，大气中的SO2、NOx、CO2就会被废水吸收，使含氰废水pH值下降。

[0016] CO2+OH-→HCO3-

[0017] SO2+OH→HSO3-

[0018] 随着含氰废水pH值的下降，废水中的氰化物趋于形成HCN：

[0019] CN-+H+→HCN(aq)

[0020] 亚铁氰化物会与重金属离子形成沉淀物这一反应促使重金属氰化物的解离，以Zn(CN)42-为例：

[0021] Zn(CN)42-+Fe(CN)64-+4H+→Zn2Fe(CN)6↓+4HCN(aq)

[0022] 由于空气中HCN极微，废水中的HCN将倾向于全部逸入大气中，从动力学角度考虑,HCN的逸出速度受如下因素影响：

[0023] 1)废水温度：废水温度高，HCN蒸气分压高，有利于HCN逸出，而且水温高，水的粘度小，液膜阻力减少。

[0024] 2)风力：风力大，水的扰动剧烈，气—液接触面积增大，酸性气体和HCN在气相扩散速度加快，水体内HCN的液相扩散也加快，酸性气体与水的反应加快。

[0025] 3)光照条件下有利于CN-的去除。日光及紫外光照射废水除氰都是有效的,氰根的去除率随着照射时间的延长而增大；紫外光源反应体系氧化处理低质量浓度含氰废水的效果优于自然光源反应体系。光化学氧化的机理是通过氧化剂在光的辐射下产生氧化能力较强的–OH基团,生成的羟基自由基再诱发一系列的自由基链反应，它可以氧化水体中的CN-,直至将CN-氧化为CO2、H2O和盐。

[0026] 本发明的有益效果为：

[0027] 本发明取得的优点在于：

[0028] 1、本方法适宜于各种地区的含氰废水，特别是对处理氰化物含量在236mg/l以上的废水具有显著优势。

[0029] 2、高压微雾法处理含氰废水无需添加任何药剂，能够达到废水零排放，避免产生次生污染；

[0030] 3、高压微雾系统：雾细，节能，可靠，工作范围广。

[0031] 4、彻底解决了含氰废水难处理的诸多技术难题：该方法操作简单，可就地处理，避免了倒运环节中的各种风险，处理结果安全可靠环保。

[0032] 5、处理能力高，根据设备型号不同,单套系统可达到0.1-1.5吨/时。

[0033] 6、根据含氰废水存储情况，合理选择设备型号及数量，使人员与设备最优化，使高压微雾法处理效率更高，成本更低。

[0034] 总之，本发明的方法将含氰废水经高压微雾系统处理后，变成超微雾粒子扩散到大气当中，经过光照与氧化作用，氰化物被分解，水分迅速蒸，不留痕迹。该方法无需添加任何药剂，无污染，成本低，处理1m3含氰废水只须2.5元，零排放，不产生二次污染，无地域限制，操作简单，可就地处理，避免了倒运环节中的各种风险，是一种新型环保的贫液处理方法。

[0035] 本发明对于处理氰根含量高的贫液具有显著优势，适合在各氰化厂中推广应用。此外，高压微雾系统还可作为除尘设施，可广泛应用于选矿以及井下开采等领域。

[0036] 采用高压微雾法处理含氰废水，与其他方法具有显著的优势，以处理某矿山含氰废水7000m3为例，氰化物含量如下表：

[0037] 现场水样检测分析如下：

[0038] 项目         SCN-

[0039] 含氰废水1    6800

[0040] 含氰废水2    6900。

[0041] 1、高压微雾法处理贫液

[0042] 电费：2.5*7000*1.1＝19250元

[0043] 其他辅助费用：10000元

[0044] 合计：29350元。

[0045] 2、常规化学法处理贫液

[0046] 这里采用化学法中处理成本低的二氧化氯法进行费用计算：二氧化氯可以直接将氰化物氧化成二氧化碳和氮，即：

[0047] 2CN-+2ClO2＝2CO2↑+N2↑+2Cl–

[0048] 氰化物以氰化钠计算：

[0049] ClO2分子量67.5，NaCN分子量49，所以除1g氰化物需二氧化氯量为：1.38克。

[0050] 制取二氧化氯的反应式为：

[0051] 2NaClO3+4HCl＝2ClO2↑+Cl 2↑+2NaCl+2H2O

[0052] NaClO3分子量106.5，HCl分子量73；NaCN分子量49，所以除1g氰化物需氯酸钠量为：1.64克。

[0053] NaClO3(99％)价格以为5元/kg,费用为0.0082元。

[0054] HCl(36％)价格为0.8元/kg,费用为0.0024元。

[0055] 所以，每除1g氰所需的药剂费用为0.0106元。

[0056] 含氰废水中氰化物含量为6800mg/L,共7000m3，所以氰总量为47400000g，所需药剂费用为504560元。

[0057] 综上所述，高压微雾法处理含氰废水的方法对于氰化物含量大于236mg/L的废水具有显著优势，处理成本低，同时可就地处理不需外运，减少了运输过程中的风险，不添加任何药剂，无污染，处理后不残留任何液体物质，避免了排放时产生二次污染的可能，这也是化学法处理含氰废水无法达到的，所以本方法产生的经济效益和社会效益显著。

具体实施方式

[0058] 下面通过具体实施例对本发明的技术方案进详细的说明。

[0059] 实施例1

[0060] 一种高压微雾法处理含氰废水的方法，具体步骤包括：将高压微雾系统进行现场安装布置，做到位置合理，取水方便，高压微雾喷头无遮挡，高压微雾系统包括恒压供水系统，缺水保护系统，水质过滤系统；用潜水泵将储液池中的含氰废水抽入高压微雾系统的水箱内，将水箱注满后，启动高压微雾系统；利用高压微雾系统将含氰废水加压至7Mpa后，通过高压管路将加压的含氰废水输送到喷嘴雾化成3-10μm的超微雾粒子喷射到大气当中，增大了含氰废水与空气和光照的接触面积，加速了氰根的分解，水分子以气体形式分散到大气当中。

[0061] 高压微雾系统的工作参数如下：供水压力：0.15～0.8Mpa，供水温度5℃～50℃，环境温湿度：主机温度4℃～40℃，相对湿度≤80％，电源：AC380V/50HZ。

[0062] 所述的水箱内水位控制安装一个液位计，设定好水位上下限后，自动控制给水。

[0063] 含氰废水的长时间放置，储液池内有沉淀物，将沉淀物压滤后，晾干处理；将储液池沉淀物清理干净后，用清水冲涮池壁与池底，确保不残留氰化物，将冲洗后的废水注入高压微雾系统的水箱内，进行处理。

[0064] 全部将含氰废水处理后，将高压微雾系统进行拆除，并清理喷嘴，确保下次使用。

[0065] 高压微雾系统启动后，每个喷嘴喷出3-10μm雾状水粒子，雾状水粒子不断向四周扩散，在上空5米左右消失，喷嘴四周地面较干燥，没有雾状水粒子凝结滴落的现象。

[0066] 实施例2

[0067] 高压微雾系统将含氰废水加压至1Mpa，其余技术方案同实施例1。

[0068] 实施例3

[0069] 高压微雾系统将含氰废水加压至3Mpa，其余技术方案同实施例1。

[0070] 实施例4

[0071] 高压微雾系统将含氰废水加压至6Mpa，其余技术方案同实施例1。

[0072] 实施例5

[0073] 含氰废水输送到喷嘴雾化成4-6μm的超微雾粒子喷射到大气当中，充分增大了与空气和光照的接触面积，处理效果好。其余技术方案同实施例1。

[0074] 实施例6

[0075] 三山岛金矿氰化系统停用后，存有约7000m3含氰废水未处理，分布于各个浓密机、浸出槽、贫液池等位置，含氰废水中氰根及重金属离子含量较高，水样分析如下。

[0076] 表1现场水样检测分析

[0077]项目 TDS(g/l) Cu(g/l) Pb(mg/l) SCN- COD(mg/l)
贫液 64.39 3.07 0.25 6800 21054
贫液 68.71 3.62 0.45 6900 20274

[0078] 由于贫液储量大氰根及重金属离子含量高，采用常规化学分解的方法成本高，并且不能保证使贫液中的有害离子降低到合格排放标准以下，三山岛金矿处于海边，周边养殖户较多，对环境保护要求较高，所以三山岛金矿贫液的处理成为一项技术难题。

[0079] 为了使贫液处理成本最低，且确保贫液的无害化处理。根据氰化物的分解机理，采用氯化法、暴晒法、雾化法、高压微雾法四种处理贫液方法，并对效果进行了对比。

[0080] 1、氯化法

[0081] 碱性氯化法是破坏废水中氰化物的较成熟的方法，广泛用于处理氰化电镀厂、炼焦工厂、金矿氰化厂等单位的含氰废水。其原理是将废水中氰氧化成CO2和N2等无毒物质。

[0082] 这里采用化学法中处理成本低的二氧化氯法进行费用计算：二氧化氯可以直接将氰化物氧化成二氧化碳和氮，即：

[0083] 2CN-+2ClO2＝2CO2↑+N2↑+2Cl–

[0084] 氰化物以氰化钠计算：

[0085] ClO2分子量67.5，NaCN分子量49，所以除1g氰化物需二氧化氯量为：1.38克。

[0086] 制取二氧化氯的反应式为：

[0087] 2NaClO3+4HCl＝2ClO2↑+Cl 2↑+2NaCl+2H2O

[0088] NaClO3分子量106.5，HCl分子量73；NaCN分子量49，所以除1g氰化物需氯酸钠量为：1.64克。

[0089] NaClO3(99％)价格以为5元/kg,费用为0.0082元。

[0090] HCl(36％)价格为0.8元/kg,费用为0.0024元。

[0091] 所以，每除1g氰所需的药剂费用为0.0106元。

[0092] 三山岛金矿含氰废水中氰化物含量为6800mg/L,共7000m3，所以氰总量为47400000g，所需药剂费用为504560元，用该法处理完含氰废水后，不能保证达到外排标准。

[0093] 2、暴晒法

[0094] 暴晒法的原理就利用光照和风力的作用将贫液进行自然蒸发。

[0095] 取500ml贫液装入不同敞口面积的容器中，放置于阳光下，记录下的蒸发量如下表：

[0096] 表2暴晒法处理贫液试验记录表

[0097]

[0098]

[0099] 通过表2可以看出，历经192h后，暴晒法蒸发量为175ml，蒸发速度受天气影响较大，极不稳定。

[0100] 该方法处理贫液不使用药剂，处理成本低，无二次污染。但受季节、气候影响大，处理周期长，所需场地较大。

[0101] 3、曝气法

[0102] 曝气法是利用向水中充气或机械搅动等方法增加水与空气接触面积，有利于水分蒸发。在曝气的过程中，将空气中的氧强制向液体中转移，其目的是获得足够的溶解氧，消除水中溶解性气体和挥发性物质的过程。

[0103] 试验过程：同样取500ml贫液置于1000ml烧杯中，放置于空旷的场地上，不断向烧杯中鼓入空气，记录贫液蒸发量如下表：

[0104] 表3曝气法处理贫液试验记录表

[0105]

[0106]

[0107] 从表3可以看出，蒸发量与充气量、蒸发面积、温度、湿度及风力有着密切联系，在各种天气情况下蒸发速度有增有减，说明蒸发速度不存在随着液体量减少而衰减的现象。