Procés de tractament d'aigües residuals d'extracció d'or amb cianur

En l'actualitat, la cianur El mètode d'extracció d'or és un dels principals processos madurs per a la fosa d'or a la Xina. Utilitza una solució de cianur per extreure or dels minerals, amb una alta taxa de recuperació, una gran adaptabilitat a les propietats del mineral i la capacitat de produir or in situ. Des del primer ús de la solució de cianur per lixiviar l'or dels minerals l'any 1887. aquest mètode s'ha aplicat àmpliament fins ara. Tanmateix, l'extracció d'or amb cianur genera una gran quantitat de substàncies tòxiques i nocives, la qual cosa suposa una gran amenaça per al medi ambient i els humans. Per tant, per reduir el dany, cal estudiar els mètodes de tractament de les aigües residuals d'extracció d'or amb cianur. Un gran nombre d'investigadors han resumit els mètodes de tractament, els principis químics i les tendències de desenvolupament de les aigües residuals que contenen cianur, però la majoria d'ells només discuteixen un o dos mètodes. Per tant, aquest article realitza una anàlisi detallada de diversos mètodes de tractament d'aigües residuals d'extracció d'or amb cianur que s'apliquen actualment a la indústria, compara els avantatges, els inconvenients i els escenaris d'aplicació de cada mètode, que té una certa significació orientadora per a aplicacions similars en la producció real.

I. Fonts i perills de les aigües residuals d'extracció d'or amb cianur

El principi principal de l'extracció d'or amb cianur és que en un entorn aeròbic, cianur de sodi reacciona amb l'or per formar complexos d'or, que després es dissolen. Després d'això, l'or es pot extreure per enriquiment mitjançant activació Carboni adsorció o desplaçament per pols de zinc del cianur d'or. Al mateix temps, altres metalls pesants com la plata, el coure i el zinc també formen complexos i es dissolen.

La cianurs utilitzats en la reacció i els complexos produïts són substàncies tòxiques i nocives. El cianur de sodi és fàcil d'hidrolitzar i és una substància de classe 1 altament tòxica, amb una dosi letal de 0.10 g. Quan Cianurs filtra als cossos d'aigua, és extremadament perjudicial per als organismes de l'aigua i suposarà una gran amenaça per als humans i el medi ambient. Per tant, el tractament de les aigües residuals d'extracció d'or amb cianur és de gran importància.

II. Principals mètodes de tractament per a aigües residuals d'extracció d'or amb cianur

Mètode de cloració alcalina

El mètode de cloració alcalina és actualment un dels mètodes més utilitzats per tractar les aigües residuals que contenen cianur procedents de l'extracció d'or amb cianur. Utilitza principalment oxidants a base de clor per oxidar els cianurs de les aigües residuals en condicions alcalines, convertint-los en substàncies no tòxiques. El procés de ruptura del cianur de la cloració alcalina es divideix en dues etapes:

La primera etapa és oxidar el cianur a cianat, que s'anomena etapa d'"oxidació incompleta". El CN⁻ reacciona amb OCl⁻ per formar primer CNCl, i després s'hidrolitza a CNO⁻. Cal tenir en compte que CNCl és altament volàtil i tòxic en condicions àcides. Per tant, durant el funcionament, el valor del pH s'ha de controlar estrictament perquè estigui en estat alcalí.

La segona etapa és oxidar encara més el cianat a diòxid de carboni i nitrogen, que s'anomena etapa d'"oxidació completa". Durant el procés de trencament del cianur, el valor del pH té un gran impacte en la reacció d'oxidació. El valor del pH de la primera fase d'oxidació s'ha de controlar a 10 - 11. i el temps de reacció és de 10 - 15 minuts. El valor de pH de la segona etapa d'oxidació s'ha de controlar entre 6.5 i 7.0. i el temps de reacció és de 10-15 minuts.

Una determinada mina utilitza el mètode de cloració alcalina per tractar el sobrenedant de la cua de cianur (amb un contingut de cianur de 200 mg/L) i l'aigua de filtració del dipòsit de sedimentació (amb un contingut de cianur de 5 mg/L). El valor del pH es controla a 10 - 11. i s'afegeix pols blanquejant en una proporció de 35 - 40 vegades el contingut de cianur per a la barreja i l'agitació. Després de la sedimentació en un espessidor, el contingut total de cianur es pot reduir a 0.1 mg/L.

El mètode de cloració alcalina és el mètode més utilitzat per tractar aigües residuals que contenen cianur, i la pols de blanqueig és l'oxidant més utilitzat a base de clor. Aquest mètode és adequat per tractar aigües residuals d'extracció d'or amb cianur amb concentracions altes o baixes. També pot eliminar els complexos que contenen tiocianat i cianur (excepte els complexos de ferrocianur). El medicament està àmpliament disponible, els residus de residus generats són fàcils de filtrar i el funcionament és senzill. Tanmateix, l'entorn d'operació és relativament dur quan s'utilitza pols blanquejant per tractar aigües residuals. Ara, algunes empreses utilitzen líquid blanquejador o diòxid de clor, cosa que millora fins a cert punt l'entorn de funcionament. Però durant el procés de reacció es generen gasos tòxics i té una corrosivitat relativament gran per als equips. El cost del medicament i el cost de manteniment són relativament elevats.

Mètode de complexació de sal ferrosa

El mètode de complexació de sal ferrosa és un mètode de tractament d'aigües residuals d'extracció d'or amb cianur que ha sorgit en els últims anys. En controlar el valor del pH de la reacció a 7 - 8. Els ions ferrosos reaccionen amb cianur lliure i alguns complexos de cianur a les aigües residuals d'extracció d'or de cianur per formar precipitats.

Els experiments han demostrat que, generalment, l'addició només de sulfat fèrric per tractar les aigües residuals d'extracció d'or amb cianur no pot fer que les aigües residuals compleixin els estàndards de descàrrega. Per tant, cal afegir un oxidant general a les aigües residuals tractades per a l'eliminació profunda del cianur. Sempre que les condicions estiguin ben controlades, l'oxidant es pot afegir directament per al tractament sense separar el precipitat, i també es pot aconseguir l'estàndard de descàrrega. Això té un significat positiu en comparació amb el mètode tradicional de separació primer i després tractament.

Una certa fosa d'or utilitza el mètode de sulfur de sodi - sulfat de ferro per tractar el cianur - líquid pobre. L'influent té un contingut de cianur de 2500 mg/L. Després del tractament, l'efluent té un contingut de cianur inferior a 20 mg/L, amb una taxa d'eliminació del 99.2%, mostrant resultats notables. El tractament profund posterior utilitza el mètode de metabisulfit de sodi - aire per reduir el cianur total a menys de 0.4 mg/L.

El mètode de complexació de sal ferrosa és un mètode de tractament emergent, utilitzat principalment per tractar aigües residuals que contenen cianur d'alta concentració. El seu procés és senzill, la inversió única és petita, és fàcil d'utilitzar, el medicament (principalment sulfat fèrric) està àmpliament disponible, barat i fàcil d'utilitzar. Tanmateix, com que la solució de sulfat fèrric és àcida, quan es barreja amb aigües residuals d'extracció d'or de cianur, l'àrea local es torna àcida i hi ha la possibilitat de generar gas de cianur d'hidrogen. A més, no pot eliminar el tiocianat i les aigües residuals tractades encara necessiten un tractament profund per complir els estàndards de descàrrega.

Metabisulfit de sodi - Mètode de l'aire

El mètode metabisulfit de sodi - aire es desenvolupa a partir del mètode diòxid de sofre - aire. Utilitza principalment l'efecte sinèrgic del metabisulfit de sodi i l'aire sobre els cianurs de les aigües residuals dins d'un determinat rang de pH, amb l'efecte catalític dels ions de coure, per oxidar CN⁻ a CNO⁻.

Si el contingut de cianur a les aigües residuals que conté cianur és alt, primer es pot dur a terme un tractament previ per reduir la concentració total de cianur a menys de 100 mg/L. A continuació, s'afegeix metabisulfit de sodi i sulfat de coure, s'introdueix aire suficient i es controla el valor del pH (generalment controlat entre 7 i 8), de manera que el cianur s'oxida a cianat, que després s'hidrolitza per formar ions bicarbonat i amoníac.

El mètode metabisulfit de sodi - aire és adequat per al tractament d'aigües residuals d'extracció d'or amb cianur de baixa concentració. La dosi del medicament és petita, la intensitat laboral és baixa, però la inversió inicial és relativament gran i cal afegir equips com ara bufadors. Els requisits per als indicadors de procés són relativament estrictes i controlar el valor del pH és molt crucial. També cal afegir sulfat de coure com a catalitzador. El temps de reacció és llarg. Si el tractament no és adequat, es generarà una gran quantitat d'ions d'amoni i l'escòria generada no és fàcil de filtrar. Hi ha una petita quantitat de gas amoníac generat al lloc i no té cap efecte en l'eliminació de tiocianurs.

Mètode d'oxidació del peròxid d'hidrogen

El mètode d'oxidació del peròxid d'hidrogen consisteix a oxidar els cianurs a CNO⁻ en condicions de temperatura normal, alcalines (pH = 10 - 11), amb Cu²⁺ com a catalitzador, i després hidrolitzar-los en substàncies no tòxiques. Els cianurs complexos (complexes de Cu, Zn, Pb, Ni, Cd) també es dissocien a causa de la destrucció dels cianurs que hi ha. Els ions ferrocianur i altres ions de metalls pesants formen sals complexes de ferrocianur i s'eliminen. Finalment, la concentració total de cianur a les aigües residuals tractades es pot reduir a menys de 0.5 mg/L.

Aquest mètode és adequat per tractar aigües residuals que contenen cianur de baixa concentració. L'equip de tractament de peròxid d'hidrogen és senzill i fàcil d'aconseguir un control automàtic. Tanmateix, el cianat generat ha de romandre durant un cert període de temps per descompondre's en CO₂ i NH₃. Els desavantatges són que l'ús de coure com a catalitzador pot provocar que el coure a l'aigua descarregada superi l'estàndard, el cost de la matèria primera és relativament elevat, els tiocianurs no es poden oxidar i es generen ions d'amoni. De fet, les aigües residuals encara tenen una certa toxicitat. A més, com que el peròxid d'hidrogen és un oxidant, té una gran corrosivitat i hi ha certes dificultats i perills en el transport i l'ús.

Mètode d'acidificació

Quan s'utilitza el mètode d'acidificació per tractar el cianur - líquid pobre, el seu mecanisme de reacció és relativament complex, incloent principalment tres processos: el procés d'acidificació del cianur - que conté aigües residuals, el procés d'extracció i absorció del gas HCN i el procés de neutralització del líquid despullat.

(1) Reacció d'acidificació: el cianur - líquid pobre s'acidifica i es purifica amb àcid. Els cianurs complexos del líquid pobre formaran precipitats insolubles com CuCN, CuSCN i Zn₂Fe(CN)₆ i s'eliminaran i, al mateix temps, es genera cianur d'hidrogen.

(2) Reacció de volatilització i absorció: el líquid pobre s'escalfa prèviament a uns 30 ℃ abans de l'acidificació. Com que el punt d'ebullició de l'HCN és de només 26.5 ℃, és extremadament volàtil. Per tant, s'utilitza una torre empaquetada com a equip de transferència de massa per al contacte entre el gas - líquid bifàsic en el mètode d'acidificació, que és fàcil d'aconseguir l'eliminació i l'absorció d'HCN.

(3) Reacció de neutralització: s'utilitza calç o àlcali líquid per neutralitzar el líquid residual despullat. Les molècules d'HCN residuals de la solució es convertiran a la forma CN⁻. El mètode d'acidificació es pot recuperar Cianur de sodi del cianur - que conté aigües residuals i realitzar la recuperació de recursos. Tanmateix, té requisits elevats per al segellat d'equips, una inversió inicial relativament gran, requereix habilitats operatives d'alt nivell i el manteniment de l'equip és difícil. També hi ha certs perills de seguretat. Les aigües residuals generades després de la recuperació encara necessiten un tractament profund per complir els estàndards d'abocament.

Mètode d'electròlisi

El mètode d'electròlisi utilitza reaccions redox electroquímiques per destruir els cianurs de les aigües residuals. Durant l'electròlisi iònica, els cianurs perden electrons a l'ànode i s'oxiden a cianats, carbonats, nitrogen o amoni. El cianat s'oxida més a CO₂ i H₂O. Les principals reaccions són:

CN⁻ + 2OH⁻ - 2e → CNO⁻ + H₂O (24)

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

Els experiments d'electròlisi amb una vareta d'elèctrode de diòxid de plom fet a base de ceràmica i una placa de càtode d'acer inoxidable han demostrat que mitjançant l'ús del mètode d'electròlisi per tractar aigües residuals que contenen cianur, després de 2 hores d'electròlisi, la concentració de CN⁻ es pot reduir de 385 mg/L a 58 mg/L i la concentració de Cu²m/L es pot reduir de 450 mg/L a 48 mg/L i la concentració de Cu²m/4 0.8 mg/l. A més, Hunan Zhongnan Gold Smelter utilitza el mètode electroquímic per tractar les aigües residuals d'extracció d'or amb cianur, que pot reduir el cianur total de XNUMX g/L a XNUMX g/L. La diferència amb l'anterior és que tant les plaques d'ànode com de càtode estan fetes de plaques de ferro. Durant el procés d'operació, no només es consumeix energia elèctrica, sinó que també es consumeixen les plaques de ferro.

El mètode d'electròlisi s'utilitza principalment per tractar aigües residuals que contenen cianur d'alta concentració. L'equip ocupa una petita àrea, el procés és senzill i fàcil de controlar, però consumeix una gran quantitat d'energia elèctrica i el cost de funcionament és superior al del mètode de cloració alcalina. La taxa d'eliminació de cianur és mitjana i no té cap efecte en l'eliminació de complexos de cianur.

Actualment, entre els mètodes de tractament d'aigües residuals d'extracció d'or amb cianur, s'utilitzen àmpliament el mètode de cloració alcalina, el mètode d'acidificació i el mètode de metabisulfit de sodi - aire. El mètode d'electròlisi i el mètode de complexació de sal ferrosa són mètodes emergents que s'han aplicat amb èxit en el tractament industrial. El mètode d'oxidació de peròxid d'hidrogen és principalment un mètode de tractament d'emergència. Hi ha molts altres mètodes de tractament per tractar les aigües residuals d'extracció d'or amb cianur, com ara el mètode de purificació natural, el mètode biològic, el mètode de separació de membrana, el mètode d'intercanvi d'ions, etc. No obstant això, com a aplicacions industrials, tots tenen certes limitacions i encara necessiten una millora contínua.