[发明专利]一种利用微波辅助降解选矿废水中氰离子的方法

说明书

本发明公开了一种利用微波辅助降解选矿废水中氰离子的方法，它包括以下步骤：调节工业废水的pH值至3.7～6.0，搅拌，选矿废水中的Fe²⁺与氰离子生成沉淀物，过滤后调节母液pH值至9.0～11；向母液中加入双氧水，加入双氧水的质量为所量取的选矿废水中氰离子理论质量的1.05～1.5倍；将混合液加入微波反应器中，在Cu²⁺作催化剂及微波辅助的作用下，氰离子和弱金属络合氰化物被双氧水氧化为氰酸盐，使得氰离子的浓度迅速降低，氰酸盐水解生成铵离子和碳酸盐离子或碳酸氢盐离子；待反应完成后氰离子的含量符合直接排放的标准要求。本发明引入微波辅助加热，提高了氰离子的降解率，全流程时间的缩短，可以有效地节省能源，降低成本。

技术领域

本发明涉及选矿技术领域，具体的说是一种利用微波辅助降解选矿废水中氰离子的方法。

背景技术

甘肃某铜矿是一座含铜铅锌多金属的大型矿山，选铜过程中产生大量的废水，其含有高浓度的剧毒氰离子和选矿药剂、重金属离子、化学耗氧物、氨氮和固体悬浮物以及其他的一些污染物如油类、酚、铵、磷等。废水直接外排会对周围水体及土壤造成严重污染，同时造成金属离子的流失和水资源的浪费。为实现含氰废水的达标排放或回用，对含氰离子废水进行微波辅助双氧水氧化降解试验研究，并对工艺参数进行优化，为选含氰废水的工业化处理提供参考。

目前，常用的选矿含氰废水处理技术有酸化回收法，氯氧化法，二氧化硫-空气氧化法，臭氧氧化法，酸化回收法，活性炭吸附法，离子交换法以及生物降解法等。由于矿石性质以及废水主要污染物的不同，通常选用不同的工艺。

(1)氯氧化法：氯氧化法是指向含氰废水中投加含氯的氧化剂，将氰离子氧化成二氧化碳和氮气等无毒物质，目前广泛应用于处理电镀、冶金和炼焦等含氰废水中。常见的含氯氧化剂有次氯酸钙、氯气、液氯、漂白粉和次氯酸钠等。pH值对氯氧化法影响非常大，根据溶液pH值，可将氯氧化法分为酸性氯化法和碱性氯化法。该种工艺方法缺点是处理后有余氯，难以准确投料，药剂耗量大，当长期使用时，其处理设备腐蚀严重，反应后产生较多的废渣。

(2)二氧化硫-空气氧化法：二氧化硫-空气法是指利用二氧化硫和空气在催化剂的作用下联合氧化水中氰离子的方法。其原理是在一定pH值范围内(8-10)，用铜离子作为催化剂，利用二氧化硫和空气的协同作用先将氰离子氧化成氰酸盐，氰酸盐能进一步水解成无毒无害的氨气和二氧化碳。它能去除简单氰离子，并能消除铁氰络合物，但是它难以去除硫氰离子，且存在反应过程中pH值难以控制和需要加入催化剂等不足。

(3)臭氧氧化法：臭氧氧化法是指利用臭氧氧化去除水中氰离子的方法。空气或氧气在高压高频电晕下放电能产生臭氧，臭氧的氧化还原电位为2.07eV，氧化能力极强。臭氧氧化氰离子的过程一般分为三步，首先臭氧将硫氰离子氧化成氰离子，氰离子继续被氧化成氰酸盐，生成的氰酸盐最后水解生成氨气和碳酸盐。但臭氧发生器产生臭氧的成本高、发生量小，发生设备维修困难，且由于臭氧发生量过小，其工业应用受到了一定限制。

(4)酸化回收法：酸化回收法是指用酸调节含氰废水的pH值，使氰离子转化为气体HCN逸出，再用碱液吸收回用的方法。但酸化回收法也存在一定的不足，当废水中氰离子浓度较低时，处理成本比回收价值高，对设备防腐性能要求较高，且经酸化回收处理的废水往往需要进一步处理才能达标排放。

(5)活性炭吸附法：活性炭吸附法是指利用活性炭的强吸附性来处理含氰废水。活性炭用于废水处理，主要是因为活性炭两方面的特性，一是活性炭具有很丰富的孔径分布，比表面积大，具有很强的吸附能力。二是活性炭表面有各种含氧基团和多种杂质元素及其氧化物，使活性炭具有活跃的催化氧化活性。但是活性炭吸附法对溶液要求严格，pH值要求在9以下且活性炭再生复杂，费用较高，处理成本高。

(6)离子交换法：离子交换法是利用阴离子交换树脂吸附氰离子及氰的络合物实现氰离子去除的方法。但是离子交换树脂对水质要求高，树脂价格贵，工艺成本高，且离子交换树脂再生困难，应用并不广泛。