Технологии за контрол на замърсяването с натриев цианид в златната промишленост

Въведение

- златна индустрия отдавна разчита натриев цианид в процеса на екстракция поради ефективността му при разтваряне на злато от руди, дори от нискокачествени. От първото си приложение през 1887 г. за извличане на злато и сребро, методът на цианидиране се е превърнал в основен елемент в световния сектор за добив на злато. Основната химична реакция, която се проявява, е 4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na(Au(CN)₂) + 4NaOH, при която златото в рудата реагира с цианид йони в присъствието на кислород, за да образуват разтворими златни цианидни комплекси. Използването на Натриев цианид носи значителни рискове от замърсяване, което прави разработването и прилагането на контрол на замърсяването технологии от решаващо значение.

Проблеми с околната среда и безопасността, свързани с натриевия цианид

Токсичност и замърсяване на околната среда

Цианидът е силно токсично вещество. Течният отпадъчен натриев цианид може да причини сериозно замърсяване на околната среда. Дори в малки количества той може да бъде смъртоносен за водните организми и да представлява заплаха за човешкото здраве, ако замърси водоизточниците. В процеса на добив на злато, неправилното изхвърляне на отпадъци, съдържащи цианид, може да доведе до замърсяване на почвата, повърхностните и подземните води. Например, в някои райони за добив на злато, изтичането на богати на цианид отпадъци е довело до смърт на риби в близките реки и влошаване на качеството на водата, което е засегнало прехраната на местните общности, които зависят от водата.

Рискове за безопасността при работа

Транспортирането, съхранението и употребата на Натриев цианид изисква строги мерки за безопасност. Това е специален химикал, който изисква лиценз за внос и сертификат за краен потребител преди внос. По време на съхранение не трябва да се поставя заедно с киселини, нитрити, нитрати и други вещества, тъй като излагането на киселинна среда може да причини отделяне на токсичен циановодород, намалявайки качеството на продукта и ефекта на употреба. Трябва да се съхранява на проветриво и сухо място, за предпочитане в специален склад или двойно заключен специален шкаф. Необходими са редовни проверки, поддръжка и контрол на температурата и влажността на мястото за съхранение, заедно с подходящи мерки за вентилация или обезвлажняване. Складовата зона трябва да бъде оборудвана и със съответните противогази, маски, лични предпазни средства и противопожарно оборудване. Инциденти по време на работа, като разливи или течове, могат да имат катастрофални последици за работниците и околната среда.

Технологии за контрол на замърсяването

Намаляване на източника

1. Оптимизация на процеса

• Някои златни мини въвеждат нови процеси за екстракция, за да намалят употребата на натриев цианид. Например, проучва се разработването и прилагането на нецианидни излужващи агенти. Въпреки че методът на цианидиране е доминиращ, алтернативни технологии, като използването на излужващи агенти на основата на тиосулфат, показват потенциал. Тези нецианидни агенти могат да извличат злато при определени условия без високите рискове от токсичност, свързани с цианида.

• Друг подход е подобряване на процеса на обогатяване на рудата. Чрез използване на по-ефективни техники за смилане и разделяне, златото в рудата може да бъде по-концентрирано преди етапа на излужване. Това намалява количеството руда, което трябва да се третира с цианид, като по този начин се намалява и общата консумация на цианид.

2. Подобрения на оборудването

• Модернизирането на оборудването също може да допринесе за намаляване на източниците. Например, съвременното оборудване за добив на злато е проектирано да бъде с по-затворен цикъл, което минимизира потенциала за изтичане на цианид. Високотехнологичните резервоари за излужване с усъвършенствани механизми за запечатване могат да предотвратят изтичането на газове и течности, съдържащи цианид, по време на процеса на екстракция.

Контрол на процеса

1. Мониторинг и коригиране на употребата на цианид

• В много златодобивни предприятия се инсталират системи за мониторинг в реално време, за да се контролира количеството използван цианид. Тези системи могат да анализират състава на рудата и съответно да коригират дозата на цианида. Например, ако съдържанието на злато в рудата е по-ниско, системата може да намали количеството добавен цианид, като същевременно осигури ефективно извличане.

• Освен това, непрекъснатото наблюдение на концентрацията на цианид в излужващия разтвор позволява бързо коригиране. Ако концентрацията на цианид е твърде висока, това не само води до разхищение на ресурси, но и увеличава риска от замърсяване. Чрез поддържане на оптимална концентрация на цианид, ефективността на екстракцията може да бъде максимална, като същевременно се минимизира въздействието върху околната среда.

2. Третиране на междинни отпадъци

• Технологиите за третиране на междинни отпадъци, генерирани по време на процеса на извличане на злато, също са част от контрола на процеса. Например, в случай на отпадъчни разтвори, съдържащи цианид и други примеси, могат да се използват методи като йонообмен за отстраняване и възстановяване на ценни метали, като същевременно се намалява съдържанието на цианид. Това не само помага за оползотворяване на ресурсите, но и намалява токсичността на отпадъците преди по-нататъшно третиране или обезвреждане.

Пречистване на отпадъчни води

1. Химично окисление

• Химичното окисление е често срещан метод за третиране на отпадъчни води, съдържащи цианиди. Третирането с водороден пероксид се използва широко. Когато водородният пероксид реагира с отпадъчна течност от натриев цианид, се образува натриев бикарбонат.ВъглероденГенерират се ат и амонячен газ. Този процес на окисление и разграждане е ефикасен и относително икономичен. Могат да се използват и други окислители, като например озон. Озонът има силна окислителна способност и може бързо да разгради цианидните съединения в отпадъчните води, превръщайки ги в по-малко вредни вещества.

2. Биологично третиране

• Биологичните методи за пречистване също се очертават като жизнеспособна опция. Някои бактерии и микроорганизми могат да метаболизират цианидни съединения. В добре проектирана система за биологично пречистване тези микроорганизми могат да се култивират в реактор, през който преминават отпадъчните води, съдържащи цианид. Микроорганизмите разграждат цианида на въглероден диоксид, амоняк и други безвредни вещества. Този метод е по-екологичен, тъй като не въвежда допълнителни химически замърсители, но изисква внимателен контрол на условията на околната среда, като температура, pH и наличие на хранителни вещества, за да се осигури правилният растеж и активност на микроорганизмите.

Управление на твърди отпадъци

1. Безопасно изхвърляне на цианид - съдържащи отпадъци

• За отпадъци, съдържащи цианид, правилното им обезвреждане е от съществено значение. Един от подходите е използването на сигурни депа, проектирани да предотвратят изтичането на цианид в околната среда. Тези депа са покрити с множество слоеве непропускливи материали, като глина и синтетични мембрани, за да се спре миграцията на замърсители, съдържащи цианид.

• Друг вариант е третирането на хвостохранилищата за намаляване на съдържанието им на цианид преди обезвреждане. Техники като химическа стабилизация могат да се използват за свързване на цианида в хвостохранилищата, което намалява вероятността от изтичането им в околната среда.

2. Възстановяване на ресурси от хвостохранилища

• В допълнение към безопасното обезвреждане, се полагат усилия за извличане на ценни ресурси от хвостохранилищата, съдържащи цианид. Чрез използване на усъвършенствани техники за разделяне, златото и други метали, които все още може да се съдържат в хвостохранилищата, могат да бъдат извлечени. Това не само намалява въздействието на хвостохранилищата върху околната среда, но и осигурява допълнителна икономическа полза. Например, някои мини използват методи за флотация и магнитно разделяне, за да извлекат злато и други минерали от хвостохранилищата, като минимизират отпадъците и максимизират използването на ресурсите.

Казуси

Заявлението на Zijin Mining

Zijin Mining успешно приложи метода на цианиране с натриев цианид в златната мина Zijinshan. Чрез пръскане на цианиден разтвор (разтвор на натриев цианид) върху натрошените нискокачествени златни руди, те постигнаха нискобюджетно извличане на злато. Въпреки това, те също така обръщат голямо внимание на контрола на замърсяването. Те са инсталирали усъвършенствани системи за пречистване на отпадъчни води, които използват комбинация от химическо окисление и биологични методи за пречистване, за да гарантират, че отпадъчните води, съдържащи цианид, отговарят на строгите екологични стандарти преди изпускане. По отношение на управлението на твърдите отпадъци, те са изградили сигурни съоръжения за съхранение на хвостохранилища с подходяща облицовка и системи за мониторинг, за да се предотврати изтичане на цианид.

Златна мина в Западния сух регион

В златна мина в западния сух регион, историческите остатъци от цианид, получени от купчини, представляваха сериозен екологичен проблем. Отпадъците, които дълго време не бяха третирани, представляваха риск от замърсяване на околната почва и подпочвени води. За да се реши този проблем, беше възприет метод за запечатване и блокиране на място. Отпадъците бяха покрити с множество слоеве непропускливи материали, включително глина и геомембрани. Това ефективно блокира дифузията и просмукването на замърсители чрез валежите. След изпълнението на проекта резултатите от мониторинга показаха, че концентрацията на цианид и други замърсители в околната среда е намаляла значително, постигайки очакваните инженерни цели.

Бъдещи тенденции

1. Разработване на технологии за екстракция без цианиди

• Очаква се в златната индустрия да се наблюдават повече усилия за научноизследователска и развойна дейност, насочени към технологии за екстракция без цианиди. С по-строгите екологични разпоредби и нарастващата обществена осведоменост за опазването на околната среда, търсенето на нетоксични методи за екстракция ще се увеличи. Това може да доведе до комерсиализация на нови агенти и процеси за извличане без цианиди в близко бъдеще.

2. Интегриране на усъвършенствани системи за мониторинг и контрол

• Усъвършенстваните системи за мониторинг и контрол ще играят все по-важна роля в златната индустрия. Използването на технологията „Интернет на нещата“ (IoT), например, може да позволи наблюдение в реално време на употребата на цианид, качеството на отпадъчните води и състоянието на съоръженията за съхранение на хвостохранилища. Тези данни могат да бъдат анализирани в реално време, което позволява незабавни корекции в процеса на добив, за да се сведе до минимум замърсяването и да се гарантира безопасността.

3. Подходи към кръговата икономика

• В златната индустрия ще има по-голям акцент върху подходите на кръговата икономика. Това включва не само извличането на злато и други ценни метали от хвостохранилищата, но и рециклирането и повторното използване на вода и други ресурси в процеса на добив. Чрез намаляване на отпадъците и максимално използване на ресурсите, златната индустрия може да стане по-устойчива и екологична.

В заключение, технологиите за контрол на замърсяването с натриев цианид в златната индустрия са от съществено значение за намаляване на екологичните и безопасни рискове, свързани с добива на злато. Чрез комбинация от намаляване на източниците, контрол на процесите, пречистване на отпадъчни води и управление на твърдите отпадъци, златната индустрия може да продължи да функционира, като същевременно минимизира въздействието си върху околната среда. С разработването на нови технологии и приемането на по-устойчиви практики, бъдещето на златната индустрия може да бъде по-екологично и устойчиво.