Методи и процеси за отстраняване на цианид върху сулфидни минерални повърхности

Въведение

В процесите на обогатяване и топене на сулфидни руди на цветни метали, цианидът често се използва за увеличаване на степента на извличане на метала. Цианидът , оставащ на повърхността на сулфидните руди, обаче не само има отрицателно въздействие върху последващите технологични процеси, но и причинява сериозни екологични проблеми. Следователно, разработването на ефикасни и екологично чисти методи за отстраняване на цианид от повърхността на сулфидните руди е от голямо практическо значение.

Текуща ситуация и опасности от цианидни остатъци върху сулфидни минерални повърхности

Текущо състояние

В традиционния процес на флотация на сулфидни руди цианидът се използва широко като инхибитор. Той може селективно да инхибира определени нежелани минерали в сулфидните руди, като по този начин постига отделянето на целевите минерали от минералите на пустинната порода. Но след флотация, голямо количество цианид ще се адсорбира върху повърхността на сулфидните руди. Според съответните изследвания в някои обогатителни фабрики съдържанието на цианид на повърхността на концентратите от сулфидна руда след флотация може да достигне няколкостотин милиграма на килограм.

Опасности

От технологична гледна точка, останалият цианид ще попречи на последващия процес на топене. Например, по време на топенето на медни сулфидни руди, цианидът ще образува комплекси с медта, намалявайки ефективността на топене на медта и увеличавайки потреблението на енергия. От екологична гледна точка цианидът е силно токсично вещество. Когато съдържащите цианид отпадъчни води от хвост се изхвърлят в естествената среда, те ще замърсят водните тела и почвата, ще застрашат водните организми и околната растителност и дори ще представляват заплаха за човешкото здраве чрез хранителната верига.

Методи за отстраняване на цианид върху сулфидни минерални повърхности

Метод на окисление

1. Метод на химическо окисление

• Принцип: Използвайте силни окислители за окисляване на цианида до по-малко токсични или нетоксични вещества. Често срещани окислители включват водороден пероксид (H2O2), натриев хипохлорит (NaClO) и др. Вземайки водородния пероксид като пример, неговото реакционно уравнение е: (2CN+5H2O2 = 2HCO3 + N2↑+4H2O).

• Оперативен процес : Първо, пулпата от сулфидна руда, съдържаща цианид, се поставя в реакционен съд и се регулира pH стойността на пулпата до подходящ диапазон (обикновено за окисление с водороден пероксид, pH стойността е за предпочитане между 9 и 11). След това бавно се добавя разтвор на водороден пероксид, като се разбърква, за да се осъществи пълен контакт между окислителя и да реагира с пулпата. Времето за реакция обикновено варира от 1 до 3 часа, като специфичното време зависи от концентрацията на цианид в пулпата и свойствата на рудата.

• Предимства : Скоростта на реакцията е сравнително бърза, а ефектът на отстраняване на цианида е добър, което може да намали концентрацията на цианид до сравнително ниско ниво.

• Недостатъци : Окислителите като водороден пероксид са сравнително скъпи и прекомерното им използване може да повлияе на последващите процеси на обогатяване или топене.

Метод на адсорбция

1. Метод на адсорбция с активен въглен

• Принцип : Активният въглен има голяма специфична повърхност и богати порести структури, които могат да адсорбират цианид върху повърхността си чрез физическа и химическа адсорбция.

• Работен процес : Добавете активен въглен към пулпата от сулфидна руда, съдържаща цианид, и разбъркайте добре, за да се осъществи пълен контакт на активния въглен с цианида в пулпата. Времето за адсорбция обикновено е от 30 минути до 2 часа. След адсорбцията, активният въглен се отделя от пулпата чрез филтриране или по друг начин.

• Предимства : Операцията е проста и има добър адсорбционен ефект върху цианиди с ниска концентрация. Активният въглен може да се регенерира и използва повторно.

• Недостатъци : За цианидите с висока концентрация, адсорбционният капацитет е ограничен и неправилното третиране на адсорбирания активен въглен ще причини вторично замърсяване.

2. Метод на адсорбция на йонообменна смола

• Принцип : Йонообменните смоли съдържат специфични функционални групи, които могат да обменят йони с цианида, като по този начин адсорбират цианида върху смолата.

• Работен процес : Заредете йонообменната смола в обменна колона и прекарайте пулпата от сулфидна руда, съдържаща цианид, през обменната колона. Контролирайте дебита на пулпата, за да осигурите пълен обмен на цианида със смолата. Когато смолата се насити с адсорбция, използвайте специфичен елуент за елуиране и регенериране на смолата.

• Предимства : Има висока селективност на адсорбция за цианид и може да постигне непрекъсната работа.

• Недостатъци : Цената на смолата е висока, процесът на елуиране е сравнително сложен и може да се генерира отпадъчна течност, съдържаща цианид.

Други методи

1. Метод за неутрализиране на киселина и основа

• Принцип : При определени условия цианидът ще претърпи хидролизни реакции в киселинна или алкална среда, за да генерира по-малко токсични или нетоксични вещества. Например, в киселинна среда цианидът ще реагира с водородни йони, за да образува циановодородна киселина (HCN), която може да бъде отстранена чрез изпаряване; в алкална среда цианидът хидролизира, за да образува цианат и други вещества.

• Оперативен процес : Ако се използва киселинна хидролиза, бавно се добавят киселинни разтвори, като например разредена сярна киселина, към пулпата от сулфидна руда, съдържаща цианид, регулира се pH стойността до 2 - 4 и след това се аерира, за да се изпари образувалата се циановодородна киселина. Ако се използва алкална хидролиза, се добавят алкални вещества, като например натриев хидроксид, регулира се pH стойността до 10 - 12 и се оставя да реагира за определен период (обикновено 2 - 4 часа).

• Предимства : Цената е сравнително ниска, а операцията е сравнително проста.

• Недостатъци : Циановодородната киселина, образувана по време на киселинната хидролиза, е силно токсична и изисква строги защитни мерки; скоростта на алкалната хидролиза е бавна и след третирането може да остане малко количество цианидни остатъци.

Проектиране на потока на процеса за отстраняване на цианид върху сулфидни минерални повърхности

Етап на предварителна обработка

1. Регулиране на пулпата : Регулирайте концентрацията на пулпата от сулфидна руда след флотация. Обикновено концентрацията на пулпа се контролира между 20% - 40% за последваща обработка. В същото време, отчитайте началната концентрация на цианид в пулпата, за да осигурите основа за определяне на последващите параметри на процеса.

2. Отстраняване на примеси : Отстранете едрите частици примеси и някои суспендирани твърди вещества в пулпата чрез филтриране, утаяване и др., за да предотвратите тяхното повлияване на последващите процеси на обработка.

Етап на премахване

1. Избор на метод : Изберете подходящ метод за отстраняване според фактори като концентрацията на цианид в пулпата, свойствата на рудата, разходите за обработка и изискванията за опазване на околната среда. Например, за цианид с висока концентрация и случаи, когато разходите не са от значение, може да се даде приоритет на метода на химическо окисление ; за цианид с ниска концентрация и екологично съобразени случаи, методът на биологично окисление или методът на адсорбция може да са по-подходящи.

2. Контрол на параметрите на процеса : Вземайки за пример окислението с водороден пероксид при метода на химично окисление , стриктно контролирайте количеството добавен водороден пероксид (обикновено изчислено според концентрацията на цианида и уравнението на реакцията), температурата на реакцията (обикновено 20 - 30 ℃), pH стойността (9 - 11) и скоростта на разбъркване (100 - 300 оборота в минута) и други параметри, за да осигурите ефективна реакция.

Етап след лечение

1. Разделяне на твърдо и течно вещество : Отделете пулпата след отстраняване на цианида чрез филтриране, центрофугиране и др., за да получите пречистени концентрати от сулфидна руда и отпадъчни води, съдържащи малко количество цианид.

2. Пречистване на отпадъчни води : Допълнително пречистете отделените отпадъчни води, за да отговарят на националните стандарти за заустване. Могат да се използват вторично окисление, адсорбция и други методи за дълбоко отстраняване на цианида в отпадъчните води, за да се осигури безопасно заустване.

Заключение

Има различни методи за отстраняване на цианид от повърхността на сулфидни руди и всеки метод има своите предимства и недостатъци. В практическите приложения е необходимо да се разгледат цялостно фактори като свойства на рудата, концентрация на цианид, цена на обработка и изисквания за опазване на околната среда, за да се изберат подходящи методи и процесни потоци. С все по-строгите изисквания за опазване на околната среда и непрекъснатия напредък на технологиите, разработването на по-ефективни, екологични и евтини технологии за отстраняване на цианид от повърхността на сулфидни руди ще бъде ключовата изследователска посока в бъдеще. Чрез непрекъсната оптимизация на процеса се очаква да се постигне нулево изхвърляне на цианид в процесите на обогатяване и топене на сулфидни руди и да се насърчи устойчивото развитие на индустрията за цветни метали.