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        三段堿性氯化氧化處理高濃度氰化物廢水

        2015-06-05 14:42:53
        湖南有色金屬 2015年2期

        鄧 嬪

        (湖南有色金屬研究院,湖南 長(zhǎng)沙 410100)

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        三段堿性氯化氧化處理高濃度氰化物廢水

        鄧 嬪

        (湖南有色金屬研究院,湖南 長(zhǎng)沙 410100)

        對(duì)某黃金冶煉企業(yè)氰化浸出的高濃度氰化液進(jìn)行試驗(yàn)研究,試驗(yàn)結(jié)果表明:采用酸化-三段堿性氯化氧化可直接將廢水中的氰化物濃度從500 mg/L降至0.5 mg/L以下,再通過(guò)pH調(diào)整進(jìn)一步去除廢水中的Zn2+。

        氰化物;三段堿性氯化;黃金冶煉

        氰化法提金已有百年歷史,一直是金礦提金主要的方法。處理1 t金精礦要排放4m3左右的氰化廢水,其中氰化物的濃度在50~500 mg/L,有的甚至更高。由于氰化物是劇毒物質(zhì),隨意排放會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境,影響農(nóng)、牧、漁的生產(chǎn)。

        目前,對(duì)金礦含氰廢水的處理有多種方法,其中已在工業(yè)實(shí)踐中獲得應(yīng)用的有化學(xué)處理法、自然降解法和生物降解法等。常用的方法為堿性氯化法[1,2],但其要求原水中的氰化物濃度在200 mg/L以?xún)?nèi),濃度高于200 mg/L的廢水需經(jīng)酸化-吹脫等預(yù)處理后,方能采用此方法。因此,本試驗(yàn)針對(duì)黃金冶煉產(chǎn)生的高濃度氰化廢水進(jìn)行了新的處理方法的探索研究。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)用水

        試驗(yàn)用污水來(lái)自某黃金冶煉廠氰化浸出貧液。試驗(yàn)用水主要水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

        表1 主要水質(zhì)指標(biāo) mg/L

        1.2 試驗(yàn)方法

        該試驗(yàn)以分段處理為原則,依次對(duì)各污染物有針對(duì)性的進(jìn)行處理。污水處理流程工藝如圖1所示。

        圖1 污水處理工藝流程圖

        1.3 分析方法

        化學(xué)需氧量(COD)采用微波消解滴定法測(cè)定;pHS-IIIC酸度計(jì)檢測(cè)pH;氰化物(CN-)分析高濃度采用硝酸銀滴定法、低濃度采用異煙酸-吡唑啉酮光度法測(cè)定;Zn2+采用火焰原子吸收法測(cè)定。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 氰化物處理?xiàng)l件分析

        2.1.1 酸化預(yù)處理的必要性分析

        進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),討論酸化預(yù)處理對(duì)后續(xù)氧化效果的影響分析,考察酸化預(yù)處理的必要性。分別取經(jīng)酸化預(yù)處理和未經(jīng)預(yù)處理的廢水進(jìn)行同條件三段氧化試驗(yàn),取樣分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

        表2 直接氧化與酸化氧化效果對(duì)比

        表2結(jié)果顯示,在藥劑量相同的情況下,進(jìn)行酸化預(yù)處理的處理效率明顯高于直接氧化的處理效率。經(jīng)分析認(rèn)為是酸性環(huán)境下廢水中原以絡(luò)合態(tài)形式存在的CN-被分解而游離于水中,有利于氧化反應(yīng)的反應(yīng)程度,所以酸化預(yù)處理提高了氧化反應(yīng)的處理效率。酸化過(guò)程中產(chǎn)生少量的灰綠色沉淀顆粒,認(rèn)為是廢水中以[Cu(CN)3]2-形式存在的Cu2+在酸性條件下分解,并形成氰化亞銅的沉淀[2]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,該項(xiàng)目廢水酸化預(yù)處理工藝是必需的。

        2.1.2 氧化條件試驗(yàn)

        氧化條件的探索在傳統(tǒng)氰化物處理的堿性氯化法的理論基礎(chǔ)上進(jìn)行[3],并針對(duì)試驗(yàn)用水的特性開(kāi)展了針對(duì)性試驗(yàn)。

        2.1.2.1 氧化劑用量的確定

        以酸化后的氰化貧液為試驗(yàn)用水,在pH 10~11,采用不同量次氯酸鈉進(jìn)行一段氧化30 min,然后在pH 7.0左右,采用不同量的次氯酸鈉進(jìn)行二段氧化30 min,最后仍在pH 7.0左右,加不同量次氯酸鈉進(jìn)行三段氧化30 min,取樣分析,試驗(yàn)控制參數(shù)及試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

        表3 各段次氯酸鈉用量分析

        表3結(jié)果顯示,總體趨勢(shì)是次氯酸鈉氧化劑用量越大,CN-去除率越高,出水CN-越低,但通過(guò)各段藥劑用量的組合協(xié)調(diào),當(dāng)試驗(yàn)藥劑用量降至11號(hào)試驗(yàn)的用量時(shí),即三段反應(yīng)次氯酸鈉用量分別為5 mL/L、5 mL/L、4 mL/L時(shí),出水CN-濃度為0.5 mg/L。

        2.1.2.2 氧化時(shí)間的影響

        以經(jīng)酸化預(yù)處理的廢水為試驗(yàn)用水,按照經(jīng)典堿性氯化法控制方法,在pH 10~11,加次氯酸鈉氧化2 mL/L,分別反應(yīng)10 min、20 min、30 min,再在pH 7.0左右,加次氯酸鈉5 mL/L氧化,分別氧化10 min、20 min、30 min。試驗(yàn)結(jié)果顯示:氧化時(shí)間必須達(dá)30 min,處理效率才能達(dá)到。

        2.1.2.3 二段氧化的可行性論證

        在酸化預(yù)處理的條件下,在pH 10~11進(jìn)行一段氧化,然后在pH 7.0左右進(jìn)行二段氧化,氧化時(shí)間為30 min、60 min、90 min、120 min,取樣分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

        表4 二段氧化試驗(yàn)結(jié)果

        該實(shí)驗(yàn)主要考察高濃度氰化貧液在酸化預(yù)處理的條件下是否可通過(guò)加大二段氧化劑量和氧化時(shí)間將三段氧化優(yōu)化為二段氧化的可能性。表4結(jié)果顯示,進(jìn)行酸化預(yù)處理后通過(guò)二段氧化出水不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此該項(xiàng)目廢水酸化預(yù)處理后的三段氧化是不可少的。

        2.2 氰化貧液中Zn的去除

        氰化貧液中Zn濃度較高,經(jīng)實(shí)驗(yàn)室水樣分析,氧化處理后貧液中的Zn濃度仍有86.85 mg/L。根據(jù)Zn的物理化學(xué)性質(zhì),實(shí)驗(yàn)室擬采用石灰調(diào)整pH達(dá)到去除廢水中Zn的目的。分別在氧化前和氧化后進(jìn)行石灰法沉淀Zn的嘗試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

        表5 石灰法除鋅的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        表5結(jié)果顯示,石灰法沉淀Zn的處理在氧化后進(jìn)行,pH大于9.0能保證出水中的Zn濃度低于排放標(biāo)準(zhǔn)限制2.0 mg/L,而在氧化前進(jìn)行基本不起作用,分析是由于氰化貧液中Zn主要是以[Zn (CN)3]2-的絡(luò)合物形式存在,不能形成Zn(OH)2的沉淀而去除,而氧化反應(yīng)后由于ClO-的強(qiáng)氧化作用將CN-氧化,使Zn2+在水中游離態(tài)形式存在,在堿性環(huán)境下形成Zn(OH)2沉淀。當(dāng)pH>9.0時(shí),氧化后石灰法沉淀鋅反應(yīng)都能使水中Zn濃度達(dá)標(biāo),因此認(rèn)為控制pH=9.0左右費(fèi)用較低,且符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

        3 結(jié) 論

        1.通過(guò)三段堿性氯化法,將黃金冶煉廢水氰化貧液中的高濃度氰化物直接氧化去除,處理出水可以達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

        2.試驗(yàn)廢水中氰化物處理的主要工藝三段堿性氯化法,是在經(jīng)典堿性氯化法的基礎(chǔ)上進(jìn)行方案調(diào)整,用于直接處理高濃度氰化物廢水。無(wú)需將氰化物預(yù)先進(jìn)行酸性吹脫后降至200 mg/L濃度以?xún)?nèi)再采用經(jīng)典氯化法處理高濃度氰化物廢水,縮短了工藝流程,減少了建設(shè)投資。

        3.試驗(yàn)研究所得三段堿性氯化法的處理工藝為第一段pH 10~11,反應(yīng)時(shí)間30 min,次氯酸鈉用量為5 mL/L;第二段pH 7.0,反應(yīng)時(shí)間30 min,次氯酸鈉用量5 mL/L;第三段pH 7.0,反應(yīng)時(shí)間30 min,次氯酸鈉用量4 mL/L。

        4.試驗(yàn)工藝流程中三段氧化后的pH調(diào)整,主要為去除廢水中的Zn2+,經(jīng)氧化處理后廢水中絡(luò)合物被氧化分解,Zn2+在水中以游離態(tài)形式存在,堿性環(huán)境下形成Zn(OH)2沉淀而去除。

        [1]汪大暈,徐新華,宋爽.工業(yè)廢水中專(zhuān)項(xiàng)污染物處理手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000.192-202.

        [2]江義平.高濃度氰化物廢水處理的研究和應(yīng)用[J].工業(yè)用水與廢水,2005,36(2):43-45.

        [3]中和平.堿氯法處理含氰尾礦的實(shí)踐[J].黃金,1991,12(3):21-24.

        Tretment of High-cyanide-containing Wastewater by Three Times Alkaline Chlorination

        DENG Pin
        (Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha 410100,China)

        The research based on high-cyanide-containing wastewater from a gold-refining enterprise has been carried out.The results showed that a new method of acidulate-three times alkaline chlorination has been advanced.The outlet concentration was under 0.5 mg/L,when the mass concentration of CN-in influent water was over 500 mg/L,and then reduce the concentration of Zn2+by using lime to form precipitation at pH 9.

        cyanide;three times-alkaline chlorination;gold-refining

        X703.1

        A

        1003-5540(2015)02-0054-02

        2014-11-19

        鄧 嬪(1981-),女,工程師,主要從事有色金屬行業(yè)廢水治理技術(shù)研究工作。

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