Metody a procesy pro odstraňování kyanidu na površích sulfidických minerálů

Úvod

V procesech obohacování a tavení sulfidových rud neželezných kovů se kyanid často používá ke zvýšení míry výtěžnosti kovů. Kyanid , který však zůstává na povrchu sulfidových rud, má nejen negativní dopad na následné procesy, ale také způsobuje vážné environmentální problémy. Proto má vývoj účinných a ekologicky šetrných metod pro odstraňování kyanidu z povrchu sulfidových rud velký praktický význam.

Aktuální situace a nebezpečí reziduí kyanidu na površích sulfidických minerálů

Současná situace

V tradičním flotačním procesu sulfidových rud je kyanid široce používán jako inhibitor. Může selektivně inhibovat určité nežádoucí minerály v sulfidových rudách, čímž se dosáhne oddělení cílových minerálů od minerálů gangu. Ale po flotaci se na povrchu sulfidových rud adsorbuje velké množství kyanidu. Podle relevantního výzkumu může v některých koncentrátorech obsah kyanidu na povrchu koncentrátů sulfidových rud po flotaci dosahovat až několika stovek miligramů na kilogram.

Nebezpečí

Z technologického hlediska bude zbývající kyanid narušovat následný proces tavení. Například při tavení sulfidových rud mědi bude kyanid tvořit komplexy s mědí, čímž se sníží účinnost tavení mědi a zvýší se spotřeba energie. Z hlediska životního prostředí je kyanid vysoce toxická látka. Když jsou hlušinové odpadní vody obsahující kyanid vypouštěny do přírodního prostředí, znečišťují vodní útvary a půdu, ohrožují vodní organismy a okolní vegetaci a dokonce představují hrozbu pro lidské zdraví prostřednictvím potravního řetězce.

Metody odstraňování kyanidu na površích sulfidových minerálů

Oxidační metoda

1. Metoda chemické oxidace

• Princip: K oxidaci kyanidu na méně toxické nebo netoxické látky se používají silná oxidační činidla. Mezi běžná oxidační činidla patří peroxid vodíku (H2O2), chlornan sodný (NaClO) atd. Jako příklad peroxidu vodíku je jeho reakční rovnice: (2CN+5H2O2 = 2HCO3 + N2↑+4H2O).

• Provozní postup : Nejprve se buničina ze sulfidové rudy obsahující kyanid umístí do reakční nádrže a upraví se hodnota pH buničiny na vhodný rozsah (obecně se pro oxidaci peroxidem vodíku hodnota pH pohybuje mezi 9 a 11). Poté se za míchání pomalu přidává roztok peroxidu vodíku, aby se oxidační činidlo plně dostalo do kontaktu a reagovalo s buničinou. Reakční doba se obvykle pohybuje v rozmezí 1–3 hodin a konkrétní doba závisí na koncentraci kyanidu v buničině a vlastnostech rudy.

• Výhody : Rychlost reakce je relativně vysoká a účinek odstraňování kyanidu je dobrý, což může snížit koncentraci kyanidu na relativně nízkou úroveň.

• Nevýhody : Oxidační činidla, jako je peroxid vodíku, jsou relativně drahá a nadměrné množství oxidačních činidel může mít vliv na následné procesy obohacování nebo tavení.

Adsorpční metoda

1. Metoda adsorpce aktivního uhlí

• Princip : Aktivní uhlí má velký specifický povrch a bohatou pórovitou strukturu, které mohou adsorbovat kyanid na svém povrchu fyzikální a chemickou adsorpcí.

• Pracovní postup : Přidejte aktivní uhlí do buničiny sulfidové rudy obsahující kyanid a důkladně promíchejte, aby se aktivní uhlí plně dostalo do kontaktu s kyanidem v buničině. Doba adsorpce je obvykle 30 minut až 2 hodiny. Po adsorpci oddělte aktivní uhlí od buničiny filtrací nebo jiným způsobem.

• Výhody : Obsluha je jednoduchá a má dobrý adsorpční účinek na kyanidy s nízkou koncentrací. Aktivní uhlí lze regenerovat a znovu použít.

• Nevýhody : U kyanidů s vysokou koncentrací je adsorpční kapacita omezená a nesprávné zpracování adsorbovaného aktivního uhlí způsobí sekundární znečištění.

2. Iontově výměnná metoda adsorpce pryskyřice

• Princip : Iontoměničové pryskyřice obsahují specifické funkční skupiny, které se mohou vyměňovat s ionty v kyanidu, a tím adsorbovat kyanid na pryskyřici.

• Provozní postup : Vložte iontoměničovou pryskyřici do výměnné kolony a nechte sulfidickou rudu obsahující kyanid procházet výměnnou kolonou. Říďte průtok buničiny, abyste zajistili úplnou výměnu kyanidu s pryskyřicí. Jakmile je pryskyřice nasycena adsorpcí, použijte specifický eluent k eluci a regeneraci pryskyřice.

• Výhody : Má vysokou adsorpční selektivitu pro kyanidy a umožňuje nepřetržitý provoz.

• Nevýhody : Cena pryskyřice je vysoká, eluční proces je relativně složitý a může vznikat eluční odpadní kapalina obsahující kyanidy.

Jiné metody

1. Metoda acidobazické neutralizace

• Princip : Za určitých podmínek kyanid podléhá hydrolýzním reakcím v kyselém nebo alkalickém prostředí za vzniku méně toxických nebo netoxických látek. Například v kyselém prostředí kyanid reaguje s vodíkovými ionty za vzniku kyseliny kyanovodíkové (HCN), kterou lze odstranit odpařením; v alkalickém prostředí kyanid hydrolyzuje za vzniku kyanátu a dalších látek.

• Provozní postup : Pokud se použije kyselá hydrolýza, pomalu se do sulfidové rudy obsahující kyanid přidávají kyselé roztoky, jako je zředěná kyselina sírová, upraví se hodnota pH na 2–4 ​​a poté se provzdušňuje, aby se vzniklá kyselina kyanovodíková odpařila. Pokud se použije alkalická hydrolýza, přidají se alkalické látky, jako je hydroxid sodný, upraví se hodnota pH na 10–12 a nechá se reagovat po určitou dobu (obvykle 2–4 hodiny).

• Výhody : Cena je relativně nízká a obsluha je poměrně jednoduchá.

• Nevýhody : Kyselina kyanovodíková vznikající během kyselé hydrolýzy je vysoce toxická a vyžaduje přísná ochranná opatření; rychlost reakce alkalické hydrolýzy je pomalá a po ošetření může stále existovat malé množství kyanidových zbytků.

Návrh toku procesu pro odstranění kyanidu na površích sulfidových minerálů

Fáze předběžného ošetření

1. Úprava buničiny : Upravte koncentraci buničiny sulfidové rudy po flotaci. Obecně se koncentrace buničiny pro následné zpracování řídí mezi 20 % a 40 %. Současně se detekuje počáteční koncentrace kyanidu v buničině, která slouží jako základ pro stanovení následných procesních parametrů.

2. Odstranění nečistot : Odstraňte nečistoty ve formě velkých částic a některé suspendované látky z buničiny filtrací, sedimentací atd., aby se zabránilo jejich narušení následných procesů úpravy.

Fáze odstranění

1. Výběr metody : Vyberte vhodnou metodu odstraňování podle faktorů, jako je koncentrace kyanidu v buničině, vlastnosti rudy, náklady na úpravu a požadavky na ochranu životního prostředí. Například u vysoce koncentrovaných kyanidů a v případech, kdy náklady nejsou důležité, lze upřednostnit chemickou oxidační metodu ; u nízkokoncentrovaných kyanidů a v případech šetrných k životnímu prostředí může být vhodnější biologická oxidační metoda nebo metoda adsorpce.

2. Řízení parametrů procesu : Vezměme si jako příklad oxidaci peroxidem vodíku v metodě chemické oxidace a přísně kontrolujeme množství přidaného peroxidu vodíku (obvykle vypočítáno podle koncentrace kyanidu a reakční rovnice), reakční teplotu (obvykle 20–30 °C), hodnotu pH (9–11) a rychlost míchání (100–300 otáček za minutu) a další parametry, aby byla zajištěna účinná reakce.

Fáze po ošetření

1. Separace pevných látek a kapalin : Po odstranění kyanidu se buničina oddělí filtrací, centrifugací atd., čímž se získají vyčištěné koncentráty sulfidových rud a odpadní voda obsahující malé množství kyanidu.

2. Čištění odpadních vod : Oddělené odpadní vody dále upravte tak, aby splňovaly národní normy pro vypouštění. K hlubokému odstranění kyanidu z odpadních vod a zajištění jejich bezpečného vypouštění lze použít sekundární oxidaci, adsorpci a další metody.

Závěr

Existují různé metody odstraňování kyanidu z povrchu sulfidových rud a každá metoda má své výhody a nevýhody. V praktických aplikacích je pro výběr vhodných metod a procesních toků nutné komplexně zvážit faktory, jako jsou vlastnosti rudy, koncentrace kyanidu, náklady na úpravu a požadavky na ochranu životního prostředí. Se stále přísnějšími požadavky na ochranu životního prostředí a neustálým technologickým pokrokem bude vývoj efektivnějších, ekologicky šetrnějších a levnějších technologií pro odstraňování kyanidu z povrchu sulfidových rud klíčovým směrem výzkumu v budoucnosti. Prostřednictvím nepřetržité optimalizace procesu se očekává dosažení nulového vypouštění kyanidu při zpracování a tavení sulfidových rud a podpora udržitelného rozvoje průmyslu neželezných kovů.