某黄金矿山含氰废水处理技术研究

摘要：某黄金矿山含氰废水呈碱性，主要污染物为总氰化合物及重金属离子。采用因科法、酸化法、过氧化氢氧化法、CG101-A药剂法、电解法等多种方法进行破氰处理。探索试验发现，因科法和CG101-A药剂法的去除效果较好。进一步条件试验揭示，对于该黄金矿山含氰废水而言，CG101-A药剂法是最为适宜的处理工艺。在CG101-A投加量为3 g/L，且分3次均匀投加，反应pH值控制在8～9，反应时间为2 h条件下，总氰化合物的去除率可达到99.5%。试验结果为黄金矿山含氰废水处理提供了新的思路和方法，有助于推动该领域的技术进步和环境保护。

关键词：含氰废水；总氰化合物；破氰药剂；因科法；电解法；铜；硫氰酸盐

中图分类号：TD926.5文章编号：1001-1277（2025）01-0108-04

文献标志码：A doi：10.11792/hj20250117

引言

某黄金矿山采用氰化提金工艺，金矿氰化浸出过程涉及铜与氰化钠的反应，生成铜氰络合物。该络合物主要以[Cu（CN₃）]²-形式存在[1-3]。氰化生产过程中会产生大量氰化尾渣[4]，这些尾渣通常贮存于尾矿库。在贮存过程中，氰化尾渣会释放出大量含有铜氰络合物的含氰废水[5]。铜氰络合物作为一种剧毒物质，其对人体的危害主要表现为与高铁细胞色素酶结合，形成氰化高铁细胞色素氧化酶，导致其失去传递氧的功能，进而引起组织窒息。若处理不当，将对周边环境和居民造成严重影响[6-7]。

当前，针对含氰废水的处理技术主要包括碱性氯化法、因科法、过氧化氢氧化法、臭氧氧化法、沉淀法、膜分离法及电化学氧化法等[8-15]。在处理过程中，常用的化学药剂涉及漂白粉、焦亚硫酸钠、过氧化氢、臭氧等[16-19]。鉴于环境保护标准的日益严格及资源循环利用的需要，开发操作简便、成本经济、环境效益显著的含氰废水处理技术显得尤为迫切[20]。

该黄金矿山含氰废水主要污染物为总氰化合物及重金属离子。其中，总氰化合物质量浓度为388 mg/L，以易释放氰化物的形式存在；硫氰酸盐质量浓度为803mg/L;铜离子质量浓度为435 mg/L。本文针对总氰化合物及重金属离子采用多种方法进行试验，选择对含氰废水适用性较好的方法，最终确定最优试验参数，得到最佳处理方法。

1试验部分

1.1试验仪器及药剂

试验仪器：UV-1700紫外分光光度计，DELTA 320 pH计，AA6300原子吸收分光光度计，IC1000离子色谱仪，化学滴定装置，78-1磁力加热搅拌器，BSA224S分析天平，电解试验装置。

试验药剂：焦亚硫酸钠，硫酸亚铁，过氧化氢溶液，浓硫酸，氢氧化钠，破氰药剂CG101-A。

1.2主要污染物成分

含氰废水主要污染物成分分析结果见表1。

由表1可知：含氰废水pH呈碱性；总氰化合物质量浓度为388 mg/L，以易释放氰化物形式存在；硫氰酸盐质量浓度为803 mg/L;铜离子质量浓度为435mg/L，因含氰废水呈蓝色，分析铜离子主要以铜氨络离子的形式存在；含氰废水中COD值为1360 mg/L。本次试验主要针对总氰化合物和重金属离子进行处理。鉴于硫氰酸盐质量浓度较高，臭氧处理和生物处理不仅无法改善处理指标，反而可能对处理系统产生负面影响，因此本次试验排除了臭氧处理和生物处理。

1.3试验方法

试验采用间歇式运行模式，取500 mL该黄金矿山含氰废水，采用搅拌机进行搅拌。随后，向溶液中添加化学药剂或调节硫酸浓度以改变pH。反应一段时间后，过滤分离固液相，对滤液成分进行分析，以评估氰化物及重金属离子去除效率。此外，取1 L经过充分搅拌的含氰废水，将其置于电解槽内，选用不同的电极材料，并控制反应电压，进行电解处理一定时间。之后，对电解后的滤液成分进行分析。

2试验结果与讨论

2.1含氰废水处理探索试验

开展探索性试验如下：

1）因科法。取500 mL含氰废水，加入5 g/L焦亚硫酸钠，调节pH=8～9，气液比5：1，反应时间2h，过滤，送样分析总氰化合物含量。

2）CG101-A药剂法。取500 mL含氰废水，加入5g/L CG101-A，调节pH=9，气液比5：1，反应时间2 h，过滤，送样分析总氰化合物含量。

3）酸化法。取500 mL含氰废水，加入浓硫酸调节pH=4，反应时间1 h，过滤，送样分析总氰化合物含量。

4）H₂O₂氧化法。取500 mL含氰废水，加入8mL/L30%过氧化氢，反应时间4h，过滤，送样分析总氰化合物含量。

5）电解法。取1 L含氰废水，电压6 V（电流1.5～2A），电解反应3h，送样分析总氰化合物含量。

探索试验结果见表2。

由表2可知：在处理含氰废水中的总氰化合物方面，因科法、CG101-A药剂法、酸化法、H₂O₂氧化法及电解法均展现出一定的处理效能。因科法与CG101-A药剂法在去除总氰化合物方面具有较为显著的效果。因此，本研究将重点探讨因科法及CG101-A药剂法中药剂用量、反应时间等因素对处理效果的影响。

2.2因科法处理含氰废水条件试验

考察了焦亚硫酸钠用量及投加方式等对污染物去除的影响。

2.2.1焦亚硫酸钠用量

取500 mL含氰废水，调节焦亚硫酸钠用量为3g/L、4g/L、5g/L，pH=8～9，气液比5：1，反应时间2 h，过滤，分析滤液中总氰化合物含量，结果见表3。

由表3可知：随着焦亚硫酸钠用量的增加，含氰废水中总氰化合物质量浓度逐渐降低；当药剂用量为4～5g/L时，总氰化合物质量浓度可降至2.91～2.97mg/L。综合考虑处理效果和药剂成本，确定焦亚硫酸钠用量为4 g/L。

2.2.2焦亚硫酸钠投加方式

取500 mL含氰废水，焦亚硫酸钠用量为2g/L，pH=8～9，气液比5：1，反应时间1 h，过滤，滤液中再加入1 g/L或2 g/L焦亚硫酸钠，调节pH=8～9，气液比5：1，反应时间1 h，过滤，分析滤液中总氰化合物含量。考察不同药剂投加方式对试验结果的影响，结果见表4。

由表4可知：焦亚硫酸钠用量为3g/L（2g/L+1g/L），分2次投加，可使含氰废水中总氰化合物质量浓度降至2.03mg/L;继续增加药剂用量，总氰化合物质量浓度基本保持稳定。综合考虑，药剂投加方式以焦亚硫酸钠投加量为3 g/L，分2次投加为宜。

2.3 CG101-A药剂法处理含氰废水条件试验

考察了CG101-A用量及投加方式等对污染物去除的影响。

2.3.1 CG101-A用量

取1L含氰废水，分别加入2g/L、3g/L、4 g/L、5g/L、6g/L的CG101-A，气液比5：1，反应时间2h，过滤，分析滤液中总氰化合物含量，结果见表5。

由表5可知：随着CG101-A用量的增加，含氰废水中总氰化合物质量浓度逐渐降低；当CG101-A用量为3～5g/L时，总氰化合物质量浓度可降至3.79～3.98 mg/L;当CG101-A用量为6g/L时，总氰化合物质量浓度可降至1.04 mg/L。综合考虑处理效果和药剂成本，确定CG101-A用量为3 g/L。

2.3.2 CG101-A投加方式

分2次投加时，取1L含氰废水，加入一定量CG101-A，气液比5：1，反应时间1 h，再加入一定量CG101-A，气液比5：1，反应时间1 h，过滤，分析滤液中总氰化合物含量。其中，CG101-A用量分别为2g/L+1g/L、3g/L+1g/L、2g/L+2g/L。分3次投加时，CG101-A用量为1 g/L+1g/L+1g/L，反应时间为0.5 h+0.5h+1 h，其余操作与分2次投加相同。结果见表6。

由表6可知：4种药剂投加方式均对总氰化合物去除效果有一定的影响，药剂多次投加比单次投加效果好，故确定最佳CG101-A用量为3g/L，分3次投加。

2.3.3反应pH

取1L含氰废水，分3次加入3g/L CG101-A，气液比5：1，反应时间2 h，反应过程中分别控制反应pH值为6，7，8，9，反应时间2 h，过滤，分析滤液中总氰化合物含量，结果见表7。

由表7可知：CG101-A药剂法处理含氰废水的最佳反应pH值为8～9。

2.3.4反应时间

取2 L含氰废水，重复“加入1g/L CG101-A，气液比5：1，搅拌，反应时间0.5 h”操作，直至总反应时间达到4 h，期间每隔30 min分析一次滤液中总氰化合物含量，结果见表8。

由表8可知：反应时间对CG101-A药剂法总氰化合物的去除效果影响较大，当反应时间为1.5～2h时，含氰废水中总氰化合物质量浓度可降至1.61～1.67mg/L;反应时间继续延长，总氰化合物质量浓度逐渐升高，故反应时间确定为2h。

通过对比可知，对于该黄金矿山含氰废水而言，CG101-A药剂法是最为适宜的处理工艺，最佳条件下，总氰化合物去除率为99.5%。

3结论

1）该黄金矿山含氰废水呈碱性，主要污染物为总氰化合物及重金属离子。其中，总氰化合物质量浓度为388 mg/L，以易释放氰化物形式存在；硫氰酸盐质量浓度为803 mg/L;铜离子质量浓度为435 mg/L。因含氰废水呈蓝色，分析铜离子主要以铜氨络离子的形式存在。

2）根据探索性试验结果，因科法、CG101-A药剂法、酸化法、H₂O₂氧化法、电解法均对含氰废水具有一定的处理效果。其中，因科法和CG101-A药剂法的去除效果较好，针对总氰化物的去除率超过99%。

3）针对该黄金矿山含氰废水，CG101-A药剂法是最为适宜的处理工艺，最佳工艺参数为：CG101-A投加量3 g/L，分3次投加，最佳反应pH值为8～9，反应时间2 h，该反应条件下总氰化合物的去除率为99.5%。

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Study on cyanide-containing wastewater treatment technology in a gold mine

Yang Fu¹，Gao Feixiang²，Feng Dongxia³，4，He Jinguo'，Wu Qi²，Yang Wen'，Nong Youliang'

（1.Heqing Beiya Mining Co.，Ltd.;2.Changchun Gold Research Institute Co.，Ltd.;3.Faculty of Land Resources Engineering，Kunming University of Science and Technology;4.National-Local Joint Enginering Research Center for Green Comprehensive Utilization of Metal Tailings Resources）

Abstract：The cyanide-containing wastewater from a gold mine is alkaline and major pollutants are total cyanide compounds and heavy metal ions.Various cyanide removal methods，including Inco process，acidification process，hydrogen peroxide oxidation，CG101-A reagent method，and electrolysis，were tested.Exploratory tests found that the Inco process and the CG101-A reagent method exhibited better cyanide removal efficiency.Further conditional tests revealed that the CG101-A reagent method is the most suitable treatment process for this wastewater.Under the conditions of a CG101-A dosage of 3g/L（added in 3 equal portions），a reaction pH of8-9，and a reaction time of 2 h，the total cyanide compounds removal rate reached 99.5%.The findings provide new insights and methods for the treatment ofcyanide-containing wastewater in gold mines，contributing to technological progressand environmental protection in this field.

Keywords：cyanide-containing wastewater;total cyanide compounds;cyanide destruction reagent;Inco process;electrolysis;copper;thiocyanate