离子交换法处理含氰废水工艺
离子交换法从氰化矿浆中回收金的技术已在黄金矿山应用多年,在我国,已有安徽省的霍山县金矿和河北省的银坊金矿应用此技术,约有三年的历史了.霍山县金矿采用弱碱阴树脂D301,由山东省淄博市张店化工厂生产.采用硫氰酸铵和氢氧化钠溶液做解吸剂,用盐酸、氢氧化钠稀溶液做再生剂.D301树脂价格为4.5万元/t,矿石品位6g/t时,载金树脂金品位达20kg/t,比同等条件下的载金炭金品位高3-4倍.解吸温度控制为35℃,24-36小时解吸率高达99.5%以上.硫氰化铵消耗约330kg/t.由于金品位高、贵液金浓度高,因此,同等条件的氰化厂,采用RIP工艺时,解吸装置的规模要小得多.因此投资也少得多;由于解吸在较低温度下进行,电耗很低.因此解吸成本低.其缺点是:树脂粒度小、强度不高,消耗量为100g/t以上.造成金的大量流失,利润少.
河北省银坊金矿采用核工业部五所研究的树脂,由于矿石含铜等重金属,因此采用硫脲硫酸溶液做解吸剂,由于贵液为酸性且具腐蚀性,电积设备采用隔膜电解槽,在25-30℃温度下解吸.电解设备结构复杂、由于硫脲消耗量大,成本高.估计起金泥也较困难.
尽管RIP工艺在我国应用已有四年多历史了,但一直没有得到普遍推广,其原因不崐外有以下几点:
1.树脂粒度小于活性炭,从矿浆中分离难些.
2.树脂价格高,一般是活性炭的4倍经上.成本高.
3.树脂的强度也不理想,目前我国两矿使用的弱碱性阴离子交换树脂其消耗量不崐低于100g/t.
4.树脂的再生问题.解吸后尚需再生,工艺长,操作变复杂.
5.采用硫脲解吸时,硫脲消耗量大,成本高.
总之,树脂法主要是树脂粒度和强度以及解吸成本问题.如果工艺畅通、金损失小,成本不高于活性炭法,就会得到广泛应用.
一.树脂粒度的确定
目前所使用的树脂,其粒度均在0.8-1.2mm,用30目筛也较难从矿浆中分离出来,如果用1.2-1.5mm直径的树脂,分离就会容易.
二.树脂的耐磨强度
弱碱性阴树脂的特性就是强度低,为了减少损耗量,应选用强度高的强碱性阴离子交换树脂.如201×7或201×4,后者相当于IRA400,在国外应用较多.而且价格也较低.比弱碱树脂便宜50%.目前为22000元/t.而强碱树脂价格为4.5万元/t.
应该做树脂耐磨强度的试验,与活性炭比较.
另外,强碱树脂解吸时药剂消耗大,成本高,在选择时不应只考虑强度一项.
三.树脂的解吸工艺和设备
树脂上解吸金在35-60℃条件下进行,只要求设备防腐.另外,设备的产金负荷比炭解吸要在得多.现在有4种解吸方法研究较多:
1.硫脲+硫酸解吸液
2.硫氰酸盐+氢氧化钠解吸液
3.锌氰络合物解吸液
4.氯化钠+氢氧化钠解吸液
我国应用的是前两种,其特点是既可解吸强碱阴树脂又可解吸弱碱阴树脂,解吸率高.第三种存在解吸剂回收和制备上的困难,而且有毒.第四种只能用于解吸弱碱树脂上的金,解吸速度慢.尚无工业应用.
因此,应选择前两种解吸剂.选硫脲+硫酸解吸剂时,要研究电解设备;选硫氰化物解吸剂时,要研究再生方法和工艺.主要应以成本为原则.
四.解吸成本比较
1 银坊金矿硫脲法成本
序号 消耗材料名称 数量g/t 单价元/t 金额 元/t 备注
1 硫 脲 630 13 8190 国内现价
2 硫 酸 700 0.6 420
3 烧 碱 340 2.5 850
4 电 力 1000 0.5 500
5 人 工 50 15 750 50工15元/工
6 水 50 3 150 水处理
7 阴极材料 500
8 小 计 11360
2 霍山金矿硫氰酸铵法成本
1 硫氰酸铵 350 6.5 2275 1993年价
2 烧 碱 200 2.5 500
3 盐 酸 100 0.6 600
4 电 力 1000 0.5 500 包括加热
5 人 工 60 15 900
6 水 50 3.0 150
7 炭 纤 维 1 400 400
8 小 计 45851
3 活性炭解吸成本
1 氰 化 钠 50 16 800
2 氢氧化钠 60 2.5 150
3 盐 酸 300 0.6 180
4 电 力 4000 0.5 2000
5 人 工 50 15 750
6 水 50 3.0 150
7 钢 棉 6 20 120
8 化 验 费 10 18 180
9 小 计 4330
在同样的原矿金品位条件下,如金品位5g/t,浸出率90%,三种吸附剂的载金品位如下:
吸附剂名称 银坊353E树脂 霍山D301树脂 活性炭
载金品位 8000 20000 4000
解吸成本元/g 1.42 0.23 1.11
值得注意的是,银坊金矿矿石含重金属铜等高,因此载金品位低.硫脲消耗高可能和重金属也有关系.如果用树脂回收低浓度含金废水或废浆中的金,设金浓度为0.05g/m3,树脂和活性炭上的金品位如下:
吸附剂名称 353E D301 活性炭
载金品位 1000 1000 600
解吸成本 元/g 11.95 4.83 7.87
由此可见,树脂法要此活性炭法成本低.但是,必须选择合适的解吸方法才行.解吸剂的消耗严重影响解吸成本,如何降低药耗是一个研究领域.使用弱碱树脂、改善电解条件均能起到较好的作用.
5 我们的补充试验结果
我们的补充性小型试验结果如下:
201×7树脂 吸附硫酸氰钠饱合容量 88 kg/t(干)
吸附硫脲饱 合 容 量 80kg/t(干)
随着温度的提高,金从树脂内向外扩散的速度提高.16℃和60℃时的解吸速度如下:
10ml 201×7 100ml水 8g硫脲 1.5ml硫酸 搅拌2小时 108.5ml贵液金浓度分别为24、50mg/l.
10ml201×7 100ml水 16g硫氰酸钠 2g烧碱 搅拌2小时 108.5ml贵液金浓度分别为15、24mg/l.
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