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黃金冶煉生產廢水的綜合治理及利用

文檔作者：梁高喜，張文歧，王伯義文檔來源：河南中原黃金冶煉廠有限責任公司河南省黃金資源綜合利用重點實驗室，河南省金精礦綜合回收院士工作站		點擊數：	更新時間： 2024年06月14日
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·64· 中國有色冶金生產實踐篇·綜合利用與環保
黃金冶煉生產廢水的綜合治理及利用
梁高喜，張文歧，王伯義
(河南中原黃金冶煉廠有限責任公司，河南省黃金資源綜合利用重點實驗室，
河南省金精礦綜合回收院士工作站，河南三門峽472000)
[摘要] 針對黃金冶煉生產廢水重金屬含量過高不能達標排放的問題，對原工藝進行技術改造．應
用電化學法處理生產廢水，處理后水中重金屬含量遠低于國家規定的排放標準，減少了環境污染。
[關鍵詞] 黃金冶煉；電化學；廢水處理
[中圖分類號]TF831；X756 [文獻標志碼] B [文章編號] 1672-6103(2016)03一0064—03
河南中原黃金冶煉廠有限責任公司(以下簡
稱中原冶煉)位于三門峽市澗南工業園區，是我國
最早最大的專業化黃金冶煉企業之一，經過20多
年的不斷發展和技術創新，已達到日處理含銅金
精粉670多噸的能力，可實現多金屬的綜合回收。
中原冶煉現有兩條焙燒制酸一氰化提金生產線和
一條萃取一電積銅生產線。近年來企業生產能力不
斷提高，廢水產量不斷增加，每日產生的含氰廢水和
酸性廢水達1 800 m3，而現有的污水處理系統已經
不能滿足企業發展要求，存在著酸性廢水中銅、砷等
污染元素達不到國家及河南省規定的排放標準的
問題。
國內某環保科技發展有限公司共同合作，在盡量減
少投資的原則下，對現有流程進行優化改造，將電化
學處理法應用于黃金冶煉生產廢水處理系統中。系
統改造后2013年10月投入運行以來，各項指標均
達到國家相關規定及《河南省重有色冶煉及壓延加
工行業綜合治理技術規范》中的要求。
l 原廢水處理工藝
1．1廢水組成
中原冶煉廢水處理站處理的廢水包括四部分：
制酸系統產生的廢酸，萃取電積車間產生的酸性廢
水，氰化車間產生的含氰堿性廢液，金精煉車間產生
針對生產廢水處理站存在的問題，中原冶煉和的酸性廢水。廢水成分如表1所示。
表1生產廢水組分mg／L
1．2工藝概況
含氰堿性廢水和精煉外排酸性廢水混合，進行
半酸化中和，壓濾，濾液送廢酸處理工序，含銅濾餅
[作者簡介]梁高喜(1985～)，男，河南漯河人，本科學歷，有色冶金
工程師，河南中原黃金冶煉廠有限責任公司生產部副經理，主要從事
黃金冶煉、銅冶煉生產管理與技術研究。
[基金項目]2013年河南省重大科技專項(131 100310300)
[收稿日期]2015—03—24[修訂日期]2016—02—24
返回系統；半酸化后的廢水與廢酸、萃取車間廢水混
合后加電石渣漿液中和爆氣，pH值控制在7—8，中
和爆氣后的礦漿經膠帶真空過濾機固液分離后，濾
餅外運，濾液經戈爾過濾器精濾后，返回系統使用，
工藝流程見圖1虛框部分。
但實際生產過程中，水平衡系統相對薄弱，偶有
系統漲水，中水無法完全回用的現象時有發生，目前
該系統處理的中水砷、鎘等元素含量達不到國家規
萬方數據
2016年6月第3期梁高喜等：黃金冶煉生產廢水的綜合治理及利用。65·
定的排放標準，故無法外排，造成生產系統壓力劇
增。因此，對水處理系統改造勢在必行。
2 電化學技術的特點
國內外學者對工業廢水中重金屬污染的治理做
了大量研究。目前已經開發應用的處理技術主要有
化學沉淀法、生物法、膜分離技術和電化學法等，特
別是電化學法引起了廣大環境治理技術專家、學者
的關注¨“1。
2．1 電化學法的特點
電化學法具有如下特點：
(1)施工周期短，運行成本低，處理效果好。主
要投資為設備及其配套設施，土建工程量小，工期
短，因此投資成本不高；運行中僅需電力、更換極板，
無須添加其他化學藥劑，運行維護操作簡單，因此運
行費用低。
(2)占地面積小。以設備為主，土建施工量小，
占地面積大大低于其他工藝。
(3)自動化程度高。可實現“傻瓜式”操作，并
實現遠程操作和監控，對操作人員要求不高。
(4)操作和維護簡單。只通過消耗電力處理污
染物，元需添加其他化學藥劑，易于管理；設備結構
簡單，維護量小；可根據實際需要，既能24 h連續運
行，又能隨時開機停機。
2．2電化學法的原理
電化學系統通過給多塊極板加直流電，在極板
之間產生電場，使待處理的水流入極板的空隙。在
該電場中，通電的極板會有一部分被消耗而進入水
中。電場中的離子與非離子污染物被通電，并與電
場中電離的產物以及消耗進入水中的極板發生反
應。在此過程中，各種離子相互作用，通常以其最穩
定的形式結合成固體顆粒，從水中沉淀出來。電化
學法采用電能代替昂貴的化學試劑，能夠同時去除
水中的重金屬、懸浮固體、乳化有機物和其它多種污
染物㈡。。。
3廢水處理工藝的改造
3．1 工藝改造
本著盡量節省投資、減少土地占用的原則，中原
冶煉技術人員在現有流程基礎上進行了優化改造，
采用電化學法處理外排廢水，改造后的廢水處理流
程如圖l所示。
廢酸
外排萃余液
含氰廢水
金精煉廢水
二：卜九圃些{困
]—甲q宣畝一返商系統
注：虛線框內為原廢水處理工藝
圖1廢水處理工藝流程簡圖
達標外排
由圖1可知，經原工藝預處理過的廢水首先經
集水管網收集至新建均化池中進行預處理，混合均
化后，自流到I撐綜合斜板沉淀池，上清液通過清水
區收集后經提升泵泵人電化學系統進行深度處理。
電化學出水進入到組合沉淀池曝氣區進行曝
氣，水中的Fe2+氧化為Fe3+，增加沉降性能，在絮凝
池中添加PAN絮凝劑，攪拌，使廢水中生成的小顆
粒絮凝成較大的絮體，便于在沉淀區進行固液分離。
組合沉淀池集聚丙烯酰胺絮凝池、曝氣池、斜板沉淀
池為一體，兼曝氣、絮凝、沉淀等作用。
污泥沉至斜板沉淀池底部，依靠吸泥機將底部
污泥排至污泥池。上清液經玻璃鋼出水堰流入清水
區后，回用或者達標外排；若特殊情況，組合沉淀池
出現跑渾現象，則通過泵提升至碳濾罐進行過濾處
理，出水達到外排標準。
污泥系統采用間歇排泥方式，斜板池和組合沉
淀池污泥經吸泥機抽泥泵排出污泥溝，經污泥螺桿
泵泵入新建壓濾系統進行壓濾，濾液回流至均化池，
泥餅外運。
3．2 實際運行
冶煉過程中含氰廢水、酸性廢水經過各自處理
系統處理后排入回用池，再進入電化學處理系統處
理。在生產運行期間，對冶煉廠含氰廢水處理系統、
酸性廢水處理系統、電化學處理系統設施進口、排口
萬方數據
·66· 中國有色冶金生產實踐篇·綜合利用與環保
進行連續監測，結果如表2所示。
表2 2013年12月監測結果
監測點位氰化物銅鋅鉛鎘汞砷
含氰廢水人El／(mg-L“) 571 702 657 —0．196 0．00226 0．4089
含氰廢水處理系統出13／(mg·L“)48．9 88．5 1113 7．29 78．9 0．0345 0．4104
酸性廢水處理系統人1：3／(mg·L‘1) 16．9 93．9 927 2．91 19．1 0．0139 0．3382
電化學處理系統入El／(mg·L。1)0．181 0．13 0．247 —0．093 0．00059 0．0611
電化學處理系統出口／(mg·L。1)0．082 0．04 0．058 —0．007 —0．0111
執行標準／(mg·L。1) 1 0．2 1 0．2 0．02 0．0l 0．1
含氰廢水處理效率／％ 91．4 87．4 一一一一一
酸性廢水處理效率／％ 一99．86 99．97 99．31 99．51 95．76 81．93
電化學處理效率／％ 一69．23 76．52 — 92．47 98．31 81．89
廢水處理系統總效率／％ 91．4 99．96 99．99 99．31 99．96 99．93 96．73
由表2可知，含氰廢水處理系統氰化物處理效
率達到了91．40％，銅處理效率達到87．40％。含氰
廢水處理系統主要是處理氰化物，過程中要在發生
塔加酸生成氰化氫氣體，為了廢物綜合利用，加入的
酸為酸性廢水，導致含氰廢水處理系統出口鉛、鎘含
量增高。
酸性廢水處理系統處理效率分別為銅
99．86％、鋅99．97％、鉛99．31％、鎘99．51％、汞
95．76％、砷81．93％，均處于較高水平。
處理后的酸性廢水和處理后的含氰廢水進入酸
性廢水調節池(即電化學處理系統入口)混合后進
人電化學系統處理。電化學處理效率分別為銅
69．23％、鋅76．52％、鎘92．47％、汞98．31％、砷
81．89％。
電化學法處理后的廢水，達到了國家及《河南
省重有色冶煉及壓延加工行業綜合治理技術規范》
相關規定中的要求。
4結論
(1)黃金冶煉系統生產廢水成分復雜，重金屬
離子含量較高，同時含氰化物、砷等有毒物質，若不
妥善處理，將造成嚴重的環境污染，因此必須引起高
度重視。
(2)生產系統的廢水若不經過預處理，直接排
入均化池，將給后續的電化學工藝運行帶來不利影
響，因此將預處理過的用于外排的部分廢水送人電
化學系統，不但可以保證電化學工序生產運行可靠、
指標控制穩定，還可大幅降低其運行負荷，節省投
資。
(3)本次電化學流程改造處理能力為600 m3／d，實
際投資428萬元，建設周期兩個半月，半年左右達標
驗收通過。生產期間處理成本約10元／m3，含電
耗、極板消耗和人員工資。
(4)采用電化學處理工藝后，中原冶煉外排生
產廢水不但達到國家規定的工業企業污染物排放標
準，還達到了要求更為嚴格的《河南省重有色冶煉
及壓延加工行業綜合治理技術規范》中的標準，由
此獲得了河南省節能減排專項獎勵資金400多萬
元，進一步降低了投資成本。
[參考文獻]
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2011，11(5)：12—35．
(下轉第70頁)
萬方數據
·70· 中國有色冶金研究開發篇·試驗研究
從表3、表4中數據對比可知，經過該工藝生產
出來的錫酸鈉產品在sn主成分、Fe、As等各項指標
明顯優于錫酸鈉GB／T26040--2010，因此，該工藝是
一條適合制備高純錫酸鈉的工業化生產路線。
4 結論
從上述試驗中，得出去除含錫物料中so：一、As
以及Fe最佳條件為：【Na：co，】控制為20％，Sn／
CaO最佳摩爾比定為2，堿度在15 g／L；反應過程中
焙燒溫度選擇為875℃，焙燒時間為40 min。
通過去除含錫物料中so：一、As以及Fe，大大降
低了產品中雜質離子的含量，利用多元含錫物料制
備出了高純錫酸鈉產品，達到了國標要求GB／
T26040--2010。同時，該方法也為錫酸鈉生產節省
原料，變廢為寶，提高了錫的回收利用率，為企業生
產也帶來了可觀的經濟效益。
[參考文獻]
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[J]．環境科學學報，2009，(5)．
Study on use of multiple tin materials to prepare high purity sodium stannate
YE You—ming，YANG Yu—bing，WANG Yun-long
Abstract：In this paper，the removal of impurities such as SO：一，As，Fe and other impurities in the multi—containing
tin was studied．Taking the high temperature alkali melt method to prepare high purity sodium stannate，in—
cluded by the preparation of crude sodium stannate，extracting，concentrating，drying and crushing process．The re·
moval rate of SO：一，As and Fe were mainly studied．Meanwhile，the effect of roasting temperature and time on the
leaching rate of tin was researched，then a process for producing high purity sodium stannate was successfully developed．
Key words：multi material containing tin；impurity ion；removal rate；high purity sodium stannate
毋。旁、疹毋痧《旁、刃K痧、痧《驢、參痧痧痧痧痧痧痧痧移痧痧痧痧痧痧移、痧q玀、：鏟痧抄驢移《驢、：務痧痧驢驢護、驢《薌、驢《礦、盤^矗P、；務—I；驢、
(上接第66頁)
Comprehensive treatment and utilization of wastewater from gold smelting
LIANG Gao—xi，ZHANG Wan。qi，WANG Bo。yi
Abstract：To reduce the exceeding limits of heavy metal contents in wastewater discharged from conventional gold
smelting production，the original process was transformated，electrochemical method was adopt to treat the production
wastewater．As a result，heavy metal contents in the treated water are further less than the limit specified in national
discharge standards，which will greatly mitigate environmental pollution．
Key words：gold smelting；electrochemical method；wastewater treatment

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