专利名称：黄金冶炼过程中氮氧化物治理与循环利用的方法
技术领域：
本发明涉及环境保护类，特别涉及一种黄金冶炼过程中产生氮氧化物治理与循环利用的方法，本发明的方法特别适用于使用硝酸的黄金冶炼厂。
背景技术：
众所周知，氮氧化物是造成大气污染的主要污染物，而黄金冶炼过程中产生的氮氧化物具有间断性、瞬间浓度高、浓度衰减速度快的特点，不采取措施处理，对环境、人体健康危害较大；氮氧化物的危害，一是腐蚀作用，氮氧化物迂到水或水蒸气后可以形成酸性物质，对绝大多数金属和有机物可产生腐蚀性破坏，它还会灼伤人和其他活体组织，使活体组织中的水份遭到破坏，产生腐蚀性化学变化；二是对人体的毒害作用，据美国环保组织的调查发现，在氮氧化物污染区内，人的呼吸机能下降，呼吸器官发病率增高，当氮氧化物浓度达0.062～0.109mg/m3时，急性呼吸器官病患者增多，流行病学研究表明氮氧化物浓度达0.063～0.083mg/m3时，急性支气管炎病患者明显增加；三是氮氧化物易与碳氢化合物在紫外线照射下形成光化学烟雾，是一种有毒的气体，它的氧化性与腐蚀性极强，能使人的眼睛红肿、视力减弱、呼吸紧张、头痛、胸痛、全身麻痹、肺水肿甚至死亡；四是对植物的危害，氮氧化物虽不会引起植物叶片斑害，但能抑制植物的光和作用，而植物叶片气孔吸收溶解NO2，就会造成叶脉坏死，从而影响植物的生长和发育，对农作物而言会降低产量，如长期处于2～3mg/m3的高浓度下，就会使植物产生急性受害症状；此外氮氧化物还是影响酸雨的主要原因；氮氧化物还是大气臭氧层的破坏性气体，因此必须对氮氧化物加以控制，这是当前迫切要解决的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种黄金冶炼过程中氮氧化物治理与循环利用的方法，解决了氮氧化物对大气污染严重，危害人体健康及动、植物的生长发育等问题。
本发明的技术方案是人们深知氮氧化物的四大危害，所以必须要加以控制，一是要源头控制，尽可能不产生或少产生氮氧化物；二是过程控制，在生产过程中采用先进的工艺及控制措施，减少氮氧化物的产生；三是末端治理，对于外排的氮氧化物采取必要的处理措施，使氮氧化物经济、环保的排出；燃烧产生的氮氧化物污染控制方法目前尚未达到实用阶段；本发明采用非燃烧产生的氮氧化物的控制主要有两个方法，一是改进生产工艺，减少氮氧化物的产生量，如具体到黄金冶炼的烟气，通常在冶炼过程中都会用到硝酸，则不可避免会产生NOx，如果改用其它氧化剂，同时又不产生有害废气，则可不排放NOx；或者在使用过程中严格控制硝酸的加入量，同样可以减少NOx的排放；通过工艺控制，在硝酸反应过程中，通过控制NO分压，使反应的气相各分压在密闭体系内保持相对平衡，从而实现NOx排放量的最小化；二是尾气治理，减少氮氧化物的排放量，尤为重要的是排放要符合环保的相关标准，通过第一步骤的控制，在需要处理的废气中NOx的浓度与总量已经降低和减少，再通过有效的治理手段后，使排放废气中的NOx的浓度达到国家排放标准；本发明的原理是循环利用氮氧化物的可行性，从(1)至(4)式的反应可以看出2NO+O2→2NO2+Q (1)3NO2+H2O→2HNO3+NO+Q(2)NOx碱液吸收法的主要反应如下2NO2+2HaOH→NaNO3+NaNO2+H2O(3)NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O(4)在NO2被H2O吸收生成HNO3同时，有1/3的NO放出表明无论设置何种氧化和吸收工艺，NO2被H2O吸收的效率不可能达到100％，这意味着尾气中含有NOx是必然的，不过，由于吸收工艺的不同，尾气中NOx的质量浓度会有所区别；利用NO2溶于水的特性，在密闭条件下，在氧的作用下，使在吸收反应过程中产生的NO溶解在水中，从而控制NO在气相中的分压，使反应体系达到平衡的状态，这一过程的关键是在氧的作用下，NO的分压保持在稳定水平，而没有氧的作用，反应气相压力会持续上升，试验表明其压力超过2.5Mpa；在有氧的前提下，反应过程产生的NOx，绝大部分又重新被转化成硝酸，可使反应在相对稳定的硝酸浓度下进行，即提高反应速度又减少了硝酸的用量，达到了NOx的循环利用；本方法可使产生的NOx在反应结束后减少至容器上部气体段的体积，也就是反应容器体积的1/3左右，后续处理只需处理这一部分即可，可减少90％的NOx外排量，使最终产生的NOx量降至最低；本方法产生的NOx量很少，所以通过控制排放速度，使单位时间进入吸收装置的NOx量在其处理范围内，可有效保证外排的达标；本发明的具体方法包括下列步骤(1)硝酸除杂把金泥和水加入到高压釜中，加入硝酸后液固比4～6∶1，控制加水量，封闭高压釜盖，进行搅拌；然后打开高压釜的供氧阀，向釜内通入氧气，将釜内空气全部排出，直到排气口流出气体的氧含量达99.9％时，关闭供氧阀，再关闭排气阀；用硝酸加注器向釜内加入硝酸，同时开始加热反应釜，反应温度控制在70～90℃，在温度达到70～90℃时，开始计时，反应时间4～6小时；在加入硝酸同时向釜内通入氧气，并控制高压釜内压力在0.2～0.3Mpa之间，保证NOx转化为硝酸，向釜内分次定量给入氧气；浸出结束后，打开高压釜排气阀缓慢排出尾气，并将尾气给入洗涤柱洗涤之后达标排空，洗涤柱内碱液浓度控制在20％左右，再测定尾气洗涤后的氮氧化物含量，保证外排尾气达标排放；(2)王水提金
把硝酸除杂后的金泥和水加入到高压釜中，按加入王水后液固比4～6∶1控制加水量，并封闭高压釜盖，开始搅拌；再打开高压釜的供氧阀向釜内通入氧化，将釜内空气全部排出，直到排气口流出气体氧的含量达99.9％时，并关闭供氧阀及排气阀；用加注器向釜内加入盐酸，控制盐酸浓度在8～12％；再用加注器向釜内加入硝酸，硝酸加入量为控制硝酸浓度6～9％；加入硝酸同时开始加热反应釜，反应温度控制在70～90℃，温度达到70～90℃开始计时，反应时间控制在4～6小时；在加入硝酸同时通入氧气，并控制高压釜内压力在0.2～0.3Mpa之间，然后向釜内分次定量给入氧气，保证NOx转化为硝酸；浸出结束后，打开高压釜排气阀缓慢排放尾气，并将尾气给入洗涤柱洗涤之后排空，洗涤柱内碱液浓度控制在20％左右，用碱液吸收的办法，测定尾气洗涤前后氮氧化物含量，保证外排尾气达标排放。
本发明的优点在于本发明的方法是从源头上、过程中、末端尾气的排放三个环节上实现了对氮氧化物的治理与循环利用，其一是循环利用NOx，可减少硝酸的加入量，降低生产成本；其二是使最终产生的NOx量降至最低，可减少90％的NOx外排量，减少了废气处理成本；其三是控制NOx的外排速度，经吸收后可达标外排。
具体实施例方式实施例1(1)硝酸除杂把金泥和水加入到高压釜中，加入硝酸浓度20％，液固比6∶1，封闭高压釜盖，进行搅拌；然后打开高压釜的供氧阀，向釜内通入氧气，直到排气口流出气体氧的含量达99.9％时，关闭供氧阀及排气阀；用硝酸加注器向釜内加入浓度为20％的硝酸，同时开始加热反应釜，反应温度控制在70℃，并向釜内通入氧气，并控制高压釜内压力在0.2Mpa，反应时间4小时；浸出结束后，打开高压釜排气阀缓慢排出尾气，并将尾气给入洗涤柱洗涤之后达标排空，洗涤柱内碱液浓度控制在20％；该实施例硝酸渣率为42％，外排尾气NOx浓度为23.5mg/m3；
(2)王水提金把硝酸除杂后的金泥和水加入到高压釜中，按加入王水后液固比6∶1控制加水量，并封闭高压釜盖，开始搅拌；再打开高压釜的供氧阀向釜内通入氧气，将釜内空气全部排出，直到排气口流出气体氧的含量达99.9％时，关闭供氧阀及排气阀；用加注器向釜内加入盐酸，控制盐酸浓度在8％；再用加注器向釜内加入硝酸，硝酸加入量为控制硝酸浓度6％；加入硝酸同时开始加热反应釜，反应温度控制在70℃，反应时间5小时；在加入硝酸同时通入氧气，并控制高压釜内压力在0.2Mpa之间；浸出结束后，打开高压釜排气阀缓慢排放尾气，并将尾气给入洗涤柱洗涤之后达标排空，洗涤柱内碱液浓度控制在20％，保证外排尾气达标排放；该实施例金回收率为99.92％，外排尾气NOx浓度20.8mg/m3。
实施例2(1)硝酸除杂把金泥和水加入到高压釜中，加入硝酸浓度24％，液固比5∶1，封闭高压釜盖，进行搅拌；然后打开高压釜的供氧阀，向釜内通入氧气，直到排气口流出气体氧的含量达99.9％时，关闭供氧阀及排气阀；用硝酸加注器向釜内加入浓度为24％的硝酸，同时开始加热反应釜，反应温度控制在80℃，并向釜内通入氧气，并控制高压釜内压力在0.25Mpa，反应时间5小时；浸出结束后，打开高压釜排气阀缓慢排出尾气，并将尾气给入洗涤柱洗涤之后达标排空，洗涤柱内碱液浓度控制在20％；该实施例的硝酸渣率为41.2％，外排尾气NOx浓度为33.2mg/m3；(2)王水提金把硝酸除杂后的金泥和水加入到高压釜中，按加入王水后液固比5∶1控制加水量，并封闭高压釜盖，开始搅拌；再打开高压釜的供氧阀向釜内通入氧气，将釜内空气全部排出，直到排气口流出气体氧的含量达99.9％时，关闭供氧阀及排气阀；用加注器向釜内加入盐酸，控制盐酸浓度在9.6％；再用加注器向釜内加入硝酸，硝酸加入量为控制硝酸浓度7.2％；加入硝酸同时开始加热反应釜，反应温度控制在80℃，反应时间4小时；在加入硝酸同时通入氧气，并控制高压釜内压力在0.25Mpa之间；浸出结束后，打开高压釜排气阀缓慢排放尾气，并将尾气给入洗涤柱洗涤之后达标排空，洗涤柱内碱液浓度控制在20％，保证外排尾气达标排放；该实施例金回收率为99.93％，外排尾气NOx浓度24.7mg/m3。
实施例3(1)硝酸除杂把金泥和水加入到高压釜中，加入硝酸浓度30％，液固比4∶1，封闭高压釜盖，进行搅拌；然后打开高压釜的供氧阀，向釜内通入氧气，直到排气口流出气体氧的含量达99.9％时，关闭供氧阀及排气阀；用硝酸加注器向釜内加入浓度为30％的硝酸，同时开始加热反应釜，反应温度控制在90℃，并向釜内通入氧气，并控制高压釜内压力在0.3Mpa，反应时间4小时；浸出结束后，打开高压釜排气阀缓慢排出尾气，并将尾气给入洗涤柱洗涤之后达标排空，洗涤柱内碱液浓度控制在20％；该实施例的硝酸渣率为40.4％，外排尾气NOx浓度为40.8mg/m3；(2)王水提金把硝酸除杂后的金泥和水加入到高压釜中，按加入王水后液固比4∶1控制加水量，并封闭高压釜盖，开始搅拌；再打开高压釜的供氧阀向釜内通入氧气，将釜内空气全部排出，直到排气口流出气体氧的含量达99.9％时，关闭供氧阀及排气阀；用加注器向釜内加入盐酸，控制盐酸浓度在12％；再用加注器向釜内加入硝酸，硝酸加入量为控制硝酸浓度9％；加入硝酸同时开始加热反应釜，反应温度控制在90℃，在加入硝酸同时通入氧气，并控制高压釜内压力在0.3Mpa之间，反应时间4小时；浸出结束后，打开高压釜排气阀缓慢排放尾气，并将尾气给入洗涤柱洗涤之后达标排空，洗涤柱内碱液浓度控制在20％；该实施例金回收率为99.94％，外排尾气NOx浓度30.1mg/m3。
权利要求
1.一种黄金冶炼过程中氮氧化物治理与循环利用的方法，其特征在于该方法包括下列步骤(1)硝酸除杂把金泥和水加入到高压釜中，加入硝酸后液固比4～6∶1，封闭高压釜盖，进行搅拌；然后打开高压釜的供氧阀，向釜内通入氧气，直到排气口流出气体氧的含量达99.9％时，关闭供氧阀及排气阀；用硝酸加注器向釜内加入硝酸，同时开始加热反应釜，反应温度控制在70～90℃，反应时间4～6小时；在加入硝酸同时向釜内通入氧气，并控制高压釜内压力在0.2～0.3Mpa之间；浸出结束后，打开高压釜排气阀缓慢排出尾气，并将尾气给入洗涤柱洗涤之后达标排空，洗涤柱内碱液浓度控制在20％；(2)王水提金把硝酸除杂后的金泥和水加入到高压釜中，按加入王水后液固比4～6∶1控制加水量，并封闭高压釜盖，开始搅拌；再打开高压釜的供氧阀向釜内通入氧气，将釜内空气全部排出，直到排气口流出气体氧的含量达999％时，并关闭供氧阀及排气阀；用加注器向釜内加入盐酸，控制盐酸浓度在8～12％；再用加注器向釜内加入硝酸，硝酸加入量为控制硝酸浓度6～9％；加入硝酸同时开始加热反应釜，反应温度控制在70～90℃，反应时间在4～6小时；在加入硝酸同时通入氧气，并控制高压釜内压力在0.2～0.3Mpa之间；浸出结束后，打开高压釜排气阀缓慢排放尾气，并将尾气给入洗涤柱洗涤之后达标排空，洗涤柱内碱液浓度控制在20％。
全文摘要
本发明涉及一种黄金冶炼过程中氮氧化物治理与循环利用的方法，属于环境保护类。该方法是用高压釜进行金泥的精炼，把硝酸反应产生的氮氧化物黄烟封闭在釜内，并向釜内加入氧气，使一氧化氮氧化并转化为硝酸，继续参加金属的氧化浸出反应过程；该方法有两步骤，一是硝酸除杂，二是王水提金；其优点一是循环利用NOx，可减少硝酸的加入量，降低生产成本；二是使最终产生的NOx量降至最低，减少了对废气的处理成本；三是同时控制NOx的外排速度，经吸收后可达标排放，减少环境污染。
文档编号C22B3/00GK101029357SQ200710055488
公开日2007年9月5日 申请日期2007年4月4日 优先权日2007年4月4日
发明者汪丹, 巩春龙, 董德喜, 金世斌 申请人:长春黄金研究院