金矿高浓度含氰废水的处理工艺
在黄金生产中，湿法提金需要氰化物，因此在生产过程中不可避免地会产生一定量的含氰废水。高浓度含氰废水毒性大，其生产过程中的处理措施主要是回收利用和达标排放。根据国家环保政策的要求，积极倡导“零排放”，所以目前高浓度含氰废水必须回收利用。但由于循环使用，废水中影响生产过程的各种有害元素离子会不断积累，影响生产工艺指标。
目前，国内对含氰废水的处理技术研究较多。氰化物的处理方法是氧化法，多为氯气氧化法、臭氧氧化法、化学法等。然而，国内外对高浓度含氰废水的处理技术较少，存在工艺复杂、处理效果不稳定、污染物去除率低、运行成本高等问题。因此，某金矿企业迫切需要找到一种高浓度含氰废水的处理方法。废水经处理后可循环回生产过程，保证了工艺的稳定运行，并回收了废水中的一些有价值的成分。
某金矿采用氧化焙烧-氰化-锌粉置换工艺从金精矿中提取金，产生的废水中氰化物和铜含量高。采用酸化回收法和硫化回收法回收废水中的铜，并考察了铜的回收效果。回收的铜渣经高温脱氰处理后，符合《黄金工业氰化渣污染控制技术规范》(HJ943—2018)作为有色金属冶炼替代原料的要求，可作为精矿产品定价销售；通过氰化物还原沉淀法进一步处理废水，以进一步降低氰化物和重金属含量，以及处理后的废水的总氰化物浓度
1.测试零件
1.1仪器和试剂
测试仪器包括:UV-1700紫外分光光度计、AA6300原子吸收分光光度计、化学滴定装置、DELTA320pH计、BSA224S天平和85 2A磁力搅拌器。
试验试剂为:98%浓硫酸、氧化钙、硫酸亚铁、九水硫化钠，均为分析纯。
1.2水质特性
取某金矿高浓度含氰废水进行分析，其化学成分见表1。
从表1可以看出，含氰废水中主要污染物为氰化物和铜，其中总氰化物浓度为3340mg/L，易释放氰化物浓度为1630mg/L，与金属络合的氰化物占51.2%，处理难度较大。总铜浓度为1550mg/L，考虑到铜可以回收，实验的主要研究对象为氰化物和铜。
1.3测试方法
鉴于废水中铜的回收价值较高，采用酸化回收和硫化回收两种方法考察铜的回收效果。经过高温处理后，回收的铜渣作为精矿产品定价出售。废水经氰化物还原沉淀法进一步处理，进一步降低氰化物和重金属含量，处理后的废水可回用于生产过程。
2.测试结果和讨论
2.1酸化恢复法测试
每次试验取1.0L废水，加入4、5、6mL/L的浓硫酸，搅拌反应1h，反应结束后过滤，分析酸化液的成分。分析结果如图1所示。
从图1可以看出，当酸用量为5mL/L时，酸化液中铜的浓度为26.2mg/L，总氰化物浓度为835.24mg/L，铜的去除率为98.3%。随着硫酸投加量的增加，除铜效果无明显变化，考虑到药品成本，浓硫酸的投加量确定为5.0mL/L。
2.2硫化恢复试验
每次试验取废水的1L，分别加入3、4、6、7、8g/L的硫化钠，加入浓硫酸控制pH值在4.5左右，搅拌反应1h，反应结束后过滤，分析处理液的成分。分析结果如图2所示。
从图2可以看出，当硫化钠用量为8g/L时，处理液中铜的浓度为111mg/L，总氰化物浓度为1225.54mg/L，废水中铜的去除率为92.8%。与酸化回收法相比，硫化回收法处理成本高，处理效果差，建议采用酸化回收法处理废水。
2.3酸化渣高温除氰试验
2.3.1酸化渣的成分分析
当回收法中使用的硫酸量为5mL/L时，分析酸化渣的成分，结果见表2。
从表2可以看出，处理后的酸化渣含水量为30.18%，其中铜含量为26.80%，总氰化物含量为6.76%(67600mg/kg)，超过了《黄金工业氰化渣污染控制技术规范》(HJ943—2018)第8.3条“当氰化渣作为有色金属、稀有贵金属和黑色金属冶炼的替代原料时，酸化渣需进行无害化处理，处理后总氰化物含量较少
2.3.2酸化渣高温氰化处理试验
取一定量的酸化渣在管式炉中300℃加热1h，用10%氢氧化钠作为吸收液，测定高温处理后酸化渣中各组分的含量。结果如表3所示。
从表3可以看出，高温处理后的酸化渣总氰化物含量为0.119%(1190mg/kg)，符合《黄金工业氰化渣污染控制技术规范》(HJ943—2018)第8.3条的要求:“氰化渣作为冶炼有色金属、稀有贵金属和黑色金属的替代原料时，其总氰化物(以CN-计)符合HJ745。因此，高温处理后的酸化渣可以作为替代原料。
为了进一步探索高温除氰的原理，对吸收液的成分进行了分析，结果见表4。
从表4可以看出，吸收液中的主要成分是易释放的氰化物、氨氮和亚硫酸盐。因此，推测酸化渣高温分解产生的气体主要是HCN、NH3和SO2。
2.4氰化物还原沉淀试验
2.4.1硫酸亚铁用量试验
每次取酸化液的1L到反应器中，分别加入3、4、5、6、8g/L的硫酸亚铁，用氧化钙控制pH值至6.5左右，搅拌反应0.5h，反应结束后过滤，分析处理液的成分。结果如图3所示。
从图3可以看出，随着硫酸亚铁用量的增加，氰化处理效果越好；当硫酸亚铁投加量达到6.0g/L时，处理液中总氰化物浓度为45.8mg/L，随着硫酸亚铁投加量的增加，总氰化物浓度变化不大。考虑到药品成本，硫酸亚铁的用量确定为6.0g/L
2.4.2中和溶液的成分分析
用氧化钙将硫酸亚铁处理溶液的pH值调节至约8.0，并分析中和溶液的成分。结果如表5所示。
从表5中可以看出，中和处理后，中和液中的氰化物进一步减少，总氰化物浓度为11.97mg/L，易释放氰化物浓度为8.79 mg/L，处理后的废水可以回用于生产工艺。
3.结论
(1)当酸用量为5mL/L时，某金矿废水中铜的去除率为98.3%，酸化渣的含水量为30.18%，铜含量为26.8%，总氰化物含量为6.76% (67600mg/kg)。在回收试验中，当硫化钠用量为8g/L时，铜的去除率为92.8%。与酸化回收法相比，硫化回收法处理成本高，处理效果差，建议采用酸化回收法处理废水。
(2)高温处理后酸化渣中总氰化物含量为0.119%(1190mg/kg)，符合《黄金工业氰化渣污染控制技术规范》(HJ943—2018)第8.3条要求:“氰化渣作为冶炼有色金属、稀有贵金属和黑色金属的替代原料时，其总氰化物(以CN-计)按HJ745测定。因此，高温处理后的酸化渣可以作为替代原料。酸化渣高温分解产生的气体主要是HCN、NH3和SO2。
(3)降氰沉淀试验中硫酸亚铁的最佳用量为6g/L，处理液中总氰化物浓度为45.8mg/L，易释放氰化物浓度为8.79mg/L，处理后的废水可回用于生产工艺。(来源:长春黄金研究院有限公司)
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