本文關(guān)鍵詞： 電滲析(ED) 單價陰離子交換膜 氰化物 銅 金礦廢水 膜污染　出處：《中國海洋大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：自1887年MacArthur實現(xiàn)氰化提金的商業(yè)化應用以來,由于氰化物浸金工藝穩(wěn)定成熟,氰化法作為黃金提取的主要方法沿用至今。然而,在氰化法提取黃金的過程中,會產(chǎn)生含有氰化物和重金屬銅的金礦廢水。許多國家和地區(qū)的環(huán)境保護部門都設(shè)定了嚴格的含氰廢水排放標準,去除(或者回收)金礦廢水中的氰化物和重金屬銅等有毒物質(zhì)勢在必行。但目前的一些方法或由于試劑消耗高、或由于技術(shù)壁壘、或由于操作步驟復雜、或由于對設(shè)備有特殊要求等原因而難以簡單高效地處理含氰金礦廢水中的氰化物和重金屬銅。因此,開發(fā)一種去除效率高、試劑消耗少、無二次污染排放的方法勢在必行。在苦咸水淡化、鍋爐補給水生產(chǎn)、食物產(chǎn)品去礦化、食鹽生產(chǎn)、電鍍廢水處理等方面的工業(yè)應用中,電滲析(Electrodialysis，ED)已經(jīng)被證明是一種有效、環(huán)保的技術(shù)。然而，在利用電滲析技術(shù)處理金礦廢水方面的研究較少,而且處理過程中的離子交換膜污染問題還沒有被報道。另外,傳統(tǒng)的三隔室電滲析雖然可以去除廢水中的氰化物,但濃室出水中更高濃度的有毒物質(zhì)依然難以處理。因此傳統(tǒng)的電滲析方法并不能夠有效實現(xiàn)廢水中氰化物的資源化,新的電滲析技術(shù)還有待開發(fā)。本文針對以上問題,以山東省招遠市黃金冶煉廠的金礦廢水為處理對象,考察電滲析技術(shù)處理含氰金礦廢水的可行性。具體內(nèi)容及結(jié)論如下：利用有效面積為88 Cm2的三隔室電滲析分別對模擬和實際含氰金礦廢水中的氰化物和重金屬銅進行去除。通過FTIR、SEM-EDX、膜電阻和靜態(tài)接觸表測量等方法對運行前后的離子交換膜污染問題進行了分析探究。研究了操作電壓、初始濃度和操作流量對銅和氰化物的去除率的影響。結(jié)果表明：最佳操作條件分別為操作電壓25V,初始濃度C2(其中氰化物和銅的含量分別為242 mg/L和47mg/L),流量4.17 mL/s氰化物和銅的最佳的去除率分別為99.83%和99.41%。經(jīng)過處理后的實際金礦廢水中氰化物(0.48 mg/L)和銅(0.44 mg/L)、鋅(0.34 mg/L)等重金屬的含量都可以達到國家的排放標準(銅0.5 mg/L,氰化物0.5 mg/L,鋅2.0 mg/L)。膜污染物中存在CuCN, [Cu(CN)3]2-，，Cu(OH)2和Zn(OH)2等物質(zhì)；而且通過合理調(diào)節(jié)溶液的pH可以明顯減輕陰離子交換膜的膜污染情況。提出了新型五隔室電滲析對含氰金礦廢水進行處理。共設(shè)計了兩個實驗模式,在模式1中,分別利用均相離子交換膜和異相離子交換膜對金礦廢水中的氰化物進行去除處理：在模式2中,利用均相單價陰離子交換膜(1-AEMs)和均相陽離子交換膜(CEMs)對廢水中的氰化物進行回收。對其中的重要工藝參數(shù)(操作壓力)進行優(yōu)化以提高氰化物的去除和回收效率。另外,還初步探究了處理過程中的pH變化。結(jié)果表明：在模式2中,CN-的提取率最高可達到87.14%,此時的操作電壓為30 V,能耗為8.33 kWhm-3。在模式1中,當采用均相離子交換膜時,氰化物的去除率最高可達到97.90%,此時的操作電壓為38V,遠高于使用異相離子交換膜的74.02%。與此同時,在設(shè)備運行過程中,兩種模式都能實現(xiàn)堿溶液的回收,并能將其回用于電滲析過程的pH調(diào)節(jié)中。該研究在工業(yè)應用方面對氰化物的資源回收提供了新思路。
[Abstract]:Since the commercial application of cyaniding since 1887 to achieve MacArthur, the gold leaching process is stable and mature, as the main method of cyanidation gold extraction used today. However, in the extraction of gold cyanidation process, will produce gold mine wastewater containing cyanide and heavy metal copper. Many countries and regions have set up environmental protection department the cyanide wastewater discharge standard with strict, remove (or recovery) of copper cyanide and heavy metals and other toxic substances in wastewater is imperative. But some current methods or due to high reagent consumption, or due to technical barriers, or because of the complicated operation steps, or because of the special requirements of the reason to simple and efficient processing equipment cyanide containing wastewater of cyanide and heavy metals. Therefore, the development of a high removal efficiency, less reagent consumption, no two pollution emissions is imperative. In the desalination of brackish water, boiler water supply production, food products to mineralization, salt production, industrial application of electroplating wastewater treatment in the electrodialysis (Electrodialysis, ED) has been proved to be an effective and environmentally friendly technologies. However, less research in the use of dialysis treatment and the electric wastewater, treatment in the process of ion exchange membrane pollution problem has not been reported. In addition, the traditional three compartment electrodialysis can be the removal of cyanide, but the concentrated chamber has a higher concentration of toxic substances in the water is still difficult to deal with. So the traditional electrodialysis method can not effectively realize resoureilization of cyanide in wastewater, electrodialysis the new technology has yet to be developed. In order to solve this problem, Shandong city of Zhaoyuan Province in the wastewater gold smelter as treatment object, investigation of electrodialysis treatment of cyanide containing wastewater is feasible. The specific contents and conclusions are as follows: using the effective area of 88 Cm2 three compartment electrodialysis were simulated and actual wastewater containing cyanide in cyanide and heavy metal removal. By FTIR, SEM-EDX, ion membrane resistance and static contact measurement method of operation before and after the exchange membrane pollution problems are analyzed research of the operating voltage, initial concentration and operation flow of copper and cyanide removal rate were investigated. The results show that the optimum operating conditions were operating voltage of 25V, the initial concentration of C2 (the content of cyanide and copper were 242 mg/L and 4.17 mL/s 47mg/L), the flow of cyanide and copper removal rates were the best 99.83% and 99.41%. after the actual gold cyanide in the waste water after treatment (0.48 mg/L) and copper (0.44 mg/L), zinc (0.34 mg/L) content of heavy metals can reach the national emission standards (Cu 0.5 mg/L, Cyanide is 0.5 mg/L, 2 mg/L). The presence of CuCN zinc pollutants, [Cu (CN) 3]2-, Cu (OH) 2 and Zn (OH) 2 and other substances; membrane fouling can significantly reduce the anion exchange membrane by adjusting the pH of the solution was put forward. The new five compartment electrodialysis for cyanide gold mine wastewater treatment. A total of two experiments were designed, in model 1, respectively by using homogeneous ion exchange membrane and heterogeneous ion exchange membrane of gold cyanide removal in wastewater treatment: in mode 2, using homogeneous monovalent anion exchange membrane (1-AEMs) and homogeneous cation exchange membrane (CEMs) the recovery of cyanide in Wastewater. The important parameters of the (operating pressure) is optimized to improve the removal efficiency and recovery of cyanide. In addition, preliminary explored the pH changes during the treatment process. The results showed that: in mode 2, CN- extraction rate can reach 87 .14%, the operating voltage is 30 V, the energy consumption is 8.33 kWhm-3. in mode 1, when using the homogeneous ion exchange membrane, the cyanide removal rate reached 97.90%, the operating voltage is 38V, much higher than the use of heterogeneous ion exchange membrane of 74.02%. at the same time, the equipment operation process, two a model can realize the recovery of alkali solution, and can be used in the electrodialysis process in the regulation of pH. This study provides a new idea in the industrial application of cyanide recycling.

【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X753

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本文編號：1475978