Експериментално изследване на методи за третиране на течност, бедна на цианиди, в златна мина

Въведение

В златодобивната индустрия третирането на течности, бедни на цианиди, е от голямо значение. Течностите, бедни на цианиди, като например разтворът след извличане на злато в процеса на цианиране, съдържат различни замърсители, особено цианидни съединения, които могат да причинят сериозно замърсяване на околната среда, ако не се третират правилно. Следователно, разработването на ефикасни и рентабилни методи за третиране на течности, бедни на цианиди, е неотложна задача. Тази публикация в блога се фокусира върху експерименталното изследване на методите за третиране на течности, бедни на цианиди, в определена златна мина , с цел да предостави ценна информация и препоръки за индустрията.

Преглед на методите за третиране на течности, бедни на цианиди

Обикновено методите за третиране на течности, бедни на цианиди, могат да бъдат грубо разделени на две категории: методи за пречистване и методи за възстановяване (регенерация).

Методи за пречистване

1. Метод за окисление с алкали и хлор

• Това е сравнително зрял метод за унищожаване на цианиди в отпадъчните води и се използва широко в галванотехнически заводи, коксови заводи и заводи за топене на злато. При pH 11-12, цианидите и металните комплексни йони в отпадъчните води, съдържащи цианиди, се окисляват до цианати, след което хлорът се добавя втори път, за да ги окисли до въглероден диоксид, азот и др.

• Предимства : Процесът е сравнително зрял, с добри лечебни ефекти и широко приложение. Процесът на третиране може лесно да се автоматизира.

• Недостатъци : Цианидите не могат да се рециклират, цената на третирането е висока и не могат да се отстранят желязо-цианидните комплекси. Съществува и проблем с вторичното замърсяване.

2. Метод за окисление на серен диоксид с въздух

• В контейнер с разбъркване се добавя отпадъчната течност, след което се въвеждат въздух и SO₂ (течност или газ, или сулфитен разтвор, или получен чрез изгаряне на елементарна сяра). pH се контролира на 7 - 10 и се използва вар за неутрализиране на киселината, образувана по време на окислителната реакция. Реакцията изисква наличието на разтворима мед (като катализатор).

• Методът на окисление с Inco-SO₂/въздух може да разгради всички цианиди, включително железни цианиди, а железните цианиди могат да бъдат утаени и отстранени с помощта на някои безопасни и евтини реактиви.

3. Метод с водороден пероксид

• Този процес е подходящ за третиране на отпадъчни води, съдържащи цианид с ниска концентрация. Водородният пероксид може да окисли цианида в отпадъците до относително слаба и лесно хидролизирана цианова киселина (HCNO), която след това се отстранява чрез допълнително окисление и хидролиза.

4. Метод за окисление на озон

• Озонът е силен окислител. Когато се използва за третиране на отпадъчни води, съдържащи цианиди, той е по-пълен от метода на алкално-хлорно окисление, с по-добри ефекти на отстраняване на цианидите. След озониране, разтвореният кислород в разтвора на отпадъчните води се увеличава, което може да се върне в системата за цианидиране за рециклиране, улеснявайки разтварянето на златото и подобрявайки ефективността на излужването на златото.

• Предимства : Работата е проста и удобна, лесна за управление, а степента на автоматизация на производството е висока. Озонът може да се произвежда на място, което е от голямо значение за цианидните инсталации с неудобен транспорт, но достатъчно захранване. Ефективността на пречистване е висока и не се генерира вторично замърсяване.

• Недостатъци : Консумацията на енергия за производство на озон е голяма, а производствените разходи са високи, което ограничава широкото му приложение.

5. Метод на електролитно окисление

• Преди електролиза, първо регулирайте pH на течността, бедна на цианиди, до >7. Добавете малко количество сол, използвайте графит като анод и титаниева плоча като катод и използвайте алкален воден разтвор на мед и цинк като електролит. При преминаване на постоянен ток, на катода се произвеждат метална мед и цинк, а също така се генерира водород. На анода CN⁻ се окислява до CNO⁻, CO₂, N₂ и Cl⁻ се окислява до Cl₂, а Cl₂ навлиза в разтвора, за да генерира HClO.

6. Метод на микробно окисление

• Този метод използва биохимичните свойства на микроорганизмите за разграждане на цианиди, тиоцианати и железни цианиди, генерирайки амоняк, въглероден диоксид и сулфати или хидролизирайки цианидите във формамид. В същото време бактериите адсорбират тежки метални йони, което води до тяхното падане с биофилма и тяхното отстраняване.

• Важна характеристика : Температурата трябва да се поддържа над 10℃ през цялото време, за да се поддържа разумна скорост на отстраняване на цианида.

Методи за възстановяване (регенерация)

1. Метод на подкиселяване

• Основният принцип на този метод е да се добави сярна киселина към отпадъчните води, съдържащи цианид, да се регулира pH до около 1.5 и да се превърне CN⁻ в HCN. Излезлият HCN газ се въвежда в абсорбер и се абсорбира от алкален разтвор (разтвор на натриев хидроксид или калциев хидроксид), за да се получи 20% - 30% цианиден разтвор, който може да се рециклира.

• Предимства : Този процес може да увеличи максимално извличането на цианиди, да подобри ефективния коефициент на използване на цианидите и да намали производствените разходи.

• Недостатъци : Еднократните инвестиционни разходи са големи, процесът е сложен и е трудно за третираната остатъчна течност, съдържаща цианид, да отговаря на стандартите за изхвърляне.

2. Метод на йонен обмен

• При третирането на течности, бедни на цианиди, могат да се използват йонообменни смоли за обогатяване на цианидите.

3. Метод на адсорбция

• Адсорбция на активен въглен : Адсорбцията на активен въглен зависи главно от многобройните му вътрешни пори и голямата му специфична повърхност. Процесът на адсорбция включва физическа адсорбция и химическа адсорбция. Отстраняването на цианида се осъществява основно по три начина: окисление, хидролиза и отделяне. Основният процес е реакцията на окислително разлагане на цианидите в отпадъчни води, съдържащи цианид, с водороден пероксид върху повърхността на активния въглен.

4. Метод за екстракция с разтворител

• Разтворителите се използват за извличане на ценни компоненти и цианиди от течност, бедна на цианиди.

5. Метод с течна мембрана

• При третирането на течности, бедни на цианиди, се използва главно системата „масло във вода“. Основният принцип е: първо, съдържащите цианид отпадъчни води се подкисляват, за да се превърнат цианидните йони в тях в HCN. HCN преминава през мембраната на маслената фаза във вътрешната водна фаза и след това реагира с NaOH, за да генерира NaCN.

6. Метод на електродиализа

• Този метод използва електрическо поле, за да задвижва миграцията на йони през йонообменни мембрани, за да се постигне разделяне и възстановяване на веществата.

Експериментално изследване на течност, бедна на цианид, от златна мина

Предистория на експеримента

Бедната на цианид течност от определена златна мина има особено високо общо съдържание на цианид, достигащо до 13000 мг/л. Такива отпадъчни води, съдържащи цианид с висока концентрация, представляват голяма заплаха за околната среда и изискват ефективно пречистване.

Експериментални методи

1. Метод на адсорбция на H₂O₂ + ClO₂ + C

• При този метод, водородният пероксид (H₂O₂) и хлорният диоксид (ClO₂) първо се използват като окислители за окисляване на цианидите в течността, бедна на цианиди. След това се извършва адсорбция с активен въглен (C) за допълнително отстраняване на останалите замърсители.

2. Триетапно окисление (H₂O₂ + катализатор „M“) + хлориране, аериране + метод на адсорбция на въглерод

• Тристепенно окисление : За тристепенно окисление се използват водороден пероксид (H₂O₂) и специфичен катализатор „M“. Това се прави, за да се осигури по-цялостно окисление на различни цианидни съединения, включително сложни цианиди.

• Хлориране и аериране : След тристепенното окисление се извършва хлориране и аериране. По време на аерирането в течността се въвежда хлор, който може допълнително да окисли останалите вещества, свързани с цианидите, и някои други редуцируеми замърсители.

• C Адсорбция : Накрая, адсорбцията с активен въглен се използва за адсорбиране на останалите финозърнести замърсители и всички остатъчни вещества, свързани с цианиди, за да се постигне целта за пречистване на течността, бедна на цианиди.

Експериментални резултати и сравнение

1. Метод на адсорбция на H₂O₂ + ClO₂ + C

• Този метод постигна известна степен на отстраняване на цианида, но крайното общо съдържание на цианид в третираната течност все още беше относително високо, което не отговаряше на строгите национални стандарти за изхвърляне.

2. Триетапно окисление (H₂O₂ + катализатор „M“) + хлориране, аериране + метод на адсорбция на въглерод

• Този метод показа по-задоволителни резултати. Крайното общо съдържание на цианиди беше намалено до 0.44 мг/л, което отговаря на националните стандарти за заустване. Освен това, съдържанието на други тежки метали също отговаря на съответните национални стандартни изисквания.

• Ефективност на разходите : По отношение на разходите, въпреки че тристепенният процес на окисление с катализатор и допълнителна хлорираща аерация изисква по-сложни операции и използването на определени катализатори и хлор, като цяло, в сравнение с някои други прекалено сложни или скъпи методи, цената е относително разумна. Той може ефективно да третира течности с висока концентрация на цианиди, като същевременно контролира разходите в приемливи граници.

Заключение

Третирането на течност, бедна на цианид, в златни мини е сложна, но важна задача. Чрез експериментално изследване на течността, бедна на цианид, в определена златна мина, може да се види, че различните методи за третиране имат своите предимства и недостатъци. Методът на тристепенно окисление (H₂O₂ + катализатор „M“) + хлориране, аериране + C адсорбция показва относително идеални ефекти на третиране и рентабилност за течността, бедна на цианид, с високо общо съдържание на цианид в тази златна мина. Въпреки това, в бъдеще са необходими непрекъснати изследвания и усъвършенстване, за да се разработят по-ефективни, рентабилни и екологични методи за третиране, които да отговарят по-добре на изискванията за опазване на околната среда и устойчиво развитие в златодобивната индустрия.