離子交換樹脂和交換纖維處理含氰廢水

1、離子交換樹脂和交換纖維處理含氰廢水離子交換樹脂和交換纖維處理含氰廢水黨曉娥，蘭新哲，張秋利，董緣（西安建筑科技大學冶金工程技術(shù)中心，西安710055）摘要摘要：采用離子交換樹脂、離子交換纖維處理含氰廢水。研究了兩種不同材料對含氰廢水中游離CN、銅氰配合物、鋅氰配合物的吸附性能。結(jié)果表明，和離子交換樹脂相比，強堿性離子交換纖維對含氰廢水中的主要成分銅氰配合物、鋅氰配合物具有快的吸附速度，大的吸附容量，是一種有發(fā)展?jié)摿Φ暮鑿U水處理材料。關(guān)

2、鍵詞關(guān)鍵詞：含氰廢水；離子交換纖維；離子交換樹脂；銅、鋅氰配合物；吸附中圖分類號：中圖分類號：TF831TQ110文獻標識碼：文獻標識碼：A文章編號：文章編號：10077545（2012）02000000CyanideBearingWasteWaterTreatmentwithIonExchangeResinIonExchangeFiberDANGXiaoeLANXinzheZHANGQiuliDONGYuan（ResearchCent

3、erofMetallurgicalEngineering＆TechnologyofShaanxiProvinceXi’anUniversityofArchitectureTechnologyXi’an710055China)Abstract：Cyanidebearingwastewaterwastreatedbyionexchangeresinionexchangefiber.Theabsbabilityoftwokindsofadsb

4、entonCNcopperzinccyanidecomplexesincyanidebearingwastewaterwerestudied.Theresultsshowthatthestrongbasicionexchangefiberhasfastadsptionratelargeadsptioncapacityfcopperzinccyanidecomplexescomparedtoionexchangeresinsoitisap

5、otentialmaterialftreatingcyanidebearingwastewater.Keywds：cyanidebearingwastewaterionexchangefiberionexchangeresincopperzinccyanidecomplexesabsbability氰化法因其浸金工藝穩(wěn)定成熟而成為提金的首選方法，但氰化浸金會產(chǎn)生大量含氰廢水，嚴重污染環(huán)境，而且其中還含有大量的氰、銅、鋅等有價成分。因此，

6、如何解決環(huán)境保護問題并回收其中有價成分是黃金礦山的可持續(xù)發(fā)展需要解決的熱點問題之一。如果既能清除其中毒性，又能從中綜合回收氰化鈉及有價金屬，在排放之前，含氰污水必須進行凈化脫毒綜合回收處理。目前，提金尾液治理方法主要有凈化法[12]、氰化物綜合回收法[38]。凈化法操作簡單，凈化效果好，但凈化液中余氰含量高，需二次處理。目前，在我國應(yīng)用較為成功的氰化物綜合回收法有氯氧化法和酸化法，也有一些“零”排放的全循環(huán)工藝。離子交換樹脂法處理提金尾

7、液時存在動力學性能差和樹脂材料本身在應(yīng)用上具有一定的局限性，對于氰化提金尾液治理需要更高性能的吸附材料才能解決。要使樹脂滿足新的要求，就要解決樹脂在性能方面的某些局限性，例如增大比表面積，增大吸附量，加快吸附速度；增加活動功能基，以增強選擇吸附性；改變應(yīng)用形狀等。球狀、粉狀的大孔樹脂將逐漸被纖維狀分離材料所替代而成為吸附分離材料研究的新方向。本文將高效吸附纖維應(yīng)用于含氰廢水治理是將新型功能吸附材料與黃金行業(yè)污染物治理緊密結(jié)合的跨學科探索

8、，是最有應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Φ男录夹g(shù)之一。因此開發(fā)新型高效吸附分離功能纖維材料的應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。1試驗材料與方法試驗材料與方法試驗原料主要有3種：1)NaCN溶液；2)銅氰配合物溶液，鋅氰配合物溶液；3)某金礦氰化法提金產(chǎn)生的含氰廢水，CNT1331.6mgL；Cu451.4mgL；Fe83.4mgL；Zn395.8mgL；CN104.5mgL。717強堿性離子交換樹脂（IER）：由苯乙烯二乙烯苯共聚基體上帶有季

9、胺基的陰離子交換樹脂。XQJ1強堿性聚丙烯基陰離子交換纖維（IEF）：采用共輻射引發(fā)接枝共聚法在聚丙烯纖維上接枝苯乙烯二乙烯苯，通過氯甲基化反應(yīng)和胺化反應(yīng)制備得到的強堿性陰離子交換纖維，由本技術(shù)中心提供。稱取鹽酸浸泡并干燥后的吸附材料于一定體積的含氰溶液中密封，室溫下調(diào)速震蕩一定時間后，取適量清液分析吸附后液中金屬離子及總氰濃度，并計算其吸附率或者吸附量。總氰濃度的測定采用蒸餾硝酸銀容量法；廢水中Cu、Zn含量的測定采用原子吸收光譜法。

10、基金項目基金項目：陜西省教育廳科研計劃項目（2010JK644）作者簡介作者簡介：黨曉娥（1971），女，博士，副教授.DOI：10.3969j.issn.10077545.2012.02.0092）對于結(jié)構(gòu)相同的離子交換纖維，被吸附的對象不同，其交換容量也有所不同。因此，離子交換纖維的飽和交換容量除了與自身所含的交換基團多寡有關(guān)系外，與被吸附離子在溶液中的存在形式也有很大關(guān)系。要提高離子交換纖維的交換容量，可以從纖維制備的氯甲基化過程

11、入手，提高纖維本身交換基團的數(shù)量。另外，也可改變被吸附對象在水溶液中的存在狀態(tài)來實現(xiàn)。上述試驗結(jié)果表明：無論從飽和交換容量還是交換速度，強堿性離子交換纖維的吸附性能明顯優(yōu)于粒狀離子交換樹脂。纖維材料特殊的線性結(jié)構(gòu)解決了樹脂法在提金尾液治理過程中吸附與解吸動力學性能差的問題，是替代離子交換樹脂成為含氰廢水的理想材料。2.3離子交換纖維化學穩(wěn)定性研究根據(jù)被吸附的陰離子性質(zhì)及纖維再生的要求，選用下列試劑對纖維的穩(wěn)定性進行研究。準確稱取一定量的

12、Cl型XQJ1強堿性離子交換纖維，在25℃分別用10%的NaOH、H2SO4和HNO3浸泡48h后，測定離子交換纖維的質(zhì)量和離子交換纖維的交換容量，從質(zhì)量和交換容量的變化研究其化學穩(wěn)定性。試驗結(jié)果如表2所示。表2離子交換纖維的交換容量離子交換纖維的交換容量Table2Exchangecapacityofionexchangefiber(mmolg1)介質(zhì)最終起始5%NaOH2.8372.8215%HNO32.7032.8925%HCl2

13、.8242.8165%H2SO42.8192.808由表2可明顯看出，在強氧化劑HNO3的作用下，具有強堿基團纖維的交換容量有所降低，而在非強氧化性酸、堿性條件下，離子交換纖維的交換容量幾乎保持不變。所以在纖維的解吸與再生過程中，以硫酸、鹽酸、氫氧化鈉作為解吸劑和再生劑，纖維的穩(wěn)定性很好，纖維的交換容量幾乎不發(fā)生變化。纖維材料在非強氧化性酸、堿性條件下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的這種性質(zhì)，為下步纖維處理含氰廢水后纖維再生時解吸劑的選擇提供了一定的理論支撐

14、。2.4離子交換纖維再生性能研究準確稱取0.6g的纖維2份，分別加入到100mL總氰濃度為696.72mgL的Zn(CN)42和Cu(CN)42溶液中，吸附10min后用6%鹽酸解吸Zn(CN)42，1molL的鹽酸解吸Cu(CN)42，解吸時間30min，解吸劑用量為60mL，每個循環(huán)后，將纖維取出，用去離子水洗至中性，再用1molL的氫氧化鈉浸泡30min，再生后重新裝柱，做下一次循環(huán)，經(jīng)10次循環(huán)。試驗結(jié)果如圖2所示。304050