氯氧化法应用实例
我国大多数氰化厂采用碱性氯化法**处理工艺处理含氰废水或矿浆。大部分氰化厂经处理后的废水在车间排放口处CN-<2mg/L,在外排口CN-<0.5mg/L。达到国家规定的工业废水排放标准,为保护环境做出了贡献。
下面对几个有代表性(矿石性质和废水组成)的氰化厂的碱性氯化法装置进行工艺技术方面的介绍,由于各地药剂、电的价格不同,实例中没有介绍处理成本,仅对药耗等做了介绍,并与理论药耗进行了比较,评价实际药耗的合理性。
一、某氰化厂采用全泥氰化—炭浆工艺,日处理原矿50t,每吨矿石加氰化钠0.58kg,含氰尾矿浆浓度30%,液相氰化物含量110mg/L,重金属含量极低。采用碱性氯化法**处理工艺,以漂白粉做氯源。加漂白粉量2.5kg/m3。利用一台φ2.0×2.0m搅拌槽(配7.5kw电机)。处理后废矿浆在车间外排口处CN-<1.7mg/L,经尾矿库自净,外排口CN-<0.5mg/L。未检出余氯。
漂白粉间歇投入搅拌槽,实际加氯比(Cl2/CN-)为8.05,比氰化物完全氧化理论加氯比6.83仅高17.9%,比较合理。
二、某氰化厂采用全泥—锌粉置换工艺,矿石处理量为250t/d,产生含氰废矿浆浓度50%(浓密机层流)、流量300~350m3/d,其澄清液组成见表4-7。采用以液氯为药剂的碱性氯化法**处理工艺进行处理。在处理前,先把矿浆用水稀释至浓度35%,然后采用螺旋给料机加入石灰干粉。反应在两台串联的Φ2.5×3.5m搅拌槽内进行,氯气以氯水形式注入到**台搅拌槽,反应pH值10~11。氯耗为250kg/d。**搅拌槽出口CN-<0.5mg/L,余氯一般为5~50mg/L,*高为200mg/L。偶尔由于加氯量不足或排放贫液使CN->2.0mg/L,处理后的废矿浆送尾矿库自然沉降,外排口监测数据见表4-7。
表4-7 某氰化厂废水及排水组成
废水 元素含量(mg/L)
名称 CNT- CNf- SCN- Cu Pb Zn Fe 余氯
氰尾澄清水 175 160 70 4.01 <0.2 62.0 8.75 —
总排口排水 — 0.024 未检出 0.035 0.075 0.22 — 未检出
该氰化厂碱性氯化法处理工艺流程如图4-11。
三、国内某全泥氰化—炭浆厂,处理能力为500t/d,尾矿浆处理量1054m3/d,矿浆浓度39%,其澄清液组成见表4-8。
表4-8 某矿氰尾澄清液组成
组成 CN- Cu Zn Pb
含量(mg/L) 150~200 0.068 0.215 0.30
该氰化厂采用碱性氯化法二级处理工艺,处理尾矿浆,以液氯为药剂。其工艺流程见图4-12。
四台Φ2.5×2.5m搅拌槽完成除氰反应,配电机功率13kw。其中,**槽完成部分氧化反应,其它三个槽完成完全氧化反应,在**槽加石灰乳调节废浆pH值为11,随着加氯、氧化过程的进行,废浆pH值不断下降,*后达到完全氧化程度,其反应pH值为7~8。氯以氯气形式加入,因吸收不完全而从反应槽逸出的含CNCl、Cl2的废气被氯气洗涤器—吸收塔吸收后重新排入反应槽。四个反应槽均加入氯气。其中,**槽和**槽的加氯量为第三、四槽加氯量的两倍,**处理过程加氯量是二级处理过程加氯量的一半左右,各槽的加氯量由安装在各槽内的氧化还原电位计(O.R.P)指示确定。**槽要求ORP值200mv;**槽ORP300mv;第三槽ORP350mv;第四槽ORP850mv。加氯时氯气的压力控制在0.14~0.18Mpa,该矿污水处理效果见表4-9。
表4-9 某矿碱性氯化法二级处理效果(mg/L)
处理前 车间排放口 尾矿库排口
CN- pH CN- Cl2 CN- Cl2
193.20 11.58 0.721 46.11 0.309 31.76
按1988年1~8月份统计结果,氯耗为2.39kg/t矿或1.34kg/m3废浆,据此可知,实际氯耗比理论高16%左右。
该二级处理装置电耗3.26kwh/t(矿),石灰8kg/t(矿),烧碱0.58kg/t(矿),水耗0.01m3/t(矿)。该矿存在的问题主要有:
1.由于直接加氯电耗高,但由于不用新水加氯,减少了废水排放量和反应槽体积,同时节约了氯。
2.使用价格较高的烧碱吸收未被吸收的废气,使成本增加。
3.石灰加量过大,值二级反应pH值高于8,一般在10左右,未达到二级处理的工艺条件,使氯耗过大,石灰耗量也过大。
四、国内某全泥氰化炭浆厂,处理能力100t/d,产生含氰尾矿浆300m3/d,其澄清液组成如表4-10。该矿采用以液氯为药剂的碱性氯化法**处理工艺,其流程见图4-13。
表4-10 某氰化厂废浆澄清液组成(mg/L)
组成 CN- Cu Zn Pb pH
氰尾液 55 1.0 0.6 0.9 8~10
车间排放口 0.47 1.0 0.3 0.7 6
尾矿库出口 0.228 0.3 0.1 0.4 6
石灰乳用Φ1.0×1.2m搅拌槽,间歇加入石灰粉、连续加水方式制备。氯以氯水形式加入,加氯量0.5kg/m3废浆,石灰加量约1.5kg/m3废浆。反应分两步,**步在泵和管道内进行,反应时间约5分钟,**步在两台串联的Φ3.0×3.0m搅拌槽中进行,处理效果见表4-10,余氯在车间排放口一般为30~100mg/L之间。根据实际加氯量计算,加氯量比理论加氯量高33%,其原因是废水氰化物浓度低,余氯量占加氯量的比例变大;处理更低浓度的含氰废水时,这种现象更明显。该工艺除氰效果较好的主要原因是废水组成简单,仅含氰化物,其它还原性物质极少。另外,**阶段的反应在管道内完成避免了CNCl等有毒气体污染操作环境,十分可取。