含汞廢水污染狀況
在我國黃金生產中,還在采用混汞作業提金法。在生產過程中,有不少汞流失到廢水中。汞板出水、浮選尾水、濃密機溢流水、金精礦工段排水,這些混濁水中都含有汞。
根據1987年冶金工業部長春黃金研究所對《黃金礦山汞污染狀況調查》中的水質監測結果,尾礦壩外排混濁水超出污水綜合排放標準(GB8978-88),總超標率達27.5%,超出國家地面水標準,超標率為100%。各礦山的尾礦壩外排水大部分都是混濁水,給環境構成了污染,給人群健康帶來一定的危害。因此必須治理后方可外排。
含汞廢水處理方法
含汞廢水處理方法有很多,各種處理方法的效果和成本取決于汞的存在形態、初始濃度、廢水中的共存離子以及要求出水水質達殉的標準。
(一)還原法
1.NaBH4(硼酸鈉)還原法 化學原理:非金屬還原劑——硼酸鈉,與汞反應后主要生成汞和偏硼酸、放出氫氣。 Hg2++BH4-+2OH-<=> Hg↓+3H2↑+BO2-
氧化還原半反應式為:
Hg2++2e=Hg
B5-=B3++8e
6H++6e=3H2
反應條件:pH=11
生成的汞粒(粒徑約10µm)用水力旋流器分離回收殘留于濫流水中的汞,經水氣分離后,用孔徑為5µm的濾器截留。每kgNaBH4可回收2kg汞。
2.金屬還原法 凡是氧化還原電位低于Hg2+的,如Cu. Zn. Fe. Mn. Mg..Al 等,可將相應的金屬屑裝成填料塔,置換廢水中的Hg2+離子。以鐵為例: Fe+Hg2+= Fe2++Hg↓
置換速率與pH值、溫度、金屬純度、接觸面積等因素有關。
有機汞不能用金屬直接還原、置換,通常用氧化劑(如氯)先將其破壞;,轉化為無機汞,然后再用金屬置換。
(二)硫化法
化學原理:H2++S2-=HgS↓
2Hg2++S-=Hg2S<=>HgS ↓+Hg↓
反應生成的硫化物溶度積很小,如HgS的KsP=4 x 10-1,Hg2S的KsP=1.0 x 10-45。
由此可見,硫化物沉淀法是一種高效能的除汞方法。
如果廢水中有過量的S2-離子時,可補加硫酸亞鐵(FeSO4),與過量的S2-離子生成硫化鐵沉淀。FeSO4+S2-=FeS↓+SO42-投加一部分Fe2+,能與廢水中的OH-離子結合生成Fe(OH)2和Fe(OH)3,對數量少而微小的HgS懸浮微粒,起共同沉淀和凝聚沉降作用。投加FeSO4后,不會影響HgS的優先沉淀。因為生成的FeS的溶度積(KsP=3.7x10-19)比HgS的溶度積大億萬倍。
在實際生產中,先用石灰調節pH=8—9,廢水呈堿性,再加FeSO4。采用硫化鈉沉淀法除汞,使廢水中汞量降至1—0.1 m g/L,可采取鐵屑過濾、活性炭吸附、凝聚劑沉淀等,使廢水中含汞量降至0.05-0.01mg/L以下。
(三)吸附法
國內經常采用活性炭為吸附劑。
具體做法是采用靜態吸附法,先沉淀,后吸附。
首先用硫化鈉使汞離子轉化為硫化汞沉淀析出,同時除去廢水中泥砂等懸浮物,用氫氧化鈣調節pH值,以硫酸亞鐵( FeSO4)為凝聚劑,用活性炭吸附泄漏的金屬汞和汞化物,這樣處理過的凈化液所含的殘余汞能達到國家規定的排放標準。
國外采用含丹寧的農副產品作吸附劑。如:核桃片、花生軟皮、稻草、花生外殼、甘蔗渣、橄欖果核等。也有的用粘土經加工處理后作吸附劑。這類含丹寧物質的吸附劑,經處理,當含汞廢水中同時又含有其他金屬時,不影響對汞的吸附效果。并且其吸附容量超過活性炭的130%。具體參見http://www.manhuagui.cn更多相關技術文檔。
(四)離子交換法
將幾種樹脂裝柱組成廢水凈化系列,這樣含汞廢水通過幾個交換柱后,出水中檢不出汞。
(五)凝取沉淀法
凝聚劑采用石灰。
向含汞廢水中投加石灰,生成Ca(OH)2,Ca(OH)2對汞有凝聚吸附作用,在有三價鐵離子存在的情況下,效果更好。用硫酸鋁作凝聚劑處理含汞廢水,效果也較好。經凝聚沉淀后,出水水質含汞量可降到0.05 m g/L以下。
(六)溶劑萃取法及其它方法
目前,國外有采用三異辛胺一二甲苯對含汞廢水進行萃取,經萃取后,凈化液中殘留汞在0.017t, g/L以下。
萃取汞后的萃取劑,采用非酸性鹽類反萃取,以回收汞。
此外,國外采用微生物回收汞、電解法回收汞、鐵氧體沉淀法除汞、硫化物沉淀—浮選分離法除汞,國內正在研究的有轉化法除汞、含腐植酸煤吸附法除汞等。
目前,采用混汞作業提金,流失到水中的汞,排至尾礦庫,在尾礦庫停留一段時間,在重力作用下,經自然沉降,由尾礦庫排放到地面水體中,汞一般能達到地面水質標準。