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        稀貴金屬冶煉廢水處理新工藝的應(yīng)用探討

        2020-03-26 07:39:44
        世界有色金屬 2020年1期

        吳 超

        (青海西豫有色金屬有限公司,青海 格爾木 816000)

        在稀貴金屬冶煉廢水中常用的處理工藝有過氧化氫法、臭氧氧化法、活性炭吸附氧化法、電化學(xué)法、硫酸亞鐵法、微生物講解法、水解法等。這些傳統(tǒng)的稀貴金屬冶煉廢水處理工工藝,存在很多的局限性和缺點,稀貴金屬回收率比較低,造成大量浪費。急需研究出一種全新的稀貴金屬冶煉廢水處理工藝,才能滿足實際要求,提升稀貴金屬回收率,獲得更大的經(jīng)濟效益。基于此,開展稀貴金屬冶煉廢水處理新工藝的應(yīng)用探討就顯得尤為必要。

        1 探討稀貴金屬冶煉廢水處理新工藝的必要性

        稀貴金屬不斷具有很強的應(yīng)用價值,而且還具有極強的稀缺性。在我國社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的背景下,稀貴金屬需求量不斷提升,稀貴金屬礦產(chǎn)資源儲量逐年減少,加強對稀貴金屬冶煉廢水處理新工藝的研究,有利于回收廢水中的稀貴金屬,減少能耗,保證我國礦產(chǎn)資源事業(yè)持續(xù)發(fā)展?;诖耍⒆阆≠F金屬冶煉廢水的特性,研究與之相適的處理藥劑和技術(shù),降低廢水處理成本,提升稀貴金屬的綜合回收研究,就顯得尤為必要。

        2 傳統(tǒng)廢水處理工藝的優(yōu)缺點

        (1)過氧化氫法。過氧化氫法處理稀貴金屬冶煉廢水的主要原理是:創(chuàng)造一種堿性條件,然后通過甲醛、銅離子等作為催化劑,促使稀貴金屬冶煉廢水中的一些有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒無害的物質(zhì)。此方法的主要優(yōu)點為處理設(shè)備結(jié)構(gòu)比較簡單,處理過程比較安全,稀貴金屬冶煉廢水凈化效果有保證。缺點是只適用于低濃度廢水處理中,比較甲醛、銅離子等催化劑使用量比較大,處理成本比較高。

        (2)臭氧氧化法。臭氧氧化法治理稀貴金屬冶煉廢水的主要機理為:通過臭氧將稀貴金屬冶煉廢水中氰化物、氰酸鹽等物質(zhì),水解成氨離子、碳酸根離子等,形成無毒無害的溶液。此方法的主要優(yōu)點為:臭氧來源廣好,獲取方便,處理操作過程是比較簡單,稀貴金屬冶煉廢水凈化效果比較好,幾乎不會形成二次污染。但缺點也比較明顯,如:投資成本大、耗電量比較高、無法有效去除廢水中的亞鐵和鐵氰化合物[1]。

        (3)活性炭吸收氧化法?;钚蕴烤哂泻軓姷奈叫?,在活性炭上經(jīng)過過氧化氫氧化吸的化學(xué)反應(yīng),來處理稀貴金屬冶煉廢水。此種處理方法的主要優(yōu)點是處理工藝比較簡單,可有效去除掉稀貴金屬冶煉廢水中的重金屬。但此種方法只能處理稀貴金屬冶煉廢水的澄清水,活性炭只能使用1次~2次,需要頻繁更換。

        (4)電化學(xué)法。將稀貴金屬冶煉廢水中的電解氧化反應(yīng)和金屬電解的還原相互結(jié)合,提升廢水處理效果。此種處理方法的優(yōu)勢為:可有效處理高濃度稀貴金屬冶煉廢水,操作過程也比較簡單,同時也可以有效除去廢水中的一些重金屬。但稀貴金屬冶煉廢水處理能耗非常大,成本也比較高。

        (5)硫酸亞鐵法。此種處理方法的主要機理為:將硫酸亞鐵按照一定的比例加入到稀貴金屬冶煉廢水中,通過一系列化學(xué)反應(yīng),形成亞鐵絡(luò)合物,從而達到凈化廢水的目的[2]。此種處理方法的主要優(yōu)點是操作比較簡單,且成本較低。但處理效率比較低,處理之后稀貴金屬冶煉廢水仍然無法達到排放標(biāo)準(zhǔn)。

        (6)微生物降解法。微生物講解法的主要機理為:通過微生物自身的生物化學(xué)反應(yīng)對稀貴金屬冶煉廢水金屬污染物進行分解,形成氨、二氧化碳、硫酸鹽等物質(zhì)。此種方法的主要優(yōu)勢是可有效去除稀貴金屬冶煉廢水中的氰化物及氰絡(luò)合物。但只能應(yīng)用在低濃度處理中,可承受的處理負(fù)荷也比較小。

        (7)水解法。水解法是過去稀貴金屬冶煉廢水處理中常用的方法之一,主要機理為在堿性條件下,對密封金屬冶煉廢水進行加溫、加壓材料,促使污染物不斷水解,形成無毒無害的有機酸和氨。優(yōu)點為可徹底處理廢水,不會形成二次污染,適用性較強。但水解溫度比較高,過程較長,會增加稀成本。

        3 稀貴金屬冶煉廢水處理新工藝

        (1)初步處理后的廢水情況。稀貴金屬在冶煉廢水中主要以離子的形式存在,通過鐵粉置換方法,可將冶煉廢水中的稀貴金屬置換出來,從而達到金、銀、銅、鉑、鈀等技術(shù)和廢水分離的目的,經(jīng)過處理之后稀貴金屬冶煉廢水組分如下:金含量為1.0μg/L,銀含量1.9μg/L,銅含量5244μg/L,鉛含量16.2μg/L,鋅含量1035μg/L,砷含量55.24μg/L,鉑含量1.23μg/L,鈀含量1.57μg/L。從這幾組數(shù)據(jù)中可以看出,通過鐵粉置換稀貴金屬冶煉廢水處理后,銅含量最高,對后續(xù)處理影響比較大,并且含有很多稀貴金屬,如:金、銀、鉑、鈀等,有很強的回收價值,需要進一步處理。

        (2)鐵粉置換+硫酸亞鐵還原聯(lián)合處理工藝。和傳統(tǒng)稀貴金屬冶煉廢水處理工藝相比,鐵粉置換+硫酸亞鐵還原聯(lián)合處理工藝具有廢水處理量大、處理效率高、適應(yīng)性強、處理成本低,稀貴金屬回收率高等優(yōu)勢。從鐵粉置換+硫酸亞鐵還原聯(lián)合處理工藝流程中可以看出,鐵粉置換+硫酸亞鐵還原聯(lián)合處理工藝的主要機理為:硫酸亞鐵和廢水中金、銀、鈀等發(fā)生還原反應(yīng),具體化學(xué)反應(yīng)方程式如下:

        從上述三個化學(xué)反應(yīng)方程式中可以看出,通過硫酸亞鐵,可以和廢水中的氯金酸發(fā)生還原反應(yīng),并且和廢水中的銀、金、鈀及銅等進行化學(xué)反應(yīng),從而金屬單子沉淀,實現(xiàn)固體金屬和廢水相互分離,經(jīng)過鐵粉置換+硫酸亞鐵還原聯(lián)合處理后的稀貴金屬冶煉廢水組分的如下金含量為0.001μg/L,銀含量0.05μg/L,銅含量1658.5μg/L,鉛含量8.63μg/L,鋅含量368.2μg/L,砷含量23.5μg/L,鉑含量0.06μg/L,鈀含量0.08μg/L。從這幾組數(shù)據(jù)中可以看出,采用鐵粉置換+硫酸亞鐵還原聯(lián)合處理后,廢水中個金屬元素的含量大幅度降低,其中金元素回收率超過99.98%,既能有效提升稀貴金屬回收率,還能降低銅、鉛等金屬元素的含量,降低廢水排放對水環(huán)境及土壤的污染。

        4 結(jié)語

        綜上所述,本文結(jié)合理論實踐,探討了稀貴金屬冶煉廢水處理新工藝的應(yīng)用,探討結(jié)果表明,應(yīng)用鐵粉置換+硫酸亞鐵還原聯(lián)合處理工藝,比傳統(tǒng)處理工藝具有更加明顯的優(yōu)勢,既能提升稀貴金屬的回收量,而且操作比較簡單,廢水處理量也比較大,具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益,值得大范圍推廣應(yīng)用。

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