選銅過程中產(chǎn)生大量的廢水，其含有高質(zhì)量濃度的氰化物和銅，以及有價金屬金。廢水直接外排會對周圍水體造成嚴重污染，同時造成金的流失。為實現(xiàn)選銅含氰廢水的達標排放和有價金屬的有效回收，對廢水進行了試驗研究。采用過氧化氫氧化—改性活性炭吸附法處理選銅含氰廢水，并對工藝參數(shù)進行優(yōu)化，為選銅含氰廢水的工業(yè)化處理提供參考。
1、試驗部分
1.1 廢水性質(zhì)
選銅含氰廢水主要組分分析結(jié)果見表1。由表1可知，廢水中氰化物質(zhì)量濃度為576mg/L，Cu質(zhì)量濃度為860mg/L，金質(zhì)量濃度為0.45mg/L，其主要以絡(luò)合物形式存在。
1.2 工藝流程
目前，用于處理含氰廢水的方法較多，過氧化氫氧化法在世界各地均有廣泛應(yīng)用，且在加拿大、南非等金礦的應(yīng)用效果較好。選銅含氰廢水中含有的大量銅離子可作為過氧化氫氧化反應(yīng)的催化劑，加快反應(yīng)速率。綜合考慮，確定選銅含氰廢水采用過氧化氫氧化—改性活性炭吸附法處理，其工藝流程見圖1。
1)過氧化氫氧化法。
以銅離子作為催化劑，利用過氧化氫氧化氰化物，使其轉(zhuǎn)化為氰酸鹽，水解生成無毒化合物。此外，銅還可轉(zhuǎn)化為氫氧化銅沉淀從廢水中去除。發(fā)生的主要化學反應(yīng)為：
2)活性炭吸附法。
利用活性炭巨大的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)對廢水中多種組分的吸附作用，達到凈化水質(zhì)的目的。
1.3 儀器與試劑
儀器：X85-2S型攪拌器、FA2004C型分析天平、真空過濾機、電熱恒溫鼓風干燥箱、分光光度計、原子吸收光譜儀等。
試劑：氫氧化鈉、顆?；钚蕴?，均為分析純，30%過氧化氫，工業(yè)純。
2、試驗結(jié)果與討論
2.1 pH
過氧化氫在酸性條件下比較穩(wěn)定，30%過氧化氫溶液pH值約為5，其在一般條件下不能氧化氰化物，只有在常溫、堿性、Cu2+作為催化劑條件下，過氧化氫才能氧化氰化物，因此pH對廢水中氰化物的去除至關(guān)重要。取選銅含氰廢水1L，在過氧化氫用量為25mL/L、攪拌速度為200r/min、反應(yīng)時間為120min的條件下，進行pH單因素條件試驗。pH對氰化物和銅去除效果的影響見圖2。
由圖2可知：氰化物去除率隨pH增加先提高后降低。當pH值小于10時，大量銅離子溶出，氰化物去除率提高，而當pH值大于10時，銅離子大量生成沉淀，氰化物去除率急劇下降，主要是因為高pH不利于電子的產(chǎn)生和傳遞。pH值為10時，氰化物去除率達到最大值，為95.41%。
2.2 過氧化氫用量
取選銅含氰廢水1L，在pH為10、攪拌速度為200r/min、反應(yīng)時間為120min的條件下，進行過氧化氫用量單因素條件試驗。過氧化氫用量對氰化物和銅去除效果的影響見圖3。
由圖3可知：隨著過氧化氫用量增加，氰化物和銅去除率均先提高后趨于穩(wěn)定。當過氧化氫用量為10～20mL/L時，氰化物去除率增幅較大，當過氧化氫用量為25mL/L，氰化物去除率達到93.28%，繼續(xù)增加過氧化氫用量，氰化物和銅去除率增幅較小。
2.3 反應(yīng)時間
取選銅含氰廢水1L，在pH為10、過氧化氫用量為25mL/L、攪拌速度為200r/min條件下，進行反應(yīng)時間單因素條件試驗。反應(yīng)時間對氰化物和銅去除效果的影響見圖4。
由圖4可知：當反應(yīng)時間少于120min時，隨著時間的延長，氰化物去除率增加明顯。當反應(yīng)時間大于120min后，氰化物去除率變化不大。銅去除率與氰化物去除率趨勢基本一致。
2.4 正交試驗
為了全面地研究過氧化氫用量、反應(yīng)時間、攪拌速度和pH對氰化物去除效果的影響，進行了4因素3水平正交試驗。試驗結(jié)果見表2。
根據(jù)正交試驗結(jié)果及極差分析可知，影響廢水中氰化物去除率各因素的主次關(guān)系為pH>反應(yīng)時間>過氧化氫用量>攪拌速度。試驗確定最佳處理條件為pH=10、過氧化氫用量25mL/L、攪拌速度200r/min、反應(yīng)時間120min，處理后廢水中各組分含量及去除率見表3。
由表3可知，過氧化氫氧化法處理后，廢水中氰化物、銅去除率分別為94.05%、90.53%，但氰化物質(zhì)量濃度達34.30mg/L，不符合國家廢水排放標準，仍需進一步處理。
2.5 改性活性炭用量
改性活性炭即為向活性炭中加入聚二甲基二烯丙基氯化銨溶液，經(jīng)過攪拌、抽濾、烘干、研磨、過篩制得。吸附試驗用選銅含氰廢水中的氰化物質(zhì)量濃度為30mg/L，控制pH值為7～8、吸附時間6h、吸附溫度25℃，考察改性活性炭用量對氰化物去除效果的影響。試驗結(jié)果見圖5。
由表5可知，當改性活性炭使用量超過20g/L時，氰化物質(zhì)量濃度小于0.5mg/L，符合GB8978—1996《污水綜合排放標準》要求。
試驗分別采用過氧化氫氧化法、過氧化氫氧化—改性活性炭吸附法處理選銅含氰廢水，改性活性炭用量為20g/L，結(jié)果見表4。
由表4可知，選銅含氰廢水采用過氧化氫氧化—改性活性炭吸附法處理后，氰化物質(zhì)量濃度低于0.5mg/L，達到國家廢水排放標準。此時，銅去除率達98.83%，金回收率95.56%，載金炭金品位為0.022mg/g。
3、結(jié)論
1)影響過氧化氫氧化法去除選銅含氰廢水中氰化物各因素的主次關(guān)系依次為：pH>反應(yīng)時間>過氧化氫用量>攪拌速度，其最佳工藝條件為pH值10、過氧化氫用量25mL/L、攪拌速度200r/min、反應(yīng)時間120min。
2)改性活性炭用量超過20g/L時，處理后廢水中氰化物質(zhì)量濃度小于0.5mg/L，達到國家廢水排放標準。
3)選銅含氰廢水采用過氧化氫氧化—改性活性炭吸附法處理后，氰化物去除率高達99.91%，銅去除率達98.83%，金回收率達95.56%，有效去除氰化物、銅的同時，實現(xiàn)有價金屬金的回收。( >
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