Працэс ачысткі сцёкавых вод пры здабычы цыяніднага золата

У цяперашні час cyanide метад здабычы золата з'яўляецца адным з асноўных спелых працэсаў для выплаўлення золата ў Кітаі. Ён выкарыстоўвае раствор цыяніду для здабывання золата з руд, адрозніваецца высокай хуткасцю аднаўлення, моцнай адаптацыяй да ўласцівасцей руды і здольнасцю здабываць золата на месцы. З моманту першага выкарыстання раствора цыяніду для вылугавання золата з руд у 1887 г. гэты метад шырока ўжываецца да гэтага часу. Аднак здабыча цыяніднага золата ўтварае вялікую колькасць таксічных і шкодных рэчываў, якія ўяўляюць велізарную пагрозу для навакольнага асяроддзя і чалавека. Такім чынам, для зніжэння шкоды неабходна вывучыць метады ачысткі сцёкавых вод здабычы цыяністага золата. Вялікая колькасць даследчыкаў абагульніла метады ачысткі, хімічныя прынцыпы і тэндэнцыі развіцця сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід, але большасць з іх абмяркоўваюць толькі адзін ці два метады. Такім чынам, у гэтым артыкуле праводзіцца дэталёвы аналіз розных метадаў ачысткі сцёкавых вод пры здабычы цыяніднага золата, якія ў цяперашні час прымяняюцца ў прамысловасці, параўноўваюцца перавагі, недахопы і сцэнары прымянення кожнага метаду, які мае вызначальнае значэнне для падобных прымянення ў рэальным вытворчасці.

I. Крыніцы і небяспека сцёкавых вод здабычы цыяніднага золата

Асноўны прынцып здабычы золата цыянідам заключаецца ў тым, што ў аэробным асяроддзі, цыяністы натрый reacts with gold to form gold complexes, which are then dissolved. After that, gold can be extracted by enrichment through activated Вуглярод адсорбцыя або выцясняюцца цынкавым парашком з цыяніду золата. У той жа час іншыя цяжкія металы, такія як срэбра, медзь і цынк, таксама ўтвараюць комплексы і раствараюцца.

,en цыяніды якія выкарыстоўваюцца ў рэакцыі і атрыманыя комплексы з'яўляюцца таксічнымі і шкоднымі рэчывамі. Цыянід натрыю лёгка паддаецца гідролізу і адносіцца да высокатаксічнага рэчыва 1 класа са смяротнай дозай 0.10 г. Калі Цыяніды уцечка ў вадаёмы, гэта вельмі шкодна для арганізмаў у вадзе, і будзе выклікаць велізарную пагрозу для людзей і навакольнага асяроддзя. Такім чынам, ачыстка сцёкавых вод здабычы цыяніднага золата мае вялікае значэнне.

II. Асноўныя метады ачысткі сцёкавых вод пры здабычы цыяніднага золата

Метад шчолачнага хларавання

Метад шчолачнага хларавання ў цяперашні час з'яўляецца адным з найбольш часта выкарыстоўваюцца метадаў ачысткі сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід, пры здабычы цыяніднага золата. Ён у асноўным выкарыстоўвае акісляльнікі на аснове хлору для акіслення цыянідаў у сцёкавых водах у шчолачных умовах, ператвараючы іх у нетоксичные рэчывы. Працэс цыянід-разломкі шчолачнага хларавання дзеліцца на дзве стадыі:

Першая стадыя заключаецца ў акісленні цыяніду да цыяната, што называецца стадыяй «няпоўнага акіслення». CN⁻ уступае ў рэакцыю з OCl⁻, спачатку ўтвараючы CNCl, а потым гідралізуе да CNO⁻. Варта адзначыць, што CNCl вельмі лятучы і таксічны ў кіслых умовах. Такім чынам, падчас працы неабходна строга кантраляваць значэнне pH, каб яно знаходзілася ў шчолачным стане.

Другая стадыя заключаецца ў далейшым акісленні цыянату да вуглякіслага газу і азоту, што называецца стадыяй «поўнага акіслення». У працэсе расшчаплення цыяніду значэнне pH аказвае вялікі ўплыў на рэакцыю акіслення. Значэнне рн першай стадыі акіслення павінна кантралявацца на ўзроўні 10 - 11, а час рэакцыі - 10 - 15 хвілін. Значэнне рн другой - стадыі акіслення неабходна кантраляваць на ўзроўні 6.5 - 7.0. а час рэакцыі 10 - 15 хвілін.

Пэўная шахта выкарыстоўвае метад шчолачнага хларавання для апрацоўкі супернатанту хваставой суспензіі цыяніду (з утрыманнем цыяніду 200 мг/л) і вады, якая прасочваецца з адстойніка (з утрыманнем цыяніду 5 мг/л). Значэнне рн кантралюецца на ўзроўні 10 - 11. і адбельвальнік дадаецца ў суадносінах 35 - 40 разоў перавышае ўтрыманне цыяніду для змешвання і мяшання. Пасля адстойвання ў загушчальніку агульнае ўтрыманне цыяніду можа быць зніжана да 0.1 мг/л.

Метад шчолачнага хларавання з'яўляецца найбольш часта выкарыстоўваным метадам ачысткі сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід, а адбельвальнік з'яўляецца найбольш часта выкарыстоўваным акісляльнікам на аснове хлору. Гэты метад падыходзіць для ачысткі сцёкавых вод здабычы цыяніднага золата з высокімі або нізкімі канцэнтрацыямі. Ён таксама можа выдаляць комплексы, якія змяшчаюць тиоцианат і цыянід (за выключэннем ферроцианидных комплексаў). Прэпарат шырока даступны, астатак адходаў лёгка адфільтраваць, а праца простая. Аднак пры выкарыстанні адбельвальніка для ачысткі сцёкавых вод умовы працы адносна жорсткія. Зараз некаторыя прадпрыемствы замест гэтага выкарыстоўваюць вадкасць для адбельвання або дыяксід хлору, што ў некаторай ступені паляпшае ўмовы працы. Але ў працэсе рэакцыі ўтвараюцца таксічныя газы, і гэта мае адносна вялікую агрэсіўнасць абсталявання. Кошт лекаў і кошт абслугоўвання адносна высокія.

Метад комплексавання солі жалеза

Метад комплексавання двухвалентнай солі - гэта метад ачысткі сцёкавых вод здабычы цыяніднага золата, які з'явіўся ў апошнія гады. Кантралюючы значэнне pH рэакцыі на ўзроўні 7 - 8, іёны двухвалентнага жалеза ўступаюць у рэакцыю са свабодным цыянідам і некаторымі цыяніднымі комплексамі ў сцёкавых водах здабычы цыяніднага золата з адукацыяй ападкаў.

Эксперыменты паказалі, што, як правіла, даданне толькі сульфату жалеза для ачысткі сцёкавых вод здабычы цыяніднага золата не можа забяспечыць адпаведнасць сцёкавых вод стандартам скіду. Такім чынам, для глыбокага выдалення цыяніду ў ачышчаную сцёкавую ваду неабходна дадаць агульны акісляльнік. Пакуль умовы добра кантралююцца, акісляльнік можа быць непасрэдна дададзены для апрацоўкі без аддзялення асадка, і стандарт разраду таксама можа быць дасягнуты. Гэта мае станоўчае значэнне ў параўнанні з традыцыйным метадам спачатку аддзялення, а потым лячэння.

Пэўны завод па выплаўленні золата выкарыстоўвае метад сульфіду натрыю - сульфату жалеза для апрацоўкі цыяніду - беднай вадкасці. Сцёк мае ўтрыманне цыяніду 2500 мг/л. Пасля ачысткі сцёкі маюць утрыманне цыяніду менш за 20 мг/л, з хуткасцю выдалення 99.2%, што паказвае выдатныя вынікі. Наступная глыбокая апрацоўка выкарыстоўвае метабісульфіт натрыю - паветраны метад для зніжэння агульнага цыяніду да менш чым 0.4 мг/л.

Метад комплексавання солі двухвалентнага жалеза - гэта новы метад ачысткі, які ў асноўным выкарыстоўваецца для ачысткі сцёкавых вод з высокай канцэнтрацыяй цыяніду. Яго працэс просты, аднаразовыя інвестыцыі невялікія, ён просты ў эксплуатацыі, лекі (у асноўным сульфат жалеза) шырока даступныя, недарагія і простыя ў выкарыстанні. Аднак, паколькі раствор сульфату жалеза з'яўляецца кіслым, калі ён змешваецца са сцёкавымі водамі здабычы цыяністага золата, мясцовая вобласць становіцца кіслай, і існуе верагоднасць утварэння цыяністага вадароду. Больш за тое, ён не можа выдаліць тиоцианат, і ачышчаныя сцёкавыя вады па-ранейшаму патрабуюць глыбокай ачысткі, каб адпавядаць стандартам скіду.

Метабісульфіт натрыю - паветраны метад

Метабісульфіт натрыю - паветраны метад распрацаваны з дыяксіду серы - паветраны метад. Ён у асноўным выкарыстоўвае сінэргічны эфект метабісульфіту натрыю і паветра на цыяніды ў сцёкавых водах у пэўным дыяпазоне pH з каталітычным эфектам іёнаў медзі для акіслення CN⁻ да CNO⁻.

Калі ўтрыманне цыяніду ў сцёкавых водах, якія змяшчаюць цыянід, высокае, спачатку можна правесці папярэднюю ачыстку, каб знізіць агульную канцэнтрацыю цыяніду да менш чым 100 мг/л. Затым дадаюць метабісульфіт натрыю і сульфат медзі, падаюць дастатковую колькасць паветра і кантралююць значэнне рн (звычайна кантралююць на ўзроўні 7-8), каб цыянід акісляўся да цыянату, які затым гідралізуецца з адукацыяй іёнаў бікарбанату і аміяку.

Метабісульфіт натрыю - паветраны метад падыходзіць для ачысткі сцёкавых вод пры здабычы золата з нізкай канцэнтрацыяй цыяніду. Дазоўка лекі невялікая, працаёмкасць невысокая, але пачатковыя інвестыцыі адносна вялікія, і трэба дадаць такое абсталяванне, як паветранадзімалкі. Патрабаванні да паказчыкаў працэсу адносна строгія, і кантроль значэння pH вельмі важны. У якасці каталізатара таксама неабходна дадаць медны купарвас. Час рэакцыі доўгі. Калі апрацоўка не будзе належнай, вялікая колькасць іёнаў амонія будзе генеравацца, і згенераваны дзындра няпроста адфільтраваць. На месцы ўтвараецца невялікая колькасць аміяку, які не ўплывае на выдаленне тиоцианидов.

Метад акіслення перакісам вадароду

Метад акіслення перакісам вадароду заключаецца ў акісленні цыянідаў да CNO⁻ пры нармальнай тэмпературы, шчолачных (pH = 10 - 11) умовах з выкарыстаннем Cu²⁺ у якасці каталізатара, а затым іх гідралізе ў нетаксічныя рэчывы. Складаныя цыяніды (комплексы Cu, Zn, Pb, Ni, Cd) таксама дысацыяваныя за кошт разбурэння ў іх цыянідаў. Ферацыянідныя іёны і іёны іншых цяжкіх металаў утвараюць феррацыянідныя комплексныя солі і выдаляюцца. Нарэшце, агульная канцэнтрацыя цыяніду ў вычышчаных сцёкавых водах можа быць зніжана да менш чым 0.5 мг/л.

Гэты метад падыходзіць для ачысткі сцёкавых вод з нізкім утрыманнем цыяніду. Абсталяванне для апрацоўкі перакісам вадароду простае і лёгкае для дасягнення аўтаматычнага кіравання. Аднак утвораны цыянат павінен заставацца на працягу пэўнага перыяду часу, каб раскласціся на CO₂ і NH3. Недахопы заключаюцца ў тым, што выкарыстанне медзі ў якасці каталізатара можа прывесці да таго, што колькасць медзі ў скідаемай вадзе перавышае стандарт, кошт сыравіны адносна высокі, тиоцианиды не могуць акісляцца і ўтвараюцца іёны амонія. На самай справе, сцёкавыя вады ўсё яшчэ маюць пэўную таксічнасць. Больш за тое, паколькі перакіс вадароду з'яўляецца акісляльнікам, ён валодае вялікай каразійнай здольнасцю, і існуюць пэўныя цяжкасці і небяспекі пры транспарціроўцы і выкарыстанні.

Метад падкіслення

Пры выкарыстанні метаду падкіслення для апрацоўкі цыяніду - беднай вадкасці, механізм яго рэакцыі адносна складаны, у асноўным уключаючы тры працэсы: працэс падкіслення сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід, працэс выдалення і паглынання газу HCN і працэс нейтралізацыі адчыненай вадкасці.

(1) Рэакцыя падкіслення: цыянід - бедная вадкасць падкісляецца і чысціцца кіслатой. Складаныя цыяніды ў беднай вадкасці ўтвараюць нерастваральныя асадкі, такія як CuCN, CuSCN і Zn₂Fe(CN)₆, і выдаляюцца, і ў той жа час утвараецца цыяністы вадарод.

(2) Рэакцыя выпарэння і паглынання: бедная вадкасць папярэдне награваецца прыкладна да 30 ℃ перад падкісленнем. Паколькі тэмпература кіпення HCN складае ўсяго 26.5 ℃, ён вельмі лятучы. Такім чынам, упакаваная вежа выкарыстоўваецца ў якасці масаабменнага абсталявання для кантакту паміж газам і вадкасцю, двухфазным метадам падкіслення, які лёгка дазваляе дасягнуць выдалення і паглынання HCN.

(3) Рэакцыя нейтралізацыі: вапна або вадкая шчолач выкарыстоўваюцца для нейтралізацыі кіслаты - ачышчаная рэшткавая вадкасць. Рэшткавыя малекулы HCN у растворы будуць ператвораны ў форму CN⁻. Метад падкіслення можа аднавіць Цыянід натрыю ад сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід, і рэалізаваць аднаўленне рэсурсаў. Тым не менш, ён мае высокія патрабаванні да герметызацыі абсталявання, адносна вялікія першапачатковыя інвестыцыі, патрабуе высокага ўзроўню эксплуатацыйных навыкаў, і абслугоўванне абсталявання складана. Ёсць таксама пэўныя пагрозы бяспекі. Сцёкавыя вады, якія ўтвараюцца пасля аднаўлення, па-ранейшаму патрабуюць глыбокай ачысткі, каб адпавядаць стандартам скіду.

Метад электролізу

Метад электролізу выкарыстоўвае электрахімічныя акісляльна-аднаўленчыя рэакцыі для разбурэння цыянідаў у сцёкавых водах. Падчас іоннага электролізу цыяніды губляюць электроны на анодзе і акісляюцца да цыянату, карбанату, азоту або амонія. Цыянат далей акісляецца да CO₂ і H₂O. Асноўныя рэакцыі:

CN⁻ + 2OH⁻ - 2e → CNO⁻ + H₂O (24)

2CN⁻ + 4OH⁻ - 6e → 2CO₂ + N₂ + 2H₂O (25)

Эксперыменты па электралізе з выкарыстаннем самаробнага керамічнага электрода з дыяксіду свінцу і катоднай пласціны з нержавеючай сталі даказалі, што пры выкарыстанні метаду электролізу для ачысткі сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід, пасля 2 гадзін электролізу канцэнтрацыя CN⁻ можа быць зніжана з 385 мг/л да 58 мг/л, а канцэнтрацыя Cu²⁺ можа быць зніжана з 450 мг/л да 48 мг/л. Акрамя таго, золатаплавільны завод Hunan Zhongnan Gold Smelter выкарыстоўвае электрахімічны метад для ачысткі сцёкавых вод пры здабычы цыяніднага золата, які можа паменшыць агульнае ўтрыманне цыяніду з 4 г/л да 0.8 г/л. Адрозненне ад вышэйпералічанага заключаецца ў тым, што і анод, і катод вырабляюцца з жалезных пласцін. У працэсе працы расходуецца не толькі электрычная энергія, але і жалезныя пласціны.

Метад электролізу ў асноўным выкарыстоўваецца для ачысткі сцёкавых вод з высокай канцэнтрацыяй цыяніду. Абсталяванне займае невялікую плошчу, працэс просты і лёгкі ў кіраванні, але спажывае вялікую колькасць электраэнергіі, а кошт эксплуатацыі вышэй, чым у метаду шчолачнага хларавання. Хуткасць выдалення цыянідаў сярэдняя, ​​і гэта не ўплывае на выдаленне цыянідных комплексаў.

У цяперашні час сярод метадаў ачысткі сцёкавых вод здабычы цыяністага золата шырока выкарыстоўваюцца метад шчолачнага хларавання, метад падкіслення і метад метабісульфіту натрыю - паветра. Метад электролізу і метад комплексавання солі двухвалентнага жалеза - гэта новыя метады, якія паспяхова прымяняюцца ў прамысловай ачыстцы. Метад акіслення перакісам вадароду ў асноўным з'яўляецца экстраным метадам лячэння. Існуе мноства іншых метадаў ачысткі сцёкавых вод здабычы цыяніднага золата, такіх як метад натуральнай ачысткі, біялагічны метад, метад мембраннага падзелу, метад іённага абмену і г. д. Аднак у якасці прамысловага прымянення ўсе яны маюць пэўныя абмежаванні і па-ранейшаму патрабуюць пастаяннага ўдасканалення.