一种生物氧化、铁磁性吸附联合去除氰化物的方法技术

本发明专利技术公开了一种生物氧化、铁磁性吸附联合去除氰化物的方法，包括以下步骤：将氧化硫硫杆菌进行驯化，得到驯化的氧化硫硫杆菌，将驯化的氧化硫硫杆菌加入到氰化渣中进行反应，利用驯化的氧化硫硫杆菌将氰化渣中的低价态硫氧化为高价态硫的过程中产生的硫氧化合物过渡态对氰化渣中的氰化物进行氧化，将氰化渣中大部分氰化物进行去除，其中，所述氰化渣中含有黄铁矿或磁黄铁矿；将氰化渣及含氰废液进行固液分离，将铁磁性吸附剂添加于所得含氰废液中对含氰溶液中的氰化物进行深度脱除，以达到水的外排标准或重复使用标准；所述铁磁性吸附剂为核壳结构，包括磁铁矿颗粒和包裹所述磁铁矿颗粒的活性氢氧化铁。该方法氰化物去除效果好、成本低。

A combined removal of cyanide by biological oxidation and ferromagnetic adsorption

The invention discloses a method for removing cyanide by combining biological oxidation and ferromagnetic adsorption, which comprises the following steps: domesticating Thiobacillus thiooxidans, obtaining domesticated Thiobacillus thiooxidans, adding domesticated Thiobacillus thiooxidans to cyanide residue for reaction, and using domesticated Thiobacillus thiooxidans to domesticate cyanide residue. The cyanide in the cyanide residue is oxidized in the transition state of the sulfur oxides produced in the process of oxidizing low-valent sulfur to high-valent sulfur, and most of the cyanide in the cyanide residue is removed. The cyanide residue contains pyrite or pyrrhotite; the cyanide residue and the cyanide-containing waste liquid are separated by solid-liquid separation, and the ferromagnetic adsorbent is prepared. The cyanide in the cyanide-containing solution is deeply removed by adding the cyanide into the cyanide-containing waste liquid to meet the water discharge standard or reuse standard; the ferromagnetic adsorbent is a core-shell structure, including magnetite particles and an active ferric hydroxide encapsulating the magnetite particles. The cyanide removal effect is good and the cost is low.

【技术实现步骤摘要】
一种生物氧化、铁磁性吸附联合去除氰化物的方法
本专利技术涉及氰化物治理
，具体涉及一种生物氧化、铁磁性吸附联合去除氰化物的方法。
技术介绍
氰化物是剧毒物质。HCN人的口服致死量平均为50毫克，氰化钠约100毫克，氰化钾约120毫克。氰化物对人体的危害及健康的影响极大，氰化物对鱼类及其他水生物的危害也较大。水中氰化物含量折合成氰离子(CN-)浓度为0.04-0.1毫克/升时，就能使鱼类致死。对浮游生物和甲壳类生物的CN-最大容许浓度为0.01毫克/升。氰化物在水中对鱼类的毒性还与水的pH值、溶解氧及其他金属离子的存在有关。含氰废水还会造成农业减产、牲畜死亡。氰化物污染主要来自于工业中的废渣和废水排放，如：黄金的提取需要用氰化钠溶液浸出；煤焦化时，在干馏条件下碳与氨反应会产生氰化物；氢氰酸用于生产聚丙烯腈纤维，氰化钠用于金属电镀，矿石浮选以及用于染料和塑料生产；氰化钾用于白金的电解精炼，金属的着色、以及制药等化学工业。这些工业部门的废渣和废水都含有氰化物。如氰化浸金排放的氰化尾渣每年约2000万吨，其中氰化物含量50-1000mg/L；焦化厂的冷凝废水中氰化物含量按HCN计约为55毫克/升，蒸馏废水中约为0-20毫克/升，氨水中为200-2000毫克/升；丙烯腈生产中，每生产一吨丙烯腈约排出110-120公斤乙腈和50-100公斤HCN。随着国家环保政策要求的不断提高和大力发展循环经济，建立氰化尾渣排放约束与管理机制势在必行。目前，氰化物的破除方法主要有化学氧化、生物氧化和其它物理化学吸附方法。化学氧化和生物氧化因生产成本低而广泛应用于氰化废液的工业处理中，针对处理矿浆中的氰化物，INCO法(SO2/空气氧化法)是最为廉价和可靠的方法之一，并在多家企业获得应用。但INCO法在使用过程中，需要用到SO2。SO2的购买、运输和保存极为不便且成本高。一些矿山企业会利用矿山富含的黄铁矿自己生产SO2，但也存在生产审批难，建厂费用高等难题。造成矿浆中氰化物的处理费用居高不下。并且，化学氧化和生物氧化两种方法一般只能氧化去除大多数游离氰根、硫氰根、弱酸溶性氰化物(WAD)，而无法有效去除强酸溶性氰化物(SAD)；因此处理后液中仍含有一定量的氰化物，这对周边环境仍会造成一定危害。为了有效去除这些残余的氰化物，往往需采用物理化学吸附的方法。目前的吸附方法有活性炭吸附处理和活性树脂吸附处理等。无论活性碳或树脂材料均面临氰化物脱附困难、吸附材料回用成本高的难题。这使得物理化学吸附法虽然能有效去除氰化废液中的氰化物，但很难获得大规模的工业应用。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种生物氧化、铁磁性吸附联合去除氰化物的方法，以解决现有技术的氰化物去除方法氰化物残留量高、成本高的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种生物氧化、铁磁性吸附联合去除氰化物的方法，包括以下步骤：(1)氰化渣中氰化物的去除将氧化硫硫杆菌进行驯化，得到驯化的氧化硫硫杆菌，将驯化的氧化硫硫杆菌加入到氰化渣中进行反应，利用驯化的氧化硫硫杆菌将氰化渣中的低价态硫氧化为高价态硫的过程中产生的硫氧化合物过渡态对氰化渣中的氰化物进行氧化，将氰化渣中大部分氰化物进行去除，其中，所述氰化渣中含有黄铁矿或磁黄铁矿，且氰化渣中黄铁矿或磁黄铁矿的总质量分数大于5％；(2)氰化浸出液的深度除氰处理将氰化渣及含氰废液进行固液分离，将铁磁性吸附剂添加于所得含氰废液中对含氰废液中的氰化物进行深度脱除，以达到水的外排标准或重复使用标准；所述铁磁性吸附剂为核壳结构，包括磁铁矿颗粒和包裹所述磁铁矿颗粒的活性氢氧化铁。进一步地，所述硫氧化合物过渡态包括S2O52-、SO32-。进一步地，所述将驯化的氧化硫硫杆菌加入到氰化渣中进行反应包括以下两种方案：方案一搅拌下向氰化渣及其浸出液中加入驯化的氧化硫硫杆菌，加入氰化渣及其浸出液总质量0％-0.02％的CuSO4·5H2O，并鼓入空气或同时鼓入少量二氧化硫，并通过石灰水保证调节体系pH为10-11，反应4-32小时，其中，搅拌转速为90r/min-120r/min，空气流速为50mL/min-200mL/min，反应温度为5℃-45℃；方案二将氰化渣堆放在防渗膜上，加入氰化渣质量0％-0.02％的CuSO4·5H2O，将驯化的氧化硫硫杆菌溶于pH为10-11的碱溶液，然后用碱溶液喷淋氰化渣堆，喷淋过程中控制氰化渣堆的pH为10-11，喷淋1-4周。进一步地，所述驯化的氧化硫硫杆菌的加入体积与所述氰化渣及其浸出液的质量之比为0.8mL/kg-1.2mL/kg；进一步地，所述体系中Cu2+的浓度为10mg/L-50mg/L。进一步地，所述将氧化硫硫杆菌进行驯化的具体步骤为：从氰化渣的碱性浸出液中分离富集获得氧化硫硫杆菌菌液，在驯化瓶中加入培养液以及氧化硫硫杆菌菌液获取处的氰化渣及其碱性浸出液，调节体系的pH为9-11，加入氧化硫硫杆菌菌液，震荡培育3-5天，然后低速离心获得上层清液，再从上层清液中高速离心分离富集得到活化的菌液；所述培养液由0.1g/LKCl、0.5g/LK3PO4、3g/LNH4SO4和0.05g/LKNO3组成；重复上述步骤对活化的菌液进行多次驯化，在多次驯化过程中逐渐减少培养液的添加量，逐渐增加氰化渣及其碱性浸出液中氰化物的浓度，并逐步加入硫酸铜，直至不再添加培养液时菌液能从氰化渣及其碱性浸出液中获得无机物。进一步地，所述铁磁性吸附剂中所述磁铁矿颗粒的粒度为-325目占90％以上。进一步地，所述铁磁性吸附剂通过如下方法制备得到：将磁铁矿颗粒与含Fe3+的溶液混合，调节体系pH至1-2，然后在搅拌下缓慢滴加碱液调节体系pH至3.5-4.5，反应20min-40min，过滤，即得。进一步地，所述含Fe3+的溶液中Fe3+的浓度为0.1g/L-1g/L。进一步地，磁铁矿颗粒与含Fe3+的溶液混合后，混合体系中磁铁矿颗粒的浓度为1g/L-3g/L。进一步地，所述铁磁性吸附剂的用量与所述含氰溶液中氰化物的质量比为4-10:1。进一步地，所述含氰溶液的pH控制在9.5-11。进一步地，所述含氰溶液的温度控制在0℃-50℃。进一步地，利用所述铁磁性吸附剂脱除所述含氰溶液中的氰化物后，对所述铁磁性吸附剂进行回收，所述回收的方法如下：将脱除氰化物后的溶液进行固液分离，对分离出的除氰渣进行高温焙烧，焙烧渣经磁性分离得铁磁性吸附剂，再将所得铁磁性吸附剂进行表面水化处理，即实现铁磁性吸附剂的回收。应用本专利技术的技术方案，巧妙地利用氰化渣矿浆中的黄铁矿或磁黄铁矿中的硫作为硫源，利用驯化的氧化硫硫杆菌将低价态硫(S2-)氧化到高价态硫(S6+)过程中生成的硫氧化合物过渡态(S2O52-、SO32-)代替INCO法中的SO2还原氧化氰化物，该方法去除氰化渣中氰化物时具有工艺流程简单、去除效果好、无污染等优点，并将氰化渣中的黄铁矿或磁黄铁矿资源变废为宝，大大减少了SO2的使用量，大大降低了成本；该方法解决了现有INCO法去除氰化物过程中SO2消耗量大，处理费用居高不下的问题；对所得含氰溶液用铁磁性吸附剂进一步去除氰化物，磁性铁矿粉颗粒表面与含氰溶液中的游离氰根、硫氰根等发生络合反应，生成强酸溶性氰化物，并诱导含氰溶液中的强酸溶性氰化物在其表面成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物氧化、铁磁性吸附联合去除氰化物的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)氰化渣中氰化物的去除将氧化硫硫杆菌进行驯化，得到驯化后的氧化硫硫杆菌，将驯化后的氧化硫硫杆菌加入氰化渣及其浸出液中进行反应，利用驯化后的氧化硫硫杆菌将氰化渣中的低价态硫氧化为高价态硫的过程中产生的硫氧化合物过渡态对氰化渣中的氰化物进行氧化，将氰化渣中大部分氰化物进行去除，其中，所述氰化渣中含有黄铁矿或磁黄铁矿，且氰化渣中黄铁矿或磁黄铁矿的总质量分数大于5％；(2)氰化浸出液的深度除氰处理将氰化渣及含氰废液进行固液分离，将铁磁性吸附剂添加于所得含氰废液中对含氰废液中的氰化物进行深度脱除，所述铁磁性吸附剂为核壳结构，包括磁铁矿颗粒和包裹所述磁铁矿颗粒的活性氢氧化铁。

【技术特征摘要】
1.一种生物氧化、铁磁性吸附联合去除氰化物的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)氰化渣中氰化物的去除将氧化硫硫杆菌进行驯化，得到驯化后的氧化硫硫杆菌，将驯化后的氧化硫硫杆菌加入氰化渣及其浸出液中进行反应，利用驯化后的氧化硫硫杆菌将氰化渣中的低价态硫氧化为高价态硫的过程中产生的硫氧化合物过渡态对氰化渣中的氰化物进行氧化，将氰化渣中大部分氰化物进行去除，其中，所述氰化渣中含有黄铁矿或磁黄铁矿，且氰化渣中黄铁矿或磁黄铁矿的总质量分数大于5％；(2)氰化浸出液的深度除氰处理将氰化渣及含氰废液进行固液分离，将铁磁性吸附剂添加于所得含氰废液中对含氰废液中的氰化物进行深度脱除，所述铁磁性吸附剂为核壳结构，包括磁铁矿颗粒和包裹所述磁铁矿颗粒的活性氢氧化铁。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫氧化合物过渡态包括S2O52-、SO32-。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将驯化的氧化硫硫杆菌加入到氰化渣中进行反应包括以下两种方案：方案一搅拌下向氰化渣及其浸出液中加入驯化的氧化硫硫杆菌，加入氰化渣及其浸出液总质量0％-0.02％的CuSO4·5H2O，并鼓入空气或同时鼓入少量二氧化硫，并通过石灰水保证体系pH为10-11，反应4-32小时，其中，搅拌转速为90r/min-120r/min，空气流速为50mL/min-200mL/min，反应温度为5℃-45℃；方案二将氰化渣堆放在防渗膜上，加入氰化渣质量0％-0.02％的CuSO4·5H2O，将驯化的氧化硫硫杆菌溶于pH为10-11的碱溶液，然后用碱溶液喷淋氰化渣堆，喷淋过程中控制氰化渣堆的pH为10-11，喷淋1-4周。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述驯化的氧化硫硫杆菌的加入体积与所述氰化渣及其浸出液的质量之比为0.8mL/kg-1.2mL/kg；所述体系中Cu2+的浓度为10mg/L-50mg/L。5.根据权利要求1所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈攀，孙伟，韩海生，胡岳华，张晨阳，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43