Chloreringsproses vir die behandeling van sianiedgoudslyk

Inleiding

In die goudontginningsbedryf, sianied goud slyk is 'n neweproduk wat tydens die sianideringsproses gegenereer word. Hierdie slyk bevat nie net waardevolle metale soos goud en silwer nie, maar ook skadelike stowwe soos sianied. Die behandeling van sianiedgoudslyk is van kardinale belang vir beide hulpbronherwinning en omgewingsbeskerming. Chloreringsproses het na vore gekom as 'n effektiewe metode vir die behandeling van hierdie slyk, wat 'n manier bied om waardevolle metale te skei en die sianiedbevattende stowwe te ontgift.

Beginsels van chlorineringsproses

Oksidasie en selektiewe ontbinding

Die chloreringsproses maak gebruik van die verskillende oksidasie-reduksiepotensiale van metale in 'n sekere medium. In die konteks van die behandeling van sianiedgoudslyk, wanneer 'n chloreringsmiddel (soos natriumchloraat in 'n suur medium) bygevoeg word, word metale met laer oksidasie-reduksiepotensiale, soos sink, yster, lood en koper, verkieslik geoksideer en in die oplossing opgelos. Byvoorbeeld, in 'n soutsuurmedium reageer metale in die goudslyk met die oplossing. Wanneer natriumchloraat dan bygevoeg word, verhoog dit die oplossingspotensiaal, wat toelaat dat koper en ander onsuiwerhede wat onoplosbaar is in soutsuur volledig geoksideer en opgelos word. Deur die oplossingspotensiaal presies te beheer, kan edelmetale soos silwer en goud in die oorblyfsel gelaat word.

Sianied vernietiging

Sianied in die goudslyk is hoogs giftig. Chlorering kan ook 'n rol speel in die vernietiging van sianied. In 'n alkaliese omgewing, wanneer 'n chloor-gebaseerde oksidant (soos chloorgas, natriumhipochloriet, ens.) bygevoeg word, word sianied eers geoksideer tot sianaat en dan verder geoksideer tot koolstofdioksied en stikstof. Die algemene reaksiemeganisme is soos volg: In die teenwoordigheid van 'n alkaliese oplossing genereer die bygevoegde chloorbevattende oksidant spesies soos OCl⁻. Sianied (CN⁻) reageer met OCl⁻, en deur 'n reeks oksidasiereaksies word dit in minder skadelike stowwe omgeskakel.

Toepassingstappe van chlorineringsproses in die behandeling van sianiedgoudslyk

behandeling

Voor die chloreringsproses benodig die sianiedgoudslyk gewoonlik voorbehandeling. Dit kan prosesse behels soos maal om die deeltjiegrootte van die slyk te verminder, wat die kontakarea tussen die slyk en die chloreringsmiddel kan vergroot en sodoende die reaksiedoeltreffendheid verbeter. Verder, as die slyk 'n groot hoeveelheid onsuiwerhede bevat wat met die chloreringsreaksie kan inmeng, soos oormatige hoeveelhede sekere metaaloksiede of sulfiede, kan voorafloging met toepaslike reagense uitgevoer word om hierdie interfererende stowwe te verwyder.

Chloreringsreaksie

1. Eerste stadium chlorering (verwydering van onsuiwerhede)

• In die eerste fase van die chloreringsreaksie is die hoofdoel om onedelmetale uit die sianiedgoudslyk te verwyder. Die slyk word in 'n reaksiehouer geplaas met 'n geskikte suurmedium (gewoonlik soutsuur). Dan word 'n chloreringsmiddel, soos natriumchloraat, geleidelik bygevoeg. Die reaksietemperatuur, suurheid en die tempo van byvoeging van die chloreringsmiddel moet noukeurig beheer word. Byvoorbeeld, die reaksietemperatuur kan binne 'n sekere reeks gehandhaaf word, tipies rondom 40 - 60 °C, en die suurheid van die soutsuuroplossing word aangepas na 'n gepaste konsentrasie, gewoonlik rondom 1 - 3 mol/L.

• Tydens hierdie proses word die oksidasie-reduksiepotensiaal van die reaksiestelsel gemonitor. Wanneer die potensiaal 'n spesifieke reeks bereik (byvoorbeeld, vir die verwydering van sekere onedelmetale, kan die potensiaal tussen 400 - 450 mV beheer word), word onedelmetale soos sink, yster en 'n deel van koper geoksideer en in die oplossing opgelos. Die reaksietyd wissel na gelang van die samestelling en deeltjiegrootte van die slyk, gewoonlik wissel van 2 - 4 uur.

2. Tweede - stadium Chlorering (Goud en Silwer skeiding)

• Na die eerste fase van die verwydering van onsuiwerhede, bevat die oorblyfsel hoofsaaklik goud, silwer en 'n paar oorblywende onsuiwerhede. In die tweede stadium van chlorering word die toestande aangepas om goud of silwer selektief op te los. As die doel is om goud op te los, word die reaksietoestande aangepas om die oksidasie-reduksie potensiaal te verhoog. Byvoorbeeld, deur meer natriumchloraat by te voeg en die suurheid en temperatuur gepas aan te pas, kan die potensiaal verhoog word tot 'n reeks waar goud geoksideer en opgelos kan word (gewoonlik ongeveer 1000 - 1050 mV).

• Soos die reaksie voortgaan, word goud in die oplossing in oplosbare goudchloriedkomplekse omgeskakel. Silwer kan onder sekere omstandighede onoplosbare silwerchloried vorm en in die oorblyfsel bly. Die reaksietyd vir hierdie stadium kan ongeveer 0.5 - 1 uur wees, afhangend van die hoeveelheid goud in die slyk.

Metaal herstel

1.Goudherstel

• Nadat die goud in die oplossing as goudchloriedkomplekse opgelos is, kan dit deur reduksie herwin word. Reduseermiddels soos natriumsulfiet, oksaalsuur of hidrasien kan gebruik word. Wanneer natriumsulfiet as 'n reduseermiddel gebruik word, word die oplossing aangepas tot 'n gepaste pH-waarde (gewoonlik rondom 1 - 2), en dan word natriumsulfiet geleidelik bygevoeg. Die reaksievergelyking vir die reduksie van goudchloriedkomplekse deur natriumsulfiet is: 3H₂O + 3Na₂SO₃+2HAuCl₄ = 3Na₂SO₄ + 8HCl + 2Au.

• Die reduksieproses word ook gemonitor deur die oksidasie-reduksiepotensiaal van die oplossing te meet. Die eindpunt van die reduksie kan bepaal word wanneer die potensiaal 'n sekere waarde bereik (byvoorbeeld, vir die eerste - stadium van reduksie met gebruik van natriumsulfiet, kan die eindpuntpotensiaal ongeveer 590 - 730 mV wees). Die neergeslagte goud word dan gefiltreer, gewas en gedroog om suiwer goudprodukte te verkry.

2.Silwer herstel

• As silwer in die oorblyfsel agterbly na die tweede - stadium van chlorering, kan dit verder verwerk word om silwer te herwin. Een algemene metode is om die oorskot te behandel met 'n geskikte reagens om silwer op te los, soos om salpetersuur te gebruik om silwerchloried op te los om silwernitraatoplossing te vorm. Dan kan silwer uit die silwernitraatoplossing herwin word deur metodes soos elektrolise of reduksie met 'n geskikte reduseermiddel.

Sianied-bevattende afvalwaterbehandeling

Die afvalwater wat tydens die chloreringsproses van sianiedgoudslyk gegenereer word, bevat oorblywende sianied. Om aan omgewingsafvoerstandaarde te voldoen, moet hierdie afvalwater behandel word. Alkaliese chlorering is 'n algemene metode vir die behandeling van hierdie tipe afvalwater. In 'n alkaliese omgewing (pH > 10) word 'n chloor-gebaseerde oksidant by die afvalwater gevoeg. Sianied in die afvalwater word eers geoksideer tot sianaat en dan verder geoksideer tot nie-giftige koolstofdioksied en stikstof. Die reaksie word uitgevoer onder behoorlike meng- en reaksietydtoestande om volledige oksidasie van sianied te verseker.

Voordele van chlorineringsproses

Hoë metaalherwinningskoers

Die chloreringsproses kan 'n hoë herwinningskoers van waardevolle metale in sianiedgoudslyk bereik. Deur die reaksietoestande en oksidasie-reduksiepotensiaal presies te beheer, is dit moontlik om goud en silwer selektief op te los en te herwin, terwyl onedelmetaal onsuiwerhede effektief verwyder word. Byvoorbeeld, in goed geoptimaliseerde prosesse kan die goudherwinningskoers meer as 95% bereik, en die silwerherwinningskoers kan ook relatief hoog wees, afhangende van die aanvanklike samestelling van die slyk.

Doeltreffende sianiedvernietiging

Soos hierbo genoem, kan die chloreringsproses die hoogs giftige sianied in die goudslyk effektief vernietig. Dit is van groot belang vir omgewingsbeskerming, aangesien dit die vrystelling van sianied in die omgewing kan voorkom, wat potensiële skade aan menslike gesondheid en die ekologiese omgewing verminder.

Aanpasbaarheid by verskillende slyksamestellings

Die chloreringsproses toon goeie aanpasbaarheid by sianiedgoudslyk met verskillende samestellings. Of die slyk 'n hoë of lae inhoud van goud, silwer en verskeie onedelmetale het, toepaslike aanpassing van reaksietoestande soos die tipe en hoeveelheid chloreringsmiddel, reaksietemperatuur, suurheid en oksidasie-reduksiepotensiaal kan gemaak word om effektiewe behandeling te verkry.

Uitdagings en oplossings in die chlorineringsproses

Toerusting Korrosie

Die suur en oksiderende omgewing in die chloreringsproses kan ernstige korrosie van toerusting veroorsaak. Die gebruik van chloorbevattende oksidante en suur media, veral soutsuur, kan die reaksievate, pypleidings en ander toerusting korrodeer. Om hierdie probleem aan te spreek, moet korrosiebestande materiale gekies word. Byvoorbeeld, reaksiehouers kan gemaak word van materiale soos hoë kwaliteit vlekvrye staal, titanium allooie, of gevoer met korrosiebestande materiale soos rubber of grafiet. Gereelde inspeksie en instandhouding van toerusting is ook nodig om korrosieverwante probleme betyds op te spoor en te herstel.

Generasie van Giftige By-produkte

Tydens die chloreringsproses, veral in die behandeling van sianied-bevattende stowwe, is daar 'n risiko om giftige neweprodukte te genereer. Byvoorbeeld, wanneer sianied geoksideer word, kan sianogeenchloried, wat giftig is, geproduseer word. Om hierdie probleem op te los, moet toepaslike reaksietoestande streng beheer word. In die geval van sianiedoksidasie kan die handhawing van 'n alkaliese omgewing die vorming van sianogeenchloried voorkom. Daarbenewens moet behoorlike ventilasie en gasbehandelingstelsels in die produksiegebied geïnstalleer word om die ophoping van giftige gasse te vermy.

Hoë energie- en reagensverbruik

Die chloreringsproses vereis dikwels 'n sekere hoeveelheid energie vir verhitting, roer en bedryf van toerusting. Boonop hou die gebruik van chloreringsmiddels en ander reagense ook koste mee. Om energie- en reagensverbruik te verminder, kan prosesoptimering uitgevoer word. Byvoorbeeld, deur reaksiedoeltreffendheid te verbeter deur reaksietoestande te optimaliseer, onnodige verhitting en roertye te verminder, en die benuttingstempo van reagense te verbeter deur beter prosesontwerp en -beheer.

Gevolgtrekking

Die chloreringsproses is 'n belowende metode vir die behandeling van sianiedgoudslyk. Dit kombineer die herwinning van waardevolle metale en die ontgifting van sianiedbevattende stowwe. Alhoewel daar 'n paar uitdagings in die toepassing daarvan is, met die voortdurende verbetering van tegnologie en die aanvaarding van toepaslike oplossings, kan die chloreringsproses 'n toenemend belangrike rol in die goudontginningsbedryf speel, wat bydra tot beide ekonomiese voordele en omgewingsbeskerming.