Какви са процесите за отстраняване на натриев цианид от златни отпадъци?

Въведение

В златодобивната индустрия цианидът се използва широко в процеса на екстракция поради ефективността му при разтваряне на злато от руди. Въпреки това, наличието на цианид в хвостохранилищата представлява значителни рискове за околната среда и безопасността. В резултат на това разработването и внедряването на ефикасни процеси за отстраняване на цианиди са от изключителна важност. Тази статия изследва различни процеси за отстраняване на цианиди, използвани при третирането на златни хвостохранилища , с цел да предостави цялостно разбиране на наличните техники.

Метод на алкално хлориране

Принцип

Методът на алкално хлориране е един от най-често използваните процеси за отстраняване на цианиди. При този метод, окислители на основата на хлор се добавят към хвостовата каша при алкални условия. Хлорът реагира с цианидни йони (CN-), за да образува по-малко токсични продукти. Реакцията протича на два основни етапа. В първия етап цианидът се окислява до цианат (CNO-), а във втория етап цианатът се разлага допълнително на азотен газ, въглероден диоксид и други безвредни вещества.

Предимства

• Висока ефективност : Може ефективно да намали високите концентрации на цианид в златните отпадъци, за да отговори на регулаторните ограничения за изхвърляне.

• Широко приложим : Подходящ за широк спектър от отпадъци с различни концентрации и състави на цианиди.

• Добре установена технология : Процесът е добре разбран и има богат индустриален опит в неговото приложение.

Недостатъци

• Корозивни реагенти : Окислителите на основата на хлор могат да бъдат корозивни за оборудването, което води до по-високи разходи за поддръжка и по-кратък живот на оборудването.

• Токсични странични продукти : По време на реакцията съществува риск от образуване на токсични странични продукти, като например хлорен газ, ако процесът не е правилно контролиран.

• Висока консумация на химикали : Изисква относително голямо количество окислители на основата на хлор, което може да увеличи експлоатационните разходи.

Казус

Златна мина използва метода на алкално хлориране за третиране на съдържащите цианид отпадъци. Чрез внимателно контролиране на pH на хвостовата суспензия около 10-11 и добавяне на подходящо количество белина (често срещан окислител на основата на хлор), общото съдържание на цианид в отпадъците е намалено от първоначална концентрация от 200 mg/L до по-малко от 0.1 mg/L след третирането. Третираните отпадъци отговарят на местните стандарти за заустване в околната среда.

INCO процес (серен диоксид - въздушен процес)

Принцип

Процесът INCO, известен още като процес серен диоксид-въздух, е друга важна технология за отстраняване на цианиди. При този процес серен диоксид и въздух се въвеждат в хвостохранителната каша в присъствието на меден катализатор. Серният диоксид се окислява до сулфат, а кислородът във въздуха помага за окислението на цианида. Медният катализатор ускорява скоростта на реакцията, превръщайки цианида във въглероден диоксид, азот и други вещества.

Предимства

• По-ниска консумация на химикали : В сравнение с някои други методи, изисква по-малко химическо влагане, тъй като използва въздух като източник на окислител.

• Намалени токсични странични продукти : Генерира по-малко токсични странични продукти в сравнение с алкалното хлориране, което го прави по-екологичен вариант.

• Рентабилно : Може да бъде рентабилно за мащабни операции поради относително ниската цена на серен диоксид и въздух.

Недостатъци

• Изискване за катализатор : Необходимостта от меден катализатор усложнява процеса. Катализаторът трябва да се поддържа и наблюдава внимателно, а загубата или деактивирането му може да повлияе на ефективността на процеса.

• Чувствителност към pH : Процесът е чувствителен към pH на хвостохранителната каша. За ефективно отстраняване на цианидите е необходимо да се поддържат оптимални pH условия, обикновено в диапазона от 8 до 9.

• По-бавна скорост на реакцията : Скоростта на реакцията е относително по-бавна в сравнение с някои други окислителни процеси, които може да изискват по-големи реакционни съдове и по-дълго време на престой.

Казус

Мащабна златодобивна компания внедри процеса INCO. Чрез инсталиране на специална реакционна система за въвеждане на серен диоксид и въздух и внимателно контролиране на дозата на медния катализатор, те успяха да намалят концентрацията на цианид в хвостохранилищата си от 150 mg/L до по-малко от 50 mg/L. Това отговори на приетите в индустрията изисквания за ниво на слабокиселинно дисоциируем (WAD) цианид за обезвреждане на хвостохранилища.

Методи за биологично третиране

Принцип

Биологичното третиране на съдържащи цианид златни отпадъци включва използването на микроорганизми като бактерии и гъбички. Тези микроорганизми могат да метаболизират цианида като източник на азот или въглерод. Например, някои бактерии могат да превърнат цианида в амоняк чрез ензимни реакции. Цялостният процес е сложна серия от биохимични реакции, при които микроорганизмите разграждат молекулата цианид при специфични условия на околната среда, като подходяща температура, pH и наличие на хранителни вещества.

Предимства

• Екологично чист : Биологичното третиране е по-устойчив вариант, тъй като не внася допълнителни вредни химикали в околната среда.

• Ниска цена : След като микробната култура е установена, оперативните разходи могат да бъдат относително ниски, тъй като микроорганизмите могат да се самовъзпроизвеждат и да използват естествени хранителни вещества.

• Селективно третиране : Някои микроорганизми могат селективно да се насочват към цианида, оставяйки други ценни минерали в хвостохранилищата незасегнати.

Недостатъци

• Бавен процес : Биологичните процеси обикновено имат по-бавни скорости на реакцията в сравнение с методите за химично окисление. Това може да изисква големи биореактори и дълго време за обработка.

• Чувствителност към условията на околната среда : Микроорганизмите са силно чувствителни към промени в температурата, pH и наличието на други токсични вещества в хвостохранилищата. Дори малки вариации могат да нарушат микробната активност и да намалят ефективността на отстраняването на цианиди.

• Сложност при стартиране : Създаването на стабилна и ефикасна микробна култура за разграждане на цианиди може да бъде предизвикателство. То изисква внимателен подбор и аклиматизация на подходящите микроорганизми.

Казус

Златна мина експериментира със система за биологично третиране. Те използваха специално проектиран биореактор, пълен с консорциум от бактерии, разграждащи цианида. След продължителна експлоатация и непрекъсната оптимизация на условията на околната среда в биореактора, те успяха да намалят концентрацията на цианид в хвостохранилищата от 80 mg/L до около 10 mg/L. Този процес обаче изискваше няколко месеца стартиране и настройка, за да се постигне стабилна работа.

Процес на промиване и отстраняване на хвостохранилища (WPS)

Принцип

Процесът на водоснабдяване и пречистване (WPS) се състои от два основни етапа: промиване на хвостохранителната каша и отстраняване на цианид от басейна или резервоара. В етапа на промиване се използват противотокови сгъстители с висока скорост на промиване. Това помага за отстраняването на значително количество разтвор, съдържащ цианид, от хвостохранителната каша. Изливната течност от сгъстителя, която съдържа цианид, след това се подлага на отстраняване от басейна или резервоара. В процеса на отстраняване, богатият на цианид разтвор се излага на въздействието на въздух или други агенти за отстраняване. Цианидът, под формата на газообразен циановодород, се отделя от разтвора и може да бъде възстановен или допълнително обработен. Отстранената вода може да бъде рециклирана обратно в етапа на промиване, което помага за управление на водния баланс.

Предимства

• Възстановяване на ресурси : Процесът позволява възстановяване на цианид, който може да бъде рециклиран обратно в процеса на излужване, намалявайки общото потребление на цианид в мината.

• Управление на водите : Чрез рециклиране на отстранената вода се помага за управление на водния баланс в минната операция, намалява се нуждата от прием на прясна вода и се минимизира изхвърлянето на отпадъчни води.

• Използване на съществуващата инфраструктура : Процесът на водоснабдяване и пречистване често може да използва съществуваща инфраструктура на инсталацията, като сгъстители и резервоари за технологична вода, което намалява необходимостта от големи капиталови инвестиции.

Недостатъци

• Сложност при работа : Процесът включва множество стъпки и изисква внимателен контрол на параметри като ефективност на измиване, скорост на отстраняване и съотношения на рециклиране на водата.

• Ефективност на възстановяването на цианидите : Ефективността на възстановяването на цианидите може да бъде повлияна от фактори като началната концентрация на цианид в хвостохранилищата, качеството на операциите по промиване и отстраняване, както и наличието на други смущаващи вещества.

• Миризма и опасения за безопасността : Процесът на отстраняване може да освободи циановодороден газ, който има силна миризма и е силно токсичен. Необходимо е да се вземат подходящи мерки за безопасност, за да се предотврати изтичане на газ и да се гарантира безопасността на работниците.

Казус

Златодобивна компания внедри процеса WPS. Чрез модернизиране на съществуващите си сгъстители за подобрено промиване и изграждане на покрит басейн за отстраняване на цианид, те успяха да постигнат степен на извличане на цианид до 70%. Възстановеният цианид беше успешно рециклиран обратно в цикъла на излужване, което намали значително разходите им за закупуване на цианид.

Заключение

Отстраняването на цианида от златните отпадъци е от решаващо значение за опазването на околната среда и устойчивите минни практики. Всеки от обсъжданите процеси за отстраняване на цианид, включително алкално хлориране, INCO процес, биологично третиране и WPS процес, има своите уникални предимства и недостатъци. Изборът на най-подходящия процес зависи от различни фактори, като например началната концентрация на цианид в отпадъците, състава на отпадъците, наличната инфраструктура и анализа на разходите и ползите. В много случаи може да се изисква комбинация от тези процеси, за да се постигне най-ефективното и рентабилно отстраняване на цианид. Тъй като минната индустрия продължава да е изправена пред нарастващ екологичен контрол, непрекъснатите изследвания и разработки в областта на технологиите за отстраняване на цианид ще бъдат от съществено значение за осигуряване на по-чисто и по-устойчиво бъдеще.