Sulfid filizlərinin səthində siyanidin çıxarılması üsulları və prosesləri

1. Giriş

Metallurgiya sahəsində xüsusilə qızıl hasilatı və sulfid filizinin emalı sahəsində mövcudluğu Cyanide səthində Sulfid filizləri əhəmiyyətli problemlər yaradır. Siyanid qızılla komplekslər əmələ gətirmək qabiliyyətinə görə qızılın çıxarılması üçün sianidlə yuyulma prosesində geniş istifadə olunur, onun həllini asanlaşdırır. Ancaq yuyulma prosesindən sonra qalan siyanür tullantılardakı sulfid filizlərinin səthində nəinki ətraf mühitin çirklənməsinə gətirib çıxarır, həm də sulfid minerallarının sonrakı zənginləşdirilməsinə mane olur, qiymətli metalların ümumi bərpa sürətini azaldır. Buna görə də, sulfid filizlərinin səthində siyanidin çıxarılması üçün effektiv üsulların işlənib hazırlanması davamlı mineral emalı və ətraf mühitin qorunması üçün çox vacibdir.

2. Sulfid filizi səthlərində sianidlə bağlı mövcud problemlər

2.1 Ətraf Mühitə Təsir

Siyanid çox zəhərli maddədir. Səthi adsorbsiya edilmiş siyanidi olan sulfid filizləri ətraf mühitə atıldıqda, sianid tədricən süzülərək torpağı, su mənbələrini və havanı çirkləndirə bilər. Hətta aşağı konsentrasiyalarda sianid su orqanizmləri, bitkilər və insan sağlamlığı üçün son dərəcə zərərli ola bilər. Məsələn, sianid tərkibli tullantıların qeyri-düzgün utilizasiyasının baş verdiyi bəzi mədən ərazilərində yaxınlıqdakı su obyektlərində həll olunmuş oksigenin miqdarı əhəmiyyətli dərəcədə azalıb, nəticədə balıqlar və digər su canlıları tələf olub.

2.2 Sulfid minerallarının zənginləşdirilməsinin qarşısının alınması

Pirit, xalkopirit və sfalerit kimi sulfid filizlərinin səthində adsorbsiya olunan siyanür mineral səthdə passivasiya filmi yarada bilər. Bu film sonrakı flotasiya və ya digər zənginləşdirmə prosesləri zamanı sulfid minerallarının reaktivliyini azaldır. Məsələn, mis tərkibli sulfidli filizlərin flotasiyası zamanı xalkopiritin səthində siyanidin olması onun kollektorlarla qarşılıqlı təsirini zəiflədə bilər, mis minerallarının qang minerallarından effektiv şəkildə ayrılmasını çətinləşdirir və bununla da mis konsentratlarının tərkibini və əldəetmə sürətini azaldır.

3. Sulfid filizlərinin səthində siyanidin çıxarılması üsulları

3.1 Turşu aktivləşdirmə metodu

3.1.1 Prinsip

Turşu aktivləşdirmə üsulu əsasən sulfid filizlərinin səthində olan siyanid tərkibli birləşmələrlə reaksiya vermək üçün sulfat turşusu və ya oksalat turşusu kimi turşulardan istifadə edir. Bir turşu əlavə edildikdə, siyanid - metal komplekslərinin parçalanmasına səbəb olur. Nəticədə hidrogen sianid qazı əmələ gəlir. Lakin yaxşı dizayn edilmiş prosesdə bu uçucu hidrogen siyanidi müvafiq udma sistemləri vasitəsilə bərpa etmək və təkrar istifadə etmək olar.

3.1.2 Proses Addımları

1. Filiz pulpasının hazırlanması: Əvvəlcə sulfid filizi tullantılarını səthi-adsorbsiya edilmiş siyanidi su ilə qarışdıraraq vahid filiz pulpası yaradın. Filiz pulpasının bərk-maye nisbəti adətən filizin xüsusiyyətlərinə və xüsusi proses tələblərinə əsasən, adətən 1:2 - 1:5 diapazonunda tənzimlənir.

2. Turşu əlavəsi: Fasiləsiz qarışdırmaqla filiz pulpasına yavaş-yavaş sulfat turşusu və ya oksalat turşusu əlavə edin. Əlavə edilmiş turşunun miqdarı filiz pulpasındakı siyanidin tərkibinə uyğun olaraq diqqətlə idarə edilməlidir. Adətən, filiz pulpasının pH dəyəri 2 - 4-ə düzəldilir və əlavə etmə prosesi zamanı pH metrdən istifadə edərək real vaxt rejimində pH-a nəzarət edilməlidir.

3. Reaksiya və qaz müalicəsi: Turşu əlavə etdikdən sonra reaksiya təxminən 1-3 saat davam etsin. Bu müddət ərzində hidrogen sianid qazı istehsal olunur. Bu qazın ətraf mühiti çirkləndirməsinin qarşısını almaq üçün qaz toplama və təmizləmə sistemi qurulur. Yaranan hidrogen sianid qazı natrium hidroksid məhlulu kimi qələvi məhlulla doldurulmuş udma qülləsinə yönəldilir. Burada hidrogen sianid natrium hidroksidlə reaksiya verir və bərpa olunur Natrium siyanür məhlul keyfiyyəti tələblərə cavab verərsə, sianidləşmə prosesinə təkrar emal edilə bilər.

3.1.3 Üstünlüklər və çatışmazlıqlar

• Üstünlüklər: Bu üsul həm prinsipcə, həm də əməliyyat baxımından nisbətən sadədir. O, sulfid filizlərinin səthində siyanidi - tərkibli birləşmələri effektiv şəkildə parçalaya bilir və siyanidin təkrar emal etmək potensialına malikdir, mədən prosesində sianiddən istifadənin ümumi dəyərini azaldır.

• Dezavantajları: Əhəmiyyətli təhlükəsizlik riskləri var. Hidrogen sianid qazı yüksək zəhərlidir və reaksiya zamanı hər hansı sızma operatorlara və ətraf mühitə ciddi zərər verə bilər. Bundan əlavə, bu üsulda istifadə edilən turşular aşındırıcıdır və bu, avadanlıq və boru kəmərlərinə zərər verə bilər, texniki xidmət xərclərini artırır və avadanlığın xidmət müddətini qısaldır.

3.2 Oksidləşdirici aktivləşdirmə metodu

3.2.1 Prinsip

Hidrogen peroksid, kalium permanganat və ozon kimi oksidləşdirici maddələr sulfid filizlərinin səthindəki siyanidi oksidləşdirmək üçün istifadə olunur. Bu oksidləşdiricilər siyanid birləşmələrinin kimyəvi bağlarını pozaraq siyanidi azot qazı və digər nisbətən zəhərli olmayan maddələrə çevirir. Karbonyeməklər.

3.2.2 Proses Addımları

1. Filiz pulpasının hazırlanması: Turşu aktivləşdirmə üsuluna bənzər olaraq, sulfid filizi tullantılarını müvafiq bərk-maye nisbətinə malik filiz pulpasına hazırlayın.

2. Oksidləşdirici əlavə: Seçilmiş oksidantı filiz pulpasına əlavə edin. Əlavə edilən oksidləşdiricinin miqdarı filiz pulpasındakı siyanidin tərkibindən və oksidləşdiricinin oksidləşmə potensialından asılıdır. Məsələn, hidrogen peroksiddən istifadə edərkən, doza bir ton filiz pulpası üçün ümumiyyətlə 1 - 5 kq təşkil edir, kalium permanqanat isə bir ton filiz pulpasına adətən 0.5 - 2 kq əlavə olunur. Daimi qarışdırmaqla bərabər qarışdırmaq üçün əlavə yavaş-yavaş aparılmalıdır.

3. Reaksiya və Monitorinq: Oksidləşdiricinin filiz pulpasındakı siyanürlə reaksiyaya girməsinə 2 - 4 saat icazə verin. Reaksiya zamanı filiz pulpasında oksidləşmə - reduksiya potensialına və siyanidin tərkibinə nəzarət edin. Oksidləşmə - reduksiya potensialının dəyəri oksidləşmə reaksiyasının gedişatını əks etdirə bilər. Qiymət sabitləşdikdə və filiz pulpasındakı siyanidin miqdarı tələb olunan standarta uyğun olduqda (adətən 0.5 mq/L-dən az), reaksiya başa çatmış hesab olunur.

3.2.3 Üstünlüklər və çatışmazlıqlar

• Üstünlüklər: Bu üsul, turşu aktivləşdirmə üsulu kimi zəhərli və uçucu qazlar istehsal etmir, bu da onu əməliyyat mühiti üçün daha təhlükəsiz edir. O, siyanidi effektiv şəkildə oksidləşdirə və parçalaya bilər, siyanidi sulfid filizlərinin səthindən çıxarmaq məqsədinə nail olur. Üstəlik, reaksiya məhsulları nisbətən ekoloji cəhətdən təmizdir.

• Dezavantajları: Oksidləşdiricilərin dəyəri nisbətən yüksəkdir, xüsusən ozon kimi güclü oksidləşdiricilər üçün, bu da sulfid filizlərinin emal xərclərini artırır. Bundan əlavə, oksidləşmə reaksiyasına filiz pulpasının pH dəyəri, temperaturu və reaksiya şəraitinə ciddi nəzarət tələb edən digər çirklərin olması kimi amillər asanlıqla təsir edir.

3.3 Mis duzu üsulu

3.3.1 Prinsip

Mis duzları, məsələn, mis sulfat, sulfid filizi pulpasına səthi adsorbsiya edilmiş siyanid ilə əlavə olunur. Mis ionları sianidlə reaksiyaya girərək həll olunmayan mis-sianid kompleksləri əmələ gətirir. Bu komplekslər daha sonra bərk-maye ayırma üsulları ilə filiz pulpasından ayrıla bilər və bununla da siyanidin çıxarılmasına nail olmaq olar.

3.3.2 Proses Addımları

1. Filiz pulpasının hazırlanması: Sulfid filizi tullantılarını uyğun bərk-maye nisbətinə malik filiz pulpasına hazırlayın.

2. Mis duzu əlavəsi: Filiz pulpasına müvafiq miqdarda mis sulfat əlavə edin. Əlavə edilmiş mis sulfatın miqdarı filiz pulpasındakı siyanidin miqdarı ilə müəyyən edilir, ümumiyyətlə mis ionlarının siyanid ionlarına molar nisbəti 1 - 2:1. Mis sulfat adətən sulu məhlul kimi əlavə edilir və filiz pulpasında mis ionlarının bərabər paylanmasını təmin etmək üçün əlavə prosesi davamlı qarışdırma ilə müşayiət olunmalıdır.

3. Reaksiya və bərk - mayenin ayrılması: Mis duzunu əlavə etdikdən sonra reaksiyanı 1-2 saat davam etdirin. Sonra filtrasiya və ya çöküntü kimi üsullardan istifadə edərək filiz pulpası üzərində bərk-maye ayırma aparın. Ayrılmış bərk maddə mis-sianid çöküntüləri və sulfid minerallarını ehtiva edir, ayrılan maye isə atqı standartına uyğun olaraq əlavə emal oluna və ya başqa məqsədlər üçün təkrar emala göndərilə bilər.

3.3.3 Üstünlüklər və çatışmazlıqlar

• Üstünlüklər: Bu üsul həll olunmayan çöküntülər əmələ gətirməklə sulfid filizlərinin səthindən siyanidi effektiv şəkildə çıxara bilər. Əməliyyat prosesi nisbətən sadədir və mis sulfat müəyyən iqtisadi faydalar təklif edən ümumi və ucuz kimyəvi reagentdir.

• Dezavantajları: Mis duzlarının əlavə edilməsi filiz pulpasına mis çirkləri daxil edə bilər ki, bu da sulfid minerallarının sonrakı zənginləşdirilməsinə təsir edə bilər. Məsələn, qurğuşun - sink sulfid filizlərinin flotasiyası zamanı həddindən artıq mis ionları qurğuşun və sink minerallarının ayrılmasına mane olan sfaleriti aktivləşdirə bilər. Bundan əlavə, ikinci dərəcəli çirklənmənin qarşısını almaq üçün ayrılmış mis-sianid çöküntüləri düzgün şəkildə utilizasiya edilməlidir.

3.4 Yeni Kompozit Reagent Metodu

3.4.1 Prinsip

Polisulfidlərin və natrium metabisulfitin birləşməsi kimi bəzi yeni hazırlanmış kompozit reagentlər istifadə olunur. Polisulfidlər sulfid filizlərinin səthində sianiddə olan kükürd tərkibli komponentlərlə reaksiya verir, natrium metabisulfit isə sistemin redoks potensialını tənzimləyir və siyanidin parçalanmasını təşviq edir, beləliklə, onun çıxarılmasını asanlaşdırır.

3.4.2 Proses Addımları

1. Filiz pulpasının hazırlanması: Sulfid filizi qalıqlarını filiz pulpasına hazırlayın.

2. Kompozit reagent əlavəsi: Polisulfidlərdən və natrium metabisulfitdən ibarət kompozit reagenti filiz pulpasına əlavə edin. Polisulfidlərin natrium metabisulfitə çəki nisbəti adətən 1:1-dir. və əlavə edilən kompozit reagentin miqdarı filiz pulpasındakı siyanidin tərkibinə və sulfid filizinin təbiətinə əsasən müəyyən edilir, ümumiyyətlə filiz pulpasının hər tonu üçün 0.5 - 2 kq arasında dəyişir.

3. Reaksiya və Monitorinq: Kompozit reagenti əlavə etdikdən sonra reaksiyanı 1-3 saat davam etdirin. Reaksiya zamanı filiz pulpasında siyanidin tərkibinə və müvafiq kimyəvi parametrlərə, məsələn, redoks potensialı və pH dəyərinə nəzarət edin. Sianidin tam çıxarılmasını təmin etmək üçün monitorinq nəticələrinə uyğun olaraq reaksiya şəraitini dərhal tənzimləyin.

3.4.3 Üstünlüklər və çatışmazlıqlar

• Üstünlüklər: Bu üsul müxtəlif növ sulfid filizlərinə yaxşı uyğunlaşma qabiliyyətini göstərir. Kompozit reagent sulfid filizlərinin səthindən siyanidi effektiv şəkildə təmizləmək üçün sinergik şəkildə işləyir. Tək reagent üsulları ilə müqayisədə bu, daha yaxşı xaricetmə effektivliyi təklif edə bilər və sulfid minerallarının sonrakı zənginləşdirilməsinə daha az təsir göstərə bilər.

• Dezavantajları: Kompozit reagentlərin inkişafı və istehsalı nisbətən mürəkkəbdir və dəyəri bəzi ənənəvi tək reagent üsullarından daha yüksək ola bilər. Bundan əlavə, kompozit reagentlərin spesifik reaksiya mexanizmi hələ tam başa düşülməyib ki, bu da faktiki sənaye tətbiqlərində qeyri-müəyyənliklər yarada bilər.

4. Prosesin optimallaşdırılması və mülahizələri

4.1 Filizlərin ilkin təmizlənməsi

Sulfid filizlərinin səthində siyanidin çıxarılması üçün yuxarıda göstərilən üsullardan hər hansı birini istifadə etməzdən əvvəl, filizin müvafiq ilkin təmizlənməsi çox vaxt tələb olunur. Məsələn, sulfid filizi tullantılarında çoxlu miqdarda xırda dənəli qang mineralları varsa, emal edilməsi çətin olan xırda dənəli fraksiyaların çıxarılması üçün ilkin seçim və ya təsnifat əməliyyatları aparıla bilər. Bu, reagent və sulfid mineralları arasında səthi adsorbsiya edilmiş siyanid ilə təmasın səmərəliliyini artıra bilər və qanq minerallarının reaksiya prosesinə müdaxiləsini azalda bilər.

4.2 Reaksiya şərtlərinə nəzarət

• pH dəyəri: Filiz pulpasının pH dəyəri reaksiya prosesinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Turşu aktivləşdirmə üsulu sianid tərkibli birləşmələrin parçalanmasını təşviq etmək üçün daha aşağı pH tələb edir, oksidləşdirici aktivləşdirmə metodu və mis duzu metodu isə müvafiq pH diapazonunu saxlamalıdır. Məsələn, oksidləşdirici kimi hidrogen peroksiddən istifadə edildikdə filiz pulpasının optimal pH dəyəri adətən 8 - 10, mis sulfatdan istifadə edərkən isə filiz pulpasının pH dəyəri ümumiyyətlə 6 - 8 səviyyəsində idarə olunur.

• Temperatur: Reaksiya temperaturu da reaksiya sürətinə və səmərəliliyinə təsir göstərir. Ümumiyyətlə, temperaturun artırılması reaksiya sürətini sürətləndirə bilər. Bununla belə, bəzi reaksiyalar üçün, məsələn, siyanidin hidrogen peroksid ilə oksidləşməsi, həddindən artıq yüksək temperatur oksidləşdiricinin parçalanmasına səbəb ola bilər və oksidləşmə səmərəliliyini azalda bilər. Buna görə də, reaksiya temperaturu xüsusi reaksiya sisteminə uyğun olaraq optimallaşdırılmalıdır, adətən 20 - 40 °C aralığında.

• Qarışdırma intensivliyi: Filiz pulpasında reagentlərin bərabər paylanmasını təmin etmək və sulfid filizlərinin səthində reagentlə siyanid tərkibli maddələr arasında təmas ehtimalını artırmaq üçün kifayət qədər qarışdırmaq vacibdir. Bununla belə, həddindən artıq qarışdırma lazımsız enerji sərfinə və avadanlığın mexaniki aşınmasına səbəb ola bilər. Müvafiq qarışdırma intensivliyi eksperimental tədqiqat və praktik istehsal təcrübəsi ilə müəyyən edilməlidir.

4.3 Bərk - Mayenin Ayrılması və Çirkab Suyun Təmizlənməsi

Sulfid filizlərinin səthində siyanidin çıxarılması reaksiyasından sonra emal edilmiş sulfid minerallarını reaksiya məhlulundan ayırmaq üçün səmərəli bərk-maye ayırma tələb olunur. Tez-tez istifadə olunan bərk - maye ayırma üsullarına filtrasiya, çökmə və sentrifuqa daxildir. Ayrılmış tullantı suları adətən hələ də bəzi qalıq siyanid və digər çirkləri ehtiva edir və atqı standartına cavab vermək üçün əlavə olaraq təmizlənməlidir. Çirkab suların təmizlənməsi proseslərinə əlavə oksidləşmə, adsorbsiya və bioloji təmizləmə kimi üsullar daxil ola bilər.

5. Case Studiləri

5.1 Qızıl Mədənində Turşu Aktivləşdirmə Metodunun Tətbiqi

Müəyyən qızıl mədənində sianidlə yuyulma prosesindən sonra sulfid filizi tullantıları müəyyən miqdarda səthə - adsorbsiya edilmiş siyanidə malik idi. Mina müalicə üçün turşu aktivləşdirmə üsulundan istifadə etdi. Əvvəlcə tullantılar bərk-maye nisbəti 1:3 olan filiz pulpasına çevrildi. Sonra filiz pulpasının pH dəyərini 3-ə tənzimləmək üçün sulfat turşusu əlavə edildi. 2 saat reaksiya verdikdən sonra yaranan hidrogen siyanid qazı toplandı və natrium hidroksid məhlulu ilə udulub. Müalicədən sonra filiz pulpasındakı siyanidin miqdarı 5 mq/l-dən 0.5 mq/l-dən aşağı düşmüş və sonradan sulfid minerallarının flotasiya ilə bərpa dərəcəsi təxminən 10% artmışdır. Lakin əməliyyat zamanı hidrogen sianid qazının sızması əməliyyat sahəsində təhlükəsizlik riskləri yaratmış və avadanlıq boru kəmərləri nisbətən güclü korroziyaya məruz qalmışdır.

5.2 Polimetal sulfid filiz mədənində oksidləşdiricinin aktivləşdirilməsi metodu

Polimetal sulfid filizi mədəni sulfid filizlərinin səthində siyanidi çıxarmaq üçün oksidləşdirici kimi hidrogen peroksiddən istifadə edirdi. Filiz pulpasının pH dəyəri əvvəlcə 9-a düzəldildi və sonra bir ton filiz pulpasına 3 kq dozada hidrogen peroksid əlavə edildi. 3 saat reaksiya verdikdən sonra filiz pulpasındakı siyanidin miqdarı çox aşağı səviyyəyə endirildi. Mis, qurğuşun və sink sulfid minerallarının sonrakı zənginləşdirilməsinə qalan sianid təsir göstərmədi və ümumi metal alma sürəti yaxşılaşdı. Bununla belə, hidrogen peroksidin yüksək qiyməti filiz emalının bir ton üçün təxminən 5 dollar artmasına səbəb olub.

6. Nəticə

Sulfid filizlərinin səthində siyanidin çıxarılması mineral emalı sahəsində həlledici vəzifədir. Turşu aktivləşdirmə metodu, oksidləşdirici aktivləşdirmə metodu, mis duzu metodu və yeni kompozit reagent metodunun hər birinin öz üstünlükləri və mənfi cəhətləri var. Faktiki sənaye tətbiqlərində, ən uyğun üsulu seçmək üçün sulfid filizlərinin təbiəti, ətraf mühitin mühafizəsi tələbləri və iqtisadi xərclər kimi amilləri hərtərəfli nəzərə almaq lazımdır. Eyni zamanda, texnoloji şəraitin optimallaşdırılması, filizlərin əvvəlcədən təmizlənməsi və bərk - mayenin ayrılması və tullantı sularının təmizlənməsinin düzgün aparılması ilə sulfid filizlərinin səthində siyanidin çıxarılmasının səmərəliliyi daha da artırıla bilər, resurs bərpası və ətraf mühitin mühafizəsi məqsədlərinə nail olmaq olar.