طرق معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام السيانيد في مصنع سيانيد الذهب

In مصنع سيانيد الذهبس، على الرغم من أن بعض مياه الصرف الصحي السيانيد يتم إعادة تدويرها، لا يزال هناك بعض السيانيد مياه الصرف الصحي أو بقايا السيانيد التي يتم تصريفها. السيانيد مادة شديدة السمية، لذا فإن المعالجة الاحترافية لمياه السيانيد هذه ضرورية قبل تصريفها لتجنب التلوث البيئي والإضرار بصحة الإنسان والحيوان. فيما يلي طرق معالجة مياه السيانيد الشائعة حاليًا في مصانع سياندة الذهب.

طرق معالجة مياه الصرف الصحي ذات التركيز المتوسط ​​والمنخفض من السيانيد

طريقة الكلورة القلوية

طريقة الكلورة القلوية شائعة الاستخدام. في هذه الطريقة، يُضاف مؤكسد كلور ذي حالة أكسدة عالية الشحنة إلى مياه الصرف الصحي المحتوية على السيانيد القلوي. من المؤكسدات الشائعة: ClO₂، وCl₂ (غاز وسائل)، ومسحوق التبييض، وهيبوكلوريت الصوديوم، وهيبوكلوريت الكالسيوم، والكلوريت. في المحاليل القلوية، عادةً ما يتولد OCl⁻ أو أكسدة كلوريد عالية الشحنة. أولًا، يُؤكسد السيانيد إلى سيانات، ثم يُؤكسد إلى ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين.

• المزاياالكواشف متوفرة على نطاق واسع وبأسعار معقولة. فعالية العلاج جيدة، والمعدات المستخدمة بسيطة وسهلة التشغيل الآلي.

• عيوبلأن كلوريد السيانوجين الناتج سام، فهو ضار جدًا بالمشغلين. عند ملامسته للماء، قد ينتج عنه أبخرة أكالة، مما يُلحق أضرارًا جسيمة بالمعدات.

طريقة إنكو

طُوّرت طريقة Inco بواسطة شركة Inco المحدودة عام ١٩٨٢. وتتضمن هذه الطريقة بشكل أساسي إضافة خليط من ثاني أكسيد الكبريت والهواء إلى مياه الصرف الصحي المحتوية على السيانيد، والتحكم في قيمة الرقم الهيدروجيني (pH) بين ٨ و١٠. تُحفّز أيونات النحاس ثنائية التكافؤ أكسدة السيانيد في مياه الصرف الصحي.

• المزاياطريقة Inco بسيطة، والمعدات المستخدمة ليست معقدة. تأثير المعالجة أفضل عمومًا من عملية الكلورة (بغض النظر عن سمية الثيوسيانات). مصادر الكواشف واسعة نسبيًا، والاستثمار أقل من عملية الكلورة القلوية.

• عيوب:تواجه طريقة Inco صعوبة في أكسدة SCN⁻، ويمكن لـ SCN⁻ أن يتفكك CN⁻ لاحقًا، لذا فهي غير مناسبة لمعالجة مياه الصرف الصحي المحتوية على السيانيد ذات التركيز العالي من SCN⁻. كما أن SO₂ ملوث للهواء، وقد يتسرب أثناء التفاعل، ملوثًا البيئة.

طريقة أكسدة H₂O₂

في ظل درجة حرارة عادية تتراوح بين 9.5 و11 درجة، وباستخدام أيونات النحاس (Cu²⁺) كمحفز، يؤكسد H₂O₂ السيانيد لتوليد CNO⁻. يُحلل CNO⁻ بشكل إضافي لتوليد NH₄⁺ وCO₃²⁻، ويعتمد معدل التحلل المائي على درجة الحموضة.

• المزايا:تتميز مياه الصرف الصحي المحتوية على السيانيد بتأثير معالجة جيد، وعملية المعالجة بسيطة. طريقة الأكسدة مناسبة لمعالجة مياه الصرف الصحي المحتوية على السيانيد منخفض التركيز، حيث يكون تركيز السيانيد بعد المعالجة أقل من 0.5 ملجم/لتر.

• عيوب:H₂O₂ سام ومسبب للتآكل، لذا فإن نقله واستخدامه خطيران. يصعب على طريقة الأكسدة أكسدة SCN⁻ في مياه الصرف الصحي، ولا تزال مياه الصرف الصحي المعالجة سامة.

طريقة أكسدة الأوزون

يتمتع الأوزون بقدرة أكسدة قوية للغاية، إذ يبلغ جهد قطبه 2.07 ملي فولت، وهو ثاني أقطابه بعد الفلور. ويمكنه بسهولة تفكيك مكونات لا يمكن تفكيكها بواسطة مؤكسدات أخرى. وتتمثل آلية التفاعل الكيميائي في عملية أكسدة الأوزون في تفاعل الأوزون مع السيانيد لتوليد السيانات، التي تُحلل بدورها لإنتاج النيتروجين والكربونات.

• المزايا:لا يتطلب الأمر سوى معدات لتوليد الأوزون، ولا يتطلب شراء ونقل المواد الكيميائية. العملية بسيطة ومريحة، ولا تُسبب أي تلوث ثانوي.

• عيوبنظرًا لارتفاع تكلفة مولدات الأوزون وصعوبة صيانتها، تُواجه التطبيقات الصناعية بعض القيود. تستهلك طريقة أكسدة الأوزون كمية كبيرة من الكهرباء، مما يُصعّب استخدامها في المناطق ذات الطاقة المحدودة.

طرق معالجة مياه الصرف الصحي عالية التركيز من السيانيد

طريقة التحميض

يمكن معالجة معظم محاليل السيانيد عالية التركيز (60×10⁻⁶ + NaCN) المُصرَّفة من المصانع باستخدام طريقة التحميض. ويمكن خفض تركيز أيونات السيانيد الحرة في المحلول إلى 1×10⁻⁶.

• المزايا:يمكن أن يؤدي ذلك إلى تعظيم استرداد السيانيد وإعادة تدوير الموارد، كما أنه يحقق فوائد اقتصادية كبيرة.

• عيوبالاستثمار لمرة واحدة كبير جدًا، وبعض الشركات الصغيرة والمتوسطة لا تستطيع تحمله. العملية معقدة، ولا يزال اللب المُعالج يواجه صعوبة في استيفاء معايير التفريغ.

طريقة التحلل الطبيعي

طريقة التحلل الطبيعي هي طريقة تنقية تُحلل السيانيد باستخدام عوامل طبيعية كالضوء. وتشمل تأثيرات تطاير السيانيد، والتحلل، والأكسدة، والتحلل الضوئي، والتحلل الحيوي، والترسيب، والامتصاص، وهي نتيجة لتأثير شامل ومعقد للكيمياء الفيزيائية، والكيمياء الضوئية، والكيمياء الحيوية.

• المزايا:يمكن لطريقة التنقية الطبيعية تحقيق غرض إزالة السيانيد دون الحاجة إلى معدات أو أي مواد كيميائية، وبالتالي فإن التكلفة منخفضة للغاية.

• عيوب:إن العملية بطيئة للغاية، ومياه الصرف الصحي المعالجة لا تستطيع تلبية معايير التصريف.

طريقة الترسيب على مرحلتين

طريقة الترسيب على مرحلتين هي طريقة فعّالة ذات حلقة مغلقة ودورة كاملة، طُوّرت لمحطات سيانيد الذهب الصغيرة والمتوسطة الحجم التي تستخدم مياه صرف عالية التركيز من SCN⁻، مما يُمكّن من تحقيق "عدم تصريف" لمياه الصرف. تتضمن طريقة الترسيب على مرحلتين بشكل أساسي إضافة محفز وكمية كافية من الأكسجين إلى السيانيد في مياه الصرف، ثم إزالة السيانيد من خلال التفاعلات التالية على المادة الحاملة للذهب.

2Cu⁺ + 2SCN⁻→Cu₂(SCN)₂↓

Ca²⁺ + SO₄²⁻→CaSO₄↓

Pb²⁺ + SO₄²⁻→PbSO₄↓

H⁺ + CN⁻→HCN

• المزايا:يمكنه إزالة أيونات المعادن الثقيلة في المحلول وتحقيق إعادة تدوير مياه الصرف الصحي.

• عيوبيجب أن تكون مرحلة الترسيب الأولى كاملة. وإلا، فعند إضافة القلوي، سيذوب رودانات النحاس مجددًا، مما يؤثر على فعالية المعالجة. قد يُسبب كبريتات الكالسيوم غير المترسبة انسداد الصمام.

هذه هي الطرق الشائعة لمعالجة مياه الصرف الصحي بالسيانيد في مصانع سيانيد الذهب. بالإضافة إلى طرق إزالة السيانيد المذكورة أعلاه، فإن تقليل استخدام السيانيد في عملية سيانيد الذهب يمكن أن يقلل أيضًا من تصريف مياه الصرف الصحي بالسيانيد.