201 7树脂上锌氰化物的硫酸解析.pdf

8 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 1 年1 2 期 D O I 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s L1 0 0 ％7 5 4 5 ．2 0 1 1 ．1 2 ．0 0 3 2 0 1 * 7 树脂上锌氰化物的硫酸解析 房涛，张亚莉，于先进，郭晓娜，李怀梅 山东理工大学化学与工程学院，山东淄博2 5 5 0 9 1 摘要对2 0 1 * 7 强碱性阴离子树脂吸附的Z n C N 一和氰根离子进行解析试验，考察解析过程中硫酸 浓度、硫酸用量、温度及时间对解析率的影响。结果表明在3 0 ℃时。用3 0g ／L 硫酸。硫酸树脂体积比为 5 ，3 0m i n 就可有效解析树脂上吸附的Z n C N 4 z 一和氰根离子。氰解析率达到8 5 ％。锌解析率达到9 7 ％。 关键词阴离子交换树脂；Z n C N 一；氰离子；硫酸；解析 中图分类号T F 8 0 3 ．2 5文献标识码A文章编号1 0 0 7 - 7 5 4 5 2 0 1 I 1 2 0 0 0 8 - 0 3 E l u t i o no fZ i n ca n dC y a n i d eo n2 0 1 * 7R e s i nw i t hH 2S O , S o l u t i o n F A N GT a o ，Z H A N GY a l i ，Y UX i a n - j i n ，G U OX i a o - n a ，L IH u a i m e i D e p a r t m e n to fC h e m i c a le n g i n e e r i n g ，S h a n d o n gU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，Z i b o2 5 5 0 9 1 S h a n d o n g ，C h i n a A b s t r a c t T h es u l f u r i ca c i de l u t i o no fz i n cc y a n i d eo n2 01 * 7a n i o ne x c h a n g er e s i nw a ss t u d i e d ．T h ee f f e c t s o fm a i np a r a m e t e r s 。s u c ha sc o n c e n t r a t i o no f s u l f u r i ca c i d ，a m o u n to fs u l p h u r i ca c i d ，t e m p e r a t u r ea n d t i m e ，o nt h ep r o c e s sw e r ei n v e s t i g a t e d ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h ez i n ca n dc y a n i d ec a nb ee l u t e de f f e c t i v e l y w i t h3 0g ／LH 2S O v o l u m er a t i oo fH 2S O , o nr e s i no f5a t3 0 ℃f o r3 0m i n ，t h ee l u t i o nr a t eo fc y a n i d e c a nr e a c h8 5 ％a n dt h ee l u t i o nr a t eo fz i n cc a nr e a c h9 7 ％． K e yw o r d s A n i o ne x c h a n g er e s i n ；Z n C N i 一；C y a n i d ei o n ；S u l f u r i ca c i d ；E l u t i o n 目前，我国黄金企业大多采用氰化法进行金、银 提取，为了充分利用氰化物，提高经济效益，大多数 工厂都会把氰化浸出液返回利用，因此，氰化贫液中 的锌、铜等重金属离子就会不断累积[ 1 ] ，这些离子一 般和氰根离子以配合物的形式存在【2 ] 。所以，用一 种简单而有效的方法处理含氰废水，在氰化物能循 环利用的前提下，回收废液中的氰化物和重金属离 子，不但能保护环境，还能降低生产成本，提高企业 效益。离子交换树脂法和阴离子交换纤维法[ 3 q 3 是 近年来在国内兴起的处理含氰废水的一种新方法， 在国外已经有成熟的应用工艺实例[ 5 ’6 ] 。1 9 8 5 年， 加拿大的C y - t e c h 公司开发一种新树脂并成功应用 于工业化。 离子交换树脂难以工业化主要受制于它的解析 工艺，国外有学者用N a C N 、N a S C N 、N a N 0 3 对L e - 基金项目山东省自然科学基金项目 Z R 2 0 1 0 E L 0 0 6 作者简介房涛 1 9 8 6 一 ，男．山东滨州人．硬士研究生． w a t i tM P - 5 0 0 强碱性离子树脂进行解析试验研 究[ 7 ] ，研究结果表明，1 ．2 5m o l ／L 的N a S C N 对铜氰 化物有很好的解析效果。有研究表明[ 8 ] ，弱碱性阴 离子交换树脂也可以从含氰废水中吸附氰化物，用 C a O H z 将氰化物解析。但也有文献指出[ 9 ] ，用碱 解析强碱性阴离子树脂的平衡系数很小，因此不能 用常规方法解析强碱性阴离子树脂。S i l v a 等[ 1 0 ] 用 硫酸解析树脂，结果表明氰化锌可用硫酸解析。而 氰化铜则转化为氰化亚铜沉淀在树脂中不能被硫酸 解析出来[ 1 1 1 。本试验用硫酸进行解析试验。 1试验部分 1 ．1 主要设备和原料 主要设备J A 2 1 0 3 N 电子天平、7 8 - 1 磁力加热 搅拌器、H H 一4 型数显恒温水浴锅、S L - 2 8 0 0 鼓气 万方数据 2 0 1 1 年1 2 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 9 ‘ 泵，A A 9 0 0 0 原子吸收分光光度计等。所用的树脂 为2 0 1 * 7 7 1 7 。 型树脂。该树脂为强碱性阴离子 树脂，具有聚苯乙烯的骨架和季胺基功能团。试验 所处理的溶液为某黄金厂提金后的含氰尾液，含锌 91 2 5 ．6m g ／L 、铜45 2 3 ．7m g ／L 、总氰2 48 2 1 ．8 m g ／L ，溶液p H 一1 2 。 1 ．2 试验方法 树脂的吸附过程是将一定量的树脂和氰化贫液 放入烧杯中，在磁力搅拌器上进行吸附；解析过程是 将预处理后的定量树脂和一定量的解析液溶液放人 孟氏洗瓶中，恒温水浴锅控制温度，用鼓气泵吹脱氰 化氢气体、氢氧化钠吸收的方法进行试验。溶液中 铜、锌用原子吸收分光光度计测定，总氰采用G B 7 4 8 6 8 7 硝酸银滴定法测定。 2 试验结果与讨论 2 ．1 解析剂的选择 根据文献知识和2 0 1 * 7 树脂的特点，按酸、碱、 盐三类分别取相同浓度H S 0 。、H C l 、H 。S O 。- F C H 。N 。S 、N a O H 、N a N O 。、N a C l 六种溶液做解析剂。 3 5 ℃时，量取2 0m L 吸附后树脂置于孟氏洗瓶中， 取6 份，分别加入1 0 0m L 不同的解析剂进行解析 试验。试验结束后测定总氰和锌的解析率，结果见 图1 。 l 似 礤 蓬 6 ‘ 静 蘧舢 2 I H 2 S O ．H C II 垆o j 删p 垆N a O HN a N O ， N a C I 解吸剂种类 图1解析剂种类对解析率的影响 F i g ．1 E f f e c to fd i f f e r e n te l u e n to ne l u t i o nr a t e 从图1 可看出，选择的几种解吸剂中，酸对总 氰和锌的解析率都比较高，碱的解析效果不是很好， 盐类能够解析负载树脂上的总氰，但对金属锌基本 没有作用。碱的解析效果不好是因为2 0 1 * 7 树脂 本身是强碱性树脂i 用碱再生强碱性阴离子树脂的 平衡系数很小，所以不能用碱解析。盐类不能解析 锌是因为锌与离子交换树脂的亲和力很强，氯离子 等不能将其从离子交换树脂上解析下来。添加硫脲 后总氰的解析率有所提高，是因为硫脲能解析树脂 中吸附的少量铜氰化合物。鉴于树脂吸附的铜很 少，因此从经济方面考虑，本试验将硫酸溶液确定为 解吸剂。 2 ．2 解析时间与解析速率的测定 在3 5 ℃，量取2 0m L 吸附后树脂置于孟氏洗 瓶中，加入1 0 0m L3 0g ／L 的硫酸溶液进行解析试 验。按时间间隔段取样分析解析液中的锌离子的浓 度和氢氧化钠吸收液中氰化物的浓度，直至浓度不 再变化为止。计算各时间段的解析率，结果如图2 所示。 时间／m i n 图2 锌氰络合物的解析曲线 F i g ．2 E l u t i o nc u r v eo fz i n ca n dc y a n i d e 图2 表明，锌、总氰在3 0m i n 时基本解析完 毕。锌基本解析完全，但总氰的解析率只有8 4 ％。 这是因为树脂上有少量吸附的铜氰化物，硫酸与铜 氰化物生成的氰化亚铜沉淀不溶于硫酸溶液，在树 脂的空隙中沉淀下来，因此不能被硫酸解析。 2 ．3 硫酸浓度对解析率的影响 3 5 ℃时，量取2 0m L 吸附后树脂置于孟氏洗瓶 中，取5 份，分别加入1 0 0m L 不同浓度的硫酸溶液 进行解析试验。试验结果见图3 。 从图3 可看出，硫酸浓度为2 0g ／L 时锌的解 析率为9 0 ％，而总氰的解析率只有7 0 ％；硫酸浓度 为3 0g ／L 时，锌的解析率达到9 8 ％，总氰的解析率 达到8 4 ％，达到了较好的效果。并且随着硫酸浓度 的继续增大解析率不再变化。这是因为硫酸解析不 像盐类解析那样单纯的进行离子交换，而是主要靠 溶液中的氢离子分解树脂上负载的氰化物，当硫酸 万方数据 1 0 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 1 年1 2 期 硫酸浓度， g ’L - 1 图3 不同硫酸浓度的锌氰化物解析曲线 F i g ．3 E l u t i o nc u r v eo fz i n ca n dc y a n i d ea t d i f f e r e n tH 2S O , c o n c e n t r a t i o n 浓度过低时，不能形成氰化氢气体，因此解析率较 低，只有溶液中有足够的氢离子才能保证氰化氢气 体的形成，提高解析率。因此在本试验中，3 0g ／L 的硫酸浓度比较合适。 2 ．4 硫酸体积用量对解析率的影响 3 5 ℃时，量取2 0m L 吸附后树脂置于孟氏洗瓶 中，取5 份，分别加入不同体积的3 0g ／L 硫酸溶液 进行解析试验。试验结果见图4 。 球 谆 塔 芸 6 0∞1 0 01 2 01 4 0 硫酸体匆n l L 图4 不同体积硫酸溶液的锌氰 化合物解析曲线 F i g ．4 E l u t i o nc u r v eo fz i n ca n dc y a n i d ea t d i f f e r e n tv o l u m eo fH 2S O , 由图4 可看出，硫酸溶液体积越大，解析率越 高，当硫酸溶液体积为1 0 0m L 以后锌氰化合物的 解析率不再变化，达到峰值，此时总氰的解析率为 8 4 ．5 ％，锌的解析率为9 8 ．0 1 ％。这与溶液中氢离 子的总量有关，只有足够的氢离子才能保证解析反 应进行到底。虽然硫酸溶液的用量越大对解析越 好，但是硫酸溶液过多会降低溶液中锌离子的浓度， 给下一步锌的回收带来困难，因此，综合考虑本试验 中硫酸解析液的用量确定为1 0 0m L 。 2 ．5 温度对解析率的影响 在2 5 、3 0 、3 5 、4 0 、4 5 、5 0 ℃时分别量取2 0m L 吸附后树脂置于盂氏洗瓶中，加入1 0 0m L3 0g ／L 硫酸溶液进行解析试验。结果显示，温度对总氰和 锌的解析率影响不是很大。鉴于温度过高时会造成 树脂稳定性的破坏和增加不必要的能源浪费，本试 验确定解析温度为3 0 ℃即可。 3结论 碱对氰和锌的解析效果都不好；盐类能解析树 脂上吸附的氰，但不能解析2 0 1 * 7 树脂上吸附的 锌；酸类能同时解稀氰和锌。3 0 ℃时，用5 倍树脂 体积，3 0g ／L 的硫酸溶液可以很快地解析2 0 1 * 7 树脂上吸附的氰化物和锌，氰化物的解析率达到 8 5 ％，锌的解析率达到9 7 ％。 参考文献 [ 1 ] 厉彦江，刘淑杰，孙维家．膜过滤技术处理氰化贫液的 实践[ J ] ．中国有色冶金。2 0 0 6 1 4 0 - 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