專利名稱：黃金冶煉過程中氮氧化物治理與循環(huán)利用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)類，特別涉及一種黃金冶煉過程中產(chǎn)生氮氧化物治理與循環(huán)利用的方法，本發(fā)明的方法特別適用于使用硝酸的黃金冶煉廠。
背景技術(shù)：
眾所周知，氮氧化物是造成大氣污染的主要污染物，而黃金冶煉過程中產(chǎn)生的氮氧化物具有間斷性、瞬間濃度高、濃度衰減速度快的特點，不采取措施處理，對環(huán)境、人體健康危害較大；氮氧化物的危害，一是腐蝕作用，氮氧化物迂到水或水蒸氣后可以形成酸性物質(zhì)，對絕大多數(shù)金屬和有機(jī)物可產(chǎn)生腐蝕性破壞，它還會灼傷人和其他活體組織，使活體組織中的水份遭到破壞，產(chǎn)生腐蝕性化學(xué)變化；二是對人體的毒害作用，據(jù)美國環(huán)保組織的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在氮氧化物污染區(qū)內(nèi)，人的呼吸機(jī)能下降，呼吸器官發(fā)病率增高，當(dāng)?shù)趸餄舛冗_(dá)0.062～0.109mg/m3時，急性呼吸器官病患者增多，流行病學(xué)研究表明氮氧化物濃度達(dá)0.063～0.083mg/m3時，急性支氣管炎病患者明顯增加；三是氮氧化物易與碳?xì)浠衔镌谧贤饩€照射下形成光化學(xué)煙霧，是一種有毒的氣體，它的氧化性與腐蝕性極強(qiáng)，能使人的眼睛紅腫、視力減弱、呼吸緊張、頭痛、胸痛、全身麻痹、肺水腫甚至死亡；四是對植物的危害，氮氧化物雖不會引起植物葉片斑害，但能抑制植物的光和作用，而植物葉片氣孔吸收溶解NO2，就會造成葉脈壞死，從而影響植物的生長和發(fā)育，對農(nóng)作物而言會降低產(chǎn)量，如長期處于2～3mg/m3的高濃度下，就會使植物產(chǎn)生急性受害癥狀；此外氮氧化物還是影響酸雨的主要原因；氮氧化物還是大氣臭氧層的破壞性氣體，因此必須對氮氧化物加以控制，這是當(dāng)前迫切要解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種黃金冶煉過程中氮氧化物治理與循環(huán)利用的方法，解決了氮氧化物對大氣污染嚴(yán)重，危害人體健康及動、植物的生長發(fā)育等問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是人們深知氮氧化物的四大危害，所以必須要加以控制，一是要源頭控制，盡可能不產(chǎn)生或少產(chǎn)生氮氧化物；二是過程控制，在生產(chǎn)過程中采用先進(jìn)的工藝及控制措施，減少氮氧化物的產(chǎn)生；三是末端治理，對于外排的氮氧化物采取必要的處理措施，使氮氧化物經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的排出；燃燒產(chǎn)生的氮氧化物污染控制方法目前尚未達(dá)到實用階段；本發(fā)明采用非燃燒產(chǎn)生的氮氧化物的控制主要有兩個方法，一是改進(jìn)生產(chǎn)工藝，減少氮氧化物的產(chǎn)生量，如具體到黃金冶煉的煙氣，通常在冶煉過程中都會用到硝酸，則不可避免會產(chǎn)生NOx，如果改用其它氧化劑，同時又不產(chǎn)生有害廢氣，則可不排放NOx；或者在使用過程中嚴(yán)格控制硝酸的加入量，同樣可以減少NOx的排放；通過工藝控制，在硝酸反應(yīng)過程中，通過控制NO分壓，使反應(yīng)的氣相各分壓在密閉體系內(nèi)保持相對平衡，從而實現(xiàn)NOx排放量的最小化；二是尾氣治理，減少氮氧化物的排放量，尤為重要的是排放要符合環(huán)保的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通過第一步驟的控制，在需要處理的廢氣中NOx的濃度與總量已經(jīng)降低和減少，再通過有效的治理手段后，使排放廢氣中的NOx的濃度達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)；本發(fā)明的原理是循環(huán)利用氮氧化物的可行性，從(1)至(4)式的反應(yīng)可以看出2NO+O2→2NO2+Q (1)3NO2+H2O→2HNO3+NO+Q(2)NOx堿液吸收法的主要反應(yīng)如下2NO2+2HaOH→NaNO3+NaNO2+H2O(3)NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O(4)在NO2被H2O吸收生成HNO3同時，有1/3的NO放出表明無論設(shè)置何種氧化和吸收工藝，NO2被H2O吸收的效率不可能達(dá)到100％，這意味著尾氣中含有NOx是必然的，不過，由于吸收工藝的不同，尾氣中NOx的質(zhì)量濃度會有所區(qū)別；利用NO2溶于水的特性，在密閉條件下，在氧的作用下，使在吸收反應(yīng)過程中產(chǎn)生的NO溶解在水中，從而控制NO在氣相中的分壓，使反應(yīng)體系達(dá)到平衡的狀態(tài)，這一過程的關(guān)鍵是在氧的作用下，NO的分壓保持在穩(wěn)定水平，而沒有氧的作用，反應(yīng)氣相壓力會持續(xù)上升，試驗表明其壓力超過2.5Mpa；在有氧的前提下，反應(yīng)過程產(chǎn)生的NOx，絕大部分又重新被轉(zhuǎn)化成硝酸，可使反應(yīng)在相對穩(wěn)定的硝酸濃度下進(jìn)行，即提高反應(yīng)速度又減少了硝酸的用量，達(dá)到了NOx的循環(huán)利用；本方法可使產(chǎn)生的NOx在反應(yīng)結(jié)束后減少至容器上部氣體段的體積，也就是反應(yīng)容器體積的1/3左右，后續(xù)處理只需處理這一部分即可，可減少90％的NOx外排量，使最終產(chǎn)生的NOx量降至最低；本方法產(chǎn)生的NOx量很少，所以通過控制排放速度，使單位時間進(jìn)入吸收裝置的NOx量在其處理范圍內(nèi)，可有效保證外排的達(dá)標(biāo)；本發(fā)明的具體方法包括下列步驟(1)硝酸除雜把金泥和水加入到高壓釜中，加入硝酸后液固比4～6∶1，控制加水量，封閉高壓釜蓋，進(jìn)行攪拌；然后打開高壓釜的供氧閥，向釜內(nèi)通入氧氣，將釜內(nèi)空氣全部排出，直到排氣口流出氣體的氧含量達(dá)99.9％時，關(guān)閉供氧閥，再關(guān)閉排氣閥；用硝酸加注器向釜內(nèi)加入硝酸，同時開始加熱反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度控制在70～90℃，在溫度達(dá)到70～90℃時，開始計時，反應(yīng)時間4～6小時；在加入硝酸同時向釜內(nèi)通入氧氣，并控制高壓釜內(nèi)壓力在0.2～0.3Mpa之間，保證NOx轉(zhuǎn)化為硝酸，向釜內(nèi)分次定量給入氧氣；浸出結(jié)束后，打開高壓釜排氣閥緩慢排出尾氣，并將尾氣給入洗滌柱洗滌之后達(dá)標(biāo)排空，洗滌柱內(nèi)堿液濃度控制在20％左右，再測定尾氣洗滌后的氮氧化物含量，保證外排尾氣達(dá)標(biāo)排放；(2)王水提金
把硝酸除雜后的金泥和水加入到高壓釜中，按加入王水后液固比4～6∶1控制加水量，并封閉高壓釜蓋，開始攪拌；再打開高壓釜的供氧閥向釜內(nèi)通入氧化，將釜內(nèi)空氣全部排出，直到排氣口流出氣體氧的含量達(dá)99.9％時，并關(guān)閉供氧閥及排氣閥；用加注器向釜內(nèi)加入鹽酸，控制鹽酸濃度在8～12％；再用加注器向釜內(nèi)加入硝酸，硝酸加入量為控制硝酸濃度6～9％；加入硝酸同時開始加熱反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度控制在70～90℃，溫度達(dá)到70～90℃開始計時，反應(yīng)時間控制在4～6小時；在加入硝酸同時通入氧氣，并控制高壓釜內(nèi)壓力在0.2～0.3Mpa之間，然后向釜內(nèi)分次定量給入氧氣，保證NOx轉(zhuǎn)化為硝酸；浸出結(jié)束后，打開高壓釜排氣閥緩慢排放尾氣，并將尾氣給入洗滌柱洗滌之后排空，洗滌柱內(nèi)堿液濃度控制在20％左右，用堿液吸收的辦法，測定尾氣洗滌前后氮氧化物含量，保證外排尾氣達(dá)標(biāo)排放。
本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明的方法是從源頭上、過程中、末端尾氣的排放三個環(huán)節(jié)上實現(xiàn)了對氮氧化物的治理與循環(huán)利用，其一是循環(huán)利用NOx，可減少硝酸的加入量，降低生產(chǎn)成本；其二是使最終產(chǎn)生的NOx量降至最低，可減少90％的NOx外排量，減少了廢氣處理成本；其三是控制NOx的外排速度，經(jīng)吸收后可達(dá)標(biāo)外排。
具體實施例方式實施例1(1)硝酸除雜把金泥和水加入到高壓釜中，加入硝酸濃度20％，液固比6∶1，封閉高壓釜蓋，進(jìn)行攪拌；然后打開高壓釜的供氧閥，向釜內(nèi)通入氧氣，直到排氣口流出氣體氧的含量達(dá)99.9％時，關(guān)閉供氧閥及排氣閥；用硝酸加注器向釜內(nèi)加入濃度為20％的硝酸，同時開始加熱反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度控制在70℃，并向釜內(nèi)通入氧氣，并控制高壓釜內(nèi)壓力在0.2Mpa，反應(yīng)時間4小時；浸出結(jié)束后，打開高壓釜排氣閥緩慢排出尾氣，并將尾氣給入洗滌柱洗滌之后達(dá)標(biāo)排空，洗滌柱內(nèi)堿液濃度控制在20％；該實施例硝酸渣率為42％，外排尾氣NOx濃度為23.5mg/m3；
(2)王水提金把硝酸除雜后的金泥和水加入到高壓釜中，按加入王水后液固比6∶1控制加水量，并封閉高壓釜蓋，開始攪拌；再打開高壓釜的供氧閥向釜內(nèi)通入氧氣，將釜內(nèi)空氣全部排出，直到排氣口流出氣體氧的含量達(dá)99.9％時，關(guān)閉供氧閥及排氣閥；用加注器向釜內(nèi)加入鹽酸，控制鹽酸濃度在8％；再用加注器向釜內(nèi)加入硝酸，硝酸加入量為控制硝酸濃度6％；加入硝酸同時開始加熱反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度控制在70℃，反應(yīng)時間5小時；在加入硝酸同時通入氧氣，并控制高壓釜內(nèi)壓力在0.2Mpa之間；浸出結(jié)束后，打開高壓釜排氣閥緩慢排放尾氣，并將尾氣給入洗滌柱洗滌之后達(dá)標(biāo)排空，洗滌柱內(nèi)堿液濃度控制在20％，保證外排尾氣達(dá)標(biāo)排放；該實施例金回收率為99.92％，外排尾氣NOx濃度20.8mg/m3。
實施例2(1)硝酸除雜把金泥和水加入到高壓釜中，加入硝酸濃度24％，液固比5∶1，封閉高壓釜蓋，進(jìn)行攪拌；然后打開高壓釜的供氧閥，向釜內(nèi)通入氧氣，直到排氣口流出氣體氧的含量達(dá)99.9％時，關(guān)閉供氧閥及排氣閥；用硝酸加注器向釜內(nèi)加入濃度為24％的硝酸，同時開始加熱反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度控制在80℃，并向釜內(nèi)通入氧氣，并控制高壓釜內(nèi)壓力在0.25Mpa，反應(yīng)時間5小時；浸出結(jié)束后，打開高壓釜排氣閥緩慢排出尾氣，并將尾氣給入洗滌柱洗滌之后達(dá)標(biāo)排空，洗滌柱內(nèi)堿液濃度控制在20％；該實施例的硝酸渣率為41.2％，外排尾氣NOx濃度為33.2mg/m3；(2)王水提金把硝酸除雜后的金泥和水加入到高壓釜中，按加入王水后液固比5∶1控制加水量，并封閉高壓釜蓋，開始攪拌；再打開高壓釜的供氧閥向釜內(nèi)通入氧氣，將釜內(nèi)空氣全部排出，直到排氣口流出氣體氧的含量達(dá)99.9％時，關(guān)閉供氧閥及排氣閥；用加注器向釜內(nèi)加入鹽酸，控制鹽酸濃度在9.6％；再用加注器向釜內(nèi)加入硝酸，硝酸加入量為控制硝酸濃度7.2％；加入硝酸同時開始加熱反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度控制在80℃，反應(yīng)時間4小時；在加入硝酸同時通入氧氣，并控制高壓釜內(nèi)壓力在0.25Mpa之間；浸出結(jié)束后，打開高壓釜排氣閥緩慢排放尾氣，并將尾氣給入洗滌柱洗滌之后達(dá)標(biāo)排空，洗滌柱內(nèi)堿液濃度控制在20％，保證外排尾氣達(dá)標(biāo)排放；該實施例金回收率為99.93％，外排尾氣NOx濃度24.7mg/m3。
實施例3(1)硝酸除雜把金泥和水加入到高壓釜中，加入硝酸濃度30％，液固比4∶1，封閉高壓釜蓋，進(jìn)行攪拌；然后打開高壓釜的供氧閥，向釜內(nèi)通入氧氣，直到排氣口流出氣體氧的含量達(dá)99.9％時，關(guān)閉供氧閥及排氣閥；用硝酸加注器向釜內(nèi)加入濃度為30％的硝酸，同時開始加熱反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度控制在90℃，并向釜內(nèi)通入氧氣，并控制高壓釜內(nèi)壓力在0.3Mpa，反應(yīng)時間4小時；浸出結(jié)束后，打開高壓釜排氣閥緩慢排出尾氣，并將尾氣給入洗滌柱洗滌之后達(dá)標(biāo)排空，洗滌柱內(nèi)堿液濃度控制在20％；該實施例的硝酸渣率為40.4％，外排尾氣NOx濃度為40.8mg/m3；(2)王水提金把硝酸除雜后的金泥和水加入到高壓釜中，按加入王水后液固比4∶1控制加水量，并封閉高壓釜蓋，開始攪拌；再打開高壓釜的供氧閥向釜內(nèi)通入氧氣，將釜內(nèi)空氣全部排出，直到排氣口流出氣體氧的含量達(dá)99.9％時，關(guān)閉供氧閥及排氣閥；用加注器向釜內(nèi)加入鹽酸，控制鹽酸濃度在12％；再用加注器向釜內(nèi)加入硝酸，硝酸加入量為控制硝酸濃度9％；加入硝酸同時開始加熱反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度控制在90℃，在加入硝酸同時通入氧氣，并控制高壓釜內(nèi)壓力在0.3Mpa之間，反應(yīng)時間4小時；浸出結(jié)束后，打開高壓釜排氣閥緩慢排放尾氣，并將尾氣給入洗滌柱洗滌之后達(dá)標(biāo)排空，洗滌柱內(nèi)堿液濃度控制在20％；該實施例金回收率為99.94％，外排尾氣NOx濃度30.1mg/m3。
權(quán)利要求
1.一種黃金冶煉過程中氮氧化物治理與循環(huán)利用的方法，其特征在于該方法包括下列步驟(1)硝酸除雜把金泥和水加入到高壓釜中，加入硝酸后液固比4～6∶1，封閉高壓釜蓋，進(jìn)行攪拌；然后打開高壓釜的供氧閥，向釜內(nèi)通入氧氣，直到排氣口流出氣體氧的含量達(dá)99.9％時，關(guān)閉供氧閥及排氣閥；用硝酸加注器向釜內(nèi)加入硝酸，同時開始加熱反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度控制在70～90℃，反應(yīng)時間4～6小時；在加入硝酸同時向釜內(nèi)通入氧氣，并控制高壓釜內(nèi)壓力在0.2～0.3Mpa之間；浸出結(jié)束后，打開高壓釜排氣閥緩慢排出尾氣，并將尾氣給入洗滌柱洗滌之后達(dá)標(biāo)排空，洗滌柱內(nèi)堿液濃度控制在20％；(2)王水提金把硝酸除雜后的金泥和水加入到高壓釜中，按加入王水后液固比4～6∶1控制加水量，并封閉高壓釜蓋，開始攪拌；再打開高壓釜的供氧閥向釜內(nèi)通入氧氣，將釜內(nèi)空氣全部排出，直到排氣口流出氣體氧的含量達(dá)999％時，并關(guān)閉供氧閥及排氣閥；用加注器向釜內(nèi)加入鹽酸，控制鹽酸濃度在8～12％；再用加注器向釜內(nèi)加入硝酸，硝酸加入量為控制硝酸濃度6～9％；加入硝酸同時開始加熱反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度控制在70～90℃，反應(yīng)時間在4～6小時；在加入硝酸同時通入氧氣，并控制高壓釜內(nèi)壓力在0.2～0.3Mpa之間；浸出結(jié)束后，打開高壓釜排氣閥緩慢排放尾氣，并將尾氣給入洗滌柱洗滌之后達(dá)標(biāo)排空，洗滌柱內(nèi)堿液濃度控制在20％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種黃金冶煉過程中氮氧化物治理與循環(huán)利用的方法，屬于環(huán)境保護(hù)類。該方法是用高壓釜進(jìn)行金泥的精煉，把硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氮氧化物黃煙封閉在釜內(nèi)，并向釜內(nèi)加入氧氣，使一氧化氮氧化并轉(zhuǎn)化為硝酸，繼續(xù)參加金屬的氧化浸出反應(yīng)過程；該方法有兩步驟，一是硝酸除雜，二是王水提金；其優(yōu)點一是循環(huán)利用NOx，可減少硝酸的加入量，降低生產(chǎn)成本；二是使最終產(chǎn)生的NOx量降至最低，減少了對廢氣的處理成本；三是同時控制NOx的外排速度，經(jīng)吸收后可達(dá)標(biāo)排放，減少環(huán)境污染。
文檔編號C22B3/00GK101029357SQ200710055488
公開日2007年9月5日 申請日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者汪丹, 鞏春龍, 董德喜, 金世斌 申請人:長春黃金研究院