Metodes en prosesse vir die verwydering van sianied op die oppervlak van sulfiederts

1. Inleiding

In die veld van metallurgie, veral in goudonttrekking en sulfiedertsverwerking, die teenwoordigheid van sianied op die oppervlak van Sulfiedertse bied beduidende uitdagings. Sianied word wyd gebruik in die sianied-uitlogingsproses vir goudonttrekking as gevolg van sy vermoë om komplekse met goud te vorm, wat die oplossing daarvan vergemaklik. Na die uitlogingsproses word die oorblywende sianied op die oppervlak van sulfiedertse in die stert lei nie net tot omgewingsbesoedeling nie, maar inhibeer ook die daaropvolgende veredeling van sulfiedertse, wat die algehele herwinningstempo van waardevolle metale verminder. Daarom is die ontwikkeling van effektiewe metodes om sianied op die oppervlak van sulfiedertse te verwyder van kritieke belang vir volhoubare mineraalverwerking en omgewingsbeskerming.

2. Bestaande probleme met sianied op sulfiedertsoppervlaktes

2.1 Omgewingsimpak

Sianied is 'n hoogs giftige stof. Wanneer sulfiedertse met oppervlak-geadsorbeerde sianied in die omgewing vrygestel word, kan sianied geleidelik uitloog en grond, waterbronne en lug besoedel. Selfs in lae konsentrasies kan sianied uiters skadelik wees vir waterorganismes, plante en menslike gesondheid. Byvoorbeeld, in sommige mynbougebiede waar onbehoorlike wegdoening van sianiedbevattende stert plaasgevind het, het nabygeleë waterliggame 'n beduidende afname in opgeloste suurstofinhoud getoon, wat gelei het tot die dood van visse en ander waterlewe.

2.2 Inhibisie van Sulfiedmineraalverbetering

Die sianied wat op die oppervlak van sulfiedertse, soos piriet, chalkopiriet en sfaleriet, geadsorbeer word, kan 'n passiveringsfilm op die mineraaloppervlak vorm. Hierdie film verminder die reaktiwiteit van sulfiedertse tydens daaropvolgende flotasie of ander veredelingsprosesse. Byvoorbeeld, in die flotasie van koperhoudende sulfiedertse, kan die teenwoordigheid van sianied op die oppervlak van chalkopiriet die interaksie daarvan met versamelaars verswak, wat dit moeilik maak om koperminerale effektief van gangminerale te skei, waardeur die graad en herwinningstempo van koperkonsentrate verminder word.

3. Metodes vir die verwydering van sianied op die oppervlak van sulfiederts

3.1 Suuraktiveringsmetode

3.1.1 Beginsel

Die suuraktiveringsmetode gebruik hoofsaaklik sure soos swaelsuur of oksaalsuur om met die sianiedbevattende verbindings op die oppervlak van sulfiedertse te reageer. Wanneer 'n suur bygevoeg word, veroorsaak dit die ontbinding van sianied-metaalkomplekse. Gevolglik word waterstofsianiedgas gegenereer. Maar in 'n goed ontwerpte proses kan hierdie vlugtige waterstofsianied herwin en hergebruik word deur middel van toepaslike absorpsiestelsels.

3.1.2 Prosesstappe

1. ErtspulpvoorbereidingMeng eers die sulfied-ertsafval met oppervlak-geadsorbeerde sianied met water om 'n eenvormige ertspulp te skep. Die vastestof-vloeistofverhouding van die ertspulp word tipies aangepas op grond van die erts se eienskappe en spesifieke prosesvereistes, gewoonlik binne die reeks van 1:2 - 1:5.

2. Suur toevoegingVoeg swaelsuur of oksaalsuur stadig by die ertspulp terwyl jy aanhoudend roer. Die hoeveelheid suur wat bygevoeg word, moet noukeurig beheer word volgens die sianiedinhoud in die ertspulp. Gewoonlik word die pH-waarde van die ertspulp aangepas na 2-4, en die pH moet intyds gemonitor word met behulp van 'n pH-meter tydens die byvoegingsproses.

3. Reaksie en GasbehandelingNadat die suur bygevoeg is, laat die reaksie vir ongeveer 1 - 3 uur voortduur. Gedurende hierdie tyd word waterstofsianiedgas geproduseer. Om te verhoed dat hierdie gas die omgewing besoedel, word 'n gasversamelings- en behandelingstelsel opgestel. Die gegenereerde waterstofsianiedgas word in 'n absorpsietoring gelei wat gevul is met 'n alkaliese oplossing, soos 'n natriumhidroksiedoplossing. Hier reageer die waterstofsianied met die natriumhidroksied, en die herwonne Natriumsianied Die oplossing kan herwin word na die sianieringsproses indien die kwaliteit daarvan aan die vereistes voldoen.

3.1.3 Voor- en nadele

• voordeleHierdie metode is relatief eenvoudig in beide beginsel en werking. Dit kan sianiedbevattende verbindings op die oppervlak van sulfiedertse effektief afbreek en het die potensiaal om sianied te herwin, wat die algehele koste van sianiedgebruik in die mynbouproses verminder.

• Disadvantages Daar is beduidende veiligheidsrisiko's betrokke. Waterstofsianiedgas is hoogs giftig, en enige lekkasie tydens die reaksie kan ernstige skade aan operateurs en die omgewing inhou. Daarbenewens is die sure wat in hierdie metode gebruik word, korrosief, wat toerusting en pypleidings kan beskadig, onderhoudskoste kan verhoog en die toerusting se lewensduur kan verkort.

3.2 Oksidant Aktiveringsmetode

3.2.1 Beginsel

Oksidante soos waterstofperoksied, kaliumpermanganaat en osoon word gebruik om die sianied op die oppervlak van sulfiedertse te oksideer. Hierdie oksidante breek die chemiese bindings van sianiedverbindings en omskep sianied in relatief nie-giftige stowwe soos stikstofgas en koolstofeet.

3.2.2 Prosesstappe

1. ErtspulpvoorbereidingSoortgelyk aan die suuraktiveringsmetode, berei die sulfiedertsafval voor in 'n ertspulp met 'n gepaste vastestof-vloeistofverhouding.

2. OksidanttoevoegingVoeg die gekose oksidant by die ertspulp. Die hoeveelheid oksidant wat bygevoeg word, hang af van die sianiedinhoud in die ertspulp en die oksidant se oksidasiepotensiaal. Byvoorbeeld, wanneer waterstofperoksied gebruik word, is die dosis gewoonlik 1 - 5 kg per ton ertspulp, terwyl kaliumpermanganaat gewoonlik teen 0.5 - 2 kg per ton ertspulp bygevoeg word. Die byvoeging moet stadig gedoen word met voortdurende roering om egalige vermenging te verseker.

3. Reaksie en MoniteringLaat die oksidant vir 2 - 4 uur met die sianied in die ertspulp reageer. Monitor die oksidasie-reduksiepotensiaal en sianiedinhoud in die ertspulp tydens die reaksie. Die oksidasie-reduksiepotensiaalwaarde kan die vordering van die oksidasiereaksie weerspieël. Wanneer die waarde stabiliseer en die sianiedinhoud in die ertspulp aan die vereiste standaard voldoen (gewoonlik minder as 0.5 mg/L), word die reaksie as voltooid beskou.

3.2.3 Voor- en nadele

• voordeleHierdie metode produseer nie giftige en vlugtige gasse soos die suuraktiveringsmetode nie, wat dit veiliger maak vir die bedryfsomgewing. Dit kan sianied effektief oksideer en ontbind, wat die doel bereik om sianied van die oppervlak van sulfiedertse te verwyder. Boonop is die reaksieprodukte relatief omgewingsvriendelik.

• Disadvantages Die koste van oksidante is relatief hoog, veral vir sterk oksidante soos osoon, wat die verwerkingskoste van sulfiedertse verhoog. Daarbenewens word die oksidasiereaksie maklik beïnvloed deur faktore soos die ertspulp se pH-waarde, temperatuur en die teenwoordigheid van ander onsuiwerhede, wat streng beheer van reaksiekondisies vereis.

3.3 Kopersoutmetode

3.3.1 Beginsel

Kopersoute, soos kopersulfaat, word by die sulfiedertspulp gevoeg met oppervlak-geadsorbeerde sianied. Die koperione reageer met sianied om onoplosbare koper-sianiedkomplekse te vorm. Hierdie komplekse kan dan van die ertspulp geskei word deur middel van vastestof-vloeistof-skeidingsmetodes, wat die verwydering van sianied bewerkstellig.

3.3.2 Prosesstappe

1. ErtspulpvoorbereidingBerei die sulfiedertsafval voor in 'n ertspulp met 'n geskikte vastestof-vloeistofverhouding.

2. KopersouttoevoegingVoeg 'n gepaste hoeveelheid kopersulfaat by die ertspulp. Die hoeveelheid kopersulfaat wat bygevoeg word, word bepaal deur die sianiedinhoud in die ertspulp, gewoonlik met 'n molverhouding van koperione tot sianiedione van 1 - 2:1. Kopersulfaat word gewoonlik as 'n waterige oplossing bygevoeg, en die byvoegingsproses moet gepaard gaan met voortdurende roering om die egalige verspreiding van koperione in die ertspulp te verseker.

3. Reaksie en vastestof-vloeistofskeidingNadat die kopersout bygevoeg is, laat die reaksie vir 1 - 2 uur voortduur. Voer dan 'n vastestof-vloeistofskeiding op die ertspulp uit deur metodes soos filtrasie of sedimentasie te gebruik. Die geskeide vaste stof bevat koper-sianiedpresipitaat en sulfiedminerale, terwyl die geskeide vloeistof verder behandel kan word om aan die ontladingsstandaard te voldoen of vir ander doeleindes herwin kan word.

3.3.3 Voor- en nadele

• voordeleHierdie metode kan sianied effektief van die oppervlak van sulfiedertse verwyder deur onoplosbare neerslae te vorm. Die bedryfsproses is relatief eenvoudig, en kopersulfaat is 'n algemene en goedkoop chemiese reagens wat sekere ekonomiese voordele bied.

• Disadvantages Die byvoeging van kopersoute kan koperonsuiwerhede in die ertspulp inbring, wat die daaropvolgende veredeling van sulfiedminerale kan beïnvloed. Byvoorbeeld, in die flotasie van lood-sinksulfiedertse kan oormatige koperione sfaleriet aktiveer, wat die skeiding van lood- en sinkminerale belemmer. Daarbenewens moet die geskeide koper-sianiedpresipitaat behoorlik weggedoen word om sekondêre besoedeling te voorkom.

3.4 Nuwe Saamgestelde Reagensmetode

3.4.1 Beginsel

'n Paar nuut ontwikkelde saamgestelde reagense, soos 'n kombinasie van polisulfiede en natriummetabisulfiet, word gebruik. Die polisulfiede reageer met die swaelbevattende komponente in die sianiedbevattende verbindings op die oppervlak van sulfiedertse, terwyl natriummetabisulfiet die redokspotensiaal van die stelsel aanpas en die ontbinding van sianied bevorder, wat die verwydering daarvan vergemaklik.

3.4.2 Prosesstappe

1. ErtspulpvoorbereidingBerei die sulfiedertsafval voor in 'n ertspulp.

2. Saamgestelde Reagens ByvoegingVoeg die saamgestelde reagens, bestaande uit polisulfiede en natriummetabisulfiet, by die ertspulp. Die gewigsverhouding van polisulfiede tot natriummetabisulfiet is tipies 1:1, en die hoeveelheid van die saamgestelde reagens wat bygevoeg word, word bepaal op grond van die sianiedinhoud in die ertspulp en die aard van die sulfiederts, gewoonlik tussen 0.5 en 2 kg per ton ertspulp.

3. Reaksie en MoniteringNadat die saamgestelde reagens bygevoeg is, laat die reaksie vir 1 - 3 uur voortduur. Monitor die sianiedinhoud en relevante chemiese parameters, soos redokspotensiaal en pH-waarde, in die ertspulp tydens die reaksie. Pas die reaksiekondisies onmiddellik aan volgens die moniteringsresultate om die volledige verwydering van sianied te verseker.

3.4.3 Voor- en nadele

• voordeleHierdie metode toon goeie aanpasbaarheid by verskillende tipes sulfiedertse. Die saamgestelde reagens werk sinergisties om sianied effektief van die oppervlak van sulfiedertse te verwyder. In vergelyking met enkelreagensmetodes, kan dit beter verwyderingsdoeltreffendheid bied en minder impak hê op die daaropvolgende veredeling van sulfiedertse.

• Disadvantages Die ontwikkeling en produksie van saamgestelde reagense is relatief kompleks, en die koste kan hoër wees as sommige tradisionele enkelreagensmetodes. Boonop word die spesifieke reaksiemeganisme van saamgestelde reagense nog nie ten volle verstaan ​​nie, wat onsekerhede in werklike industriële toepassings kan veroorsaak.

4. Prosesoptimalisering en oorwegings

4.1 Voorbehandeling van erts

Voordat enige van die bogenoemde metodes gebruik word om sianied op die oppervlak van sulfiedertse te verwyder, is gepaste ertsvoorbehandeling dikwels nodig. Byvoorbeeld, as die sulfiedertsafval 'n groot hoeveelheid fynkorrelige gangue-minerale bevat, kan voorsifting of klassifikasie-bewerkings uitgevoer word om die moeilik behandelbare fynkorrelige fraksies te verwyder. Dit kan die kontakdoeltreffendheid tussen die reagens en die sulfiedertse met oppervlak-geadsorbeerde sianied verbeter en die inmenging van gangue-minerale op die reaksieproses verminder.

4.2 Reaksietoestandebeheer

• pH-waardeDie pH-waarde van die ertspulp beïnvloed die reaksieproses aansienlik. Die suuraktiveringsmetode vereis 'n laer pH om die ontbinding van sianiedbevattende verbindings te bevorder, terwyl die oksidantaktiveringsmetode en die kopersoutmetode 'n gepaste pH-reeks moet handhaaf. Byvoorbeeld, wanneer waterstofperoksied as 'n oksidant gebruik word, is die optimale pH-waarde van die ertspulp gewoonlik 8 - 10, en wanneer kopersulfaat gebruik word, word die pH-waarde van die ertspulp gewoonlik op 6 - 8 beheer.

• temperatuurDie reaksietemperatuur beïnvloed ook die reaksiespoed en doeltreffendheid. Oor die algemeen kan die verhoging van die temperatuur die reaksiespoed versnel. Vir sommige reaksies, soos die oksidasie van sianied deur waterstofperoksied, kan 'n te hoë temperatuur egter veroorsaak dat die oksidant ontbind, wat die oksidasiedoeltreffendheid verminder. Daarom moet die reaksietemperatuur geoptimaliseer word volgens die spesifieke reaksiestelsel, gewoonlik binne die reeks van 20 - 40 °C.

• RoerintensiteitVoldoende roering is noodsaaklik om die egalige verspreiding van reagense in die ertspulp te verseker en die kontakwaarskynlikheid tussen die reagens en die sianiedbevattende stowwe op die oppervlak van sulfiedertse te verhoog. Oormatige roering kan egter lei tot onnodige energieverbruik en meganiese slytasie van toerusting. Die toepaslike roerintensiteit moet bepaal word deur eksperimentele navorsing en praktiese produksie-ervaring.

4.3 Vastestof-vloeistofskeiding en afvalwaterbehandeling

Na die reaksie om sianied op die oppervlak van sulfiedertse te verwyder, is doeltreffende vastestof-vloeistofskeiding nodig om die behandelde sulfiedertse van die reaksieoplossing te skei. Algemeen gebruikte vastestof-vloeistofskeidingsmetodes sluit in filtrasie, sedimentasie en sentrifugering. Die geskeide afvalwater bevat gewoonlik steeds 'n mate van oorblywende sianied en ander onsuiwerhede, wat verder behandel moet word om aan die lozingsstandaard te voldoen. Afvalwaterbehandelingsprosesse kan metodes soos verdere oksidasie, adsorpsie en biologiese behandeling insluit.

5. Gevallestudies

5.1 Toepassing van die suuraktiveringsmetode in 'n goudmyn

In 'n sekere goudmyn, na die sianied-uitlogingsproses, het die sulfied-ertsafval 'n sekere hoeveelheid oppervlak-geadsorbeerde sianied gehad. Die myn het die suuraktiveringsmetode vir behandeling gebruik. Eers is die afval in 'n ertspulp gemaak met 'n vastestof-vloeistof-verhouding van 1:3. Daarna is swaelsuur bygevoeg om die ertspulp se pH-waarde tot 3 aan te pas. Na 2 uur se reaksie is die gegenereerde waterstofsianiedgas versamel en deur 'n natriumhidroksiedoplossing geabsorbeer. Na behandeling het die sianiedinhoud in die ertspulp van 5 mg/L tot minder as 0.5 mg/L gedaal, en die daaropvolgende flotasie-herwinningstempo van sulfiedminerale het met ongeveer 10% toegeneem. Tydens die operasie het waterstofsianiedgaslekkasie egter veiligheidsrisiko's by die operasieterrein ingehou, en die toerustingpyplyne het relatief ernstige korrosie opgedoen.

5.2 Oksidantaktiveringsmetode in 'n polimetaalsulfiedertsmyn

'n Polimetaalsulfiedertsmyn het waterstofperoksied as 'n oksidant gebruik om sianied op die oppervlak van sulfiedertse te verwyder. Die ertspulp se pH-waarde is eers tot 9 aangepas, en toe is waterstofperoksied bygevoeg teen 'n dosis van 3 kg per ton ertspulp. Na 3 uur se reaksie is die sianiedinhoud in die ertspulp tot 'n baie lae vlak verminder. Die daaropvolgende veredeling van koper-, lood- en sinksulfiederminerale is nie deur die oorblywende sianied beïnvloed nie, en die algehele metaalherwinningstempo het verbeter. Die hoë koste van waterstofperoksied het egter gelei tot 'n toename in die ertsverwerkingskoste met ongeveer $5 per ton.

6. Gevolgtrekking

Die verwydering van sianied op die oppervlak van sulfiedertse is 'n belangrike taak op die gebied van mineraalverwerking. Die suuraktiveringsmetode, oksidantaktiveringsmetode, kopersoutmetode en nuwe saamgestelde reagensmetode het elk hul eie voor- en nadele. In werklike industriële toepassings is dit nodig om faktore soos die aard van sulfiedertse, omgewingsbeskermingsvereistes en ekonomiese koste omvattend te oorweeg om die geskikste metode te kies. Intussen, deur die optimalisering van prosestoestande, die voorbehandeling van ertse, en die behoorlike hantering van vastestof-vloeistofskeiding en afvalwaterbehandeling, kan die doeltreffendheid van die verwydering van sianied op die oppervlak van sulfiedertse verder verbeter word, wat die doelwitte van hulpbronherwinning en omgewingsbeskerming bereik.