Dulliau ar gyfer trin cynffonau cyanid gyda hydrogen perocsid

Cyflwyniad

Sgil-gynhyrchion a gynhyrchir mewn mwyngloddio aur a diwydiannau eraill sy'n defnyddio seianid yn y broses echdynnu yw cynffonau seianid. Oherwydd presenoldeb cyfansoddion seianid gwenwynig, mae cynffonau seianid yn peri bygythiad difrifol i'r amgylchedd. Mae triniaeth hydrogen perocsid yn ddull effeithiol o ddelio â'r cynffonau hyn. Bydd yr erthygl hon yn archwilio'r dull triniaeth hwn yn fanwl.

Egwyddor Triniaeth Hydrogen Perocsid

Mae hydrogen perocsid (H₂O₂) yn asiant ocsideiddio pwerus. Wrth drin cynffonau cyanid, yr egwyddor sylfaenol yw bod hydrogen perocsid yn adweithio â chyfansoddion cyanid mewn amgylchedd alcalïaidd (fel arfer gyda pH o 10 - 11). Wedi'i gatalyddu gan sylweddau (fel arfer ïonau copr, Cu²⁺), mae'r adweithiau canlynol yn digwydd:

Mae cyanid (CN⁻) yn cael ei ocsideiddio i cyanad (CNO⁻). Gellir mynegi'r adwaith yn syml fel:

2CN⁻ + 5H₂O₂ + 2OH⁻ → 2CNO⁻ + 6H₂O

O dan amodau penodol, gall cyanad adweithio ymhellach a dadelfennu'n sylweddau llai niweidiol, fel amonia (NH₃), carbon deuocsid (CO₂), a nitrogen (N₂).

CNO⁻ + 2H₂O → NH₃ + HCO₃⁻

Wedi hynny, gellir ocsideiddio neu anweddu amonia ymhellach o dan amodau amgylcheddol priodol.

Camau Triniaeth

Paratoi Slyri Tailings : Yn gyntaf, mae angen gwneud y tailings cyanid yn slyri. Gwneir hyn fel arfer trwy ychwanegu dŵr at y tailings a'u cymysgu'n drylwyr mewn cynhwysydd addas (fel tanc cymysgu ar raddfa fawr). Addasir cysondeb y slyri i sicrhau cyswllt da rhwng hydrogen perocsid a'r gronynnau sy'n cynnwys cyanid.

Addasu pH : Mae pH y slyri sodlau cyanid yn cael ei addasu i'r ystod alcalïaidd briodol, fel arfer pH 10 - 11. Mae'r cam hwn yn hanfodol oherwydd bod adwaith ocsideiddio hydrogen perocsid gyda cyanid yn ddibynnol iawn ar y gwerth pH. Defnyddir calch (Ca(OH)₂) neu sodiwm hydrocsid (NaOH) yn gyffredin i gynyddu'r pH.

Ychwanegu Catalydd : Ychwanegir catalyddion copr, fel sylffad copr (CuSO₄), at y slyri. Gall ïonau copr gataleiddio'r adwaith rhwng hydrogen perocsid a seianid, gan gyflymu'r gyfradd adwaith yn sylweddol. Fel arfer, rheolir crynodiad yr ïonau copr yn y slyri ar oddeutu 50 mg/L. Fodd bynnag, os yw'r cynffonau eisoes yn cynnwys digon o gopr neu sylweddau catalytig eraill, efallai na fydd angen ychwanegu catalydd ychwanegol.

Ychwanegu Hydrogen Perocsid : Yna, ychwanegir hydrogen perocsid at y slyri. Mae faint o hydrogen perocsid a ychwanegir yn dibynnu ar grynodiad y cyanid yn y cynffonau. Mae'r gymhareb molar o hydrogen perocsid i cyanid fel arfer yn yr ystod o 3:1 - 8:1. Er enghraifft, os yw cynnwys y cyanid yn y cynffonau yn uchel, mae angen cymhareb uwch o hydrogen perocsid. Dylid ychwanegu hydrogen perocsid yn araf gyda chymysgu parhaus i sicrhau dosbarthiad unffurf ac adwaith llawn.

Adwaith a Chymysgu : Caiff y slyri ei gymysgu'n barhaus yn ystod yr adwaith i sicrhau digon o gyswllt rhwng yr adweithyddion. Mae'r amser adwaith yn amrywio yn dibynnu ar grynodiad cychwynnol y cyanid ac amcanion y driniaeth, fel arfer dim llai nag 1 - 2 awr. Yn ystod y cyfnod hwn, mae hydrogen perocsid yn ocsideiddio cyanid yn gynhyrchion llai niweidiol.

Gwahanu Solid - Hylif : Ar ôl i'r adwaith gael ei gwblhau, perfformir gwahanu solid - hylif ar y slyri wedi'i drin. Gellir cyflawni hyn trwy ddulliau fel gwaddodi mewn tewychwr ac yna hidlo gan ddefnyddio gwasg hidlo. Gellir gwaredu'r solid wedi'i wahanu (h.y., y cynffonau wedi'u trin) yn ddiogel, er enghraifft, ei storio mewn pwll cynffonau wedi'i leinio'n dda ac wedi'i fonitro. Gellir trin y hidlif, gyda chrynodiadau is o seianid a sylweddau eraill, ymhellach neu ei ailddefnyddio yn y broses gynhyrchu os yw amodau'n caniatáu.

Ffactorau sy'n Effeithio ar Effeithlonrwydd Triniaeth

Crynodiad Hydrogen Perocsid : Po uchaf yw crynodiad y hydrogen perocsid a ychwanegir, y gorau yw effaith ocsideiddio ar seianid. Fodd bynnag, nid yn unig y mae gor-ddefnyddio hydrogen perocsid yn cynyddu costau ond gall hefyd sbarduno sgîl-adweithiau a phroblemau amgylcheddol posibl.

Gwerth pH : Fel y soniwyd uchod, mae gwerth pH y system adwaith yn cael effaith sylweddol ar gyfradd ac effeithlonrwydd yr adwaith. Bydd gwyriadau o'r ystod pH optimaidd o 10 - 11 yn arafu adwaith ocsideiddio cyanid gan hydrogen perocsid.

Crynodiad Catalydd : Mae crynodiad y catalydd sy'n seiliedig ar gopr yn effeithio ar y gyfradd adwaith. Os yw crynodiad y catalydd yn rhy isel, gall yr adwaith fod yn araf iawn; os yw'n rhy uchel, gall achosi adweithiau cemegol cymhleth eraill a chynyddu costau hefyd.

Amser Adwaith : Mae angen digon o amser adwaith i sicrhau bod cyanid yn cael ei ocsideiddio cymaint â phosibl. Bydd amser adwaith annigonol yn arwain at cyanid gweddilliol yn y cynffonau wedi'u trin.

Crynodiad Cyanid Cychwynnol : Po uchaf yw'r crynodiad cyanid cychwynnol yn y cynffonau, y mwyaf anodd yw hi i gyflawni triniaeth gyflawn, ac efallai y bydd angen mwy o hydrogen perocsid ac amseroedd adwaith hirach.

Manteision Triniaeth Hydrogen Perocsid

Effeithlonrwydd Ocsidiad Uchel : Gall hydrogen perocsid ocsideiddio gwahanol ffurfiau o seianid yn effeithiol, gan gynnwys seianid rhydd a rhai cyfadeiladau metel-seianid, gan leihau gwenwyndra cynffonau seianid yn sylweddol.

Proses Gymharol Syml : O'i gymharu â rhai dulliau trin cyanid eraill (megis gwaddodiad cemegol cymhleth neu ddulliau triniaeth fiolegol), mae'r broses trin hydrogen perocsid yn gymharol reddfol ac yn hawdd i'w gweithredu.

Risg Isel o Lygredd Eilaidd : Mae sgil-gynhyrchion yr adwaith ocsideiddio hydrogen perocsid yn llai niweidiol. Gellir dadelfennu'r cynnyrch canolradd cyanad ymhellach yn sylweddau nad ydynt yn wenwynig, ac mae hydrogen perocsid ei hun yn dadelfennu'n ddŵr ac ocsigen, gan leihau'r risg o lygredd eilaidd.

Cymhwysedd Eang : Mae'r dull hwn yn berthnasol i weithrediadau mwyngloddio ar raddfa fach a gweithfeydd diwydiannol ar raddfa fawr, gan ei wneud yn ddewis amlbwrpas ar gyfer trin sodlau cyanid.

Astudiaethau Achos

Cwmni Mwyngloddio Aur : Roedd gan gwmni mwyngloddio aur wedi'i leoli yn [lleoliad penodol] lawer iawn o gynffonau cyanid gyda chrynodiad cyanid uchel. Fe wnaethant fabwysiadu'r dull trin hydrogen perocsid. Trwy optimeiddio paramedrau'r broses, gan gynnwys addasu'r pH i 10.5, ychwanegu sylffad copr ar grynodiad o 50 mg/L fel catalydd, gan ddefnyddio cymhareb molar hydrogen perocsid i cyanid o 5:1, a chynnal adwaith 1.5 awr, fe wnaethant ostwng crynodiad y cyanid yn y cynffonau i lefelau ymhell islaw'r safonau rheoleiddio. Cafodd y cynffonau wedi'u trin eu storio'n ddiogel yn y pwll cynffonau, ac ailddefnyddiwyd y hidlydd yn y broses fwyngloddio, gan leihau'r defnydd o ddŵr.

Gweithrediad Mwyngloddio ar Raddfa Fach : Roedd gweithrediad mwyngloddio aur ar raddfa fach mewn ardal anghysbell hefyd yn wynebu problem sodlau sy'n cynnwys seianid. Oherwydd adnoddau cyfyngedig, ac o ystyried ei symlrwydd gweithredol, fe wnaethant ddewis y dull trin hydrogen perocsid. Drwy reoli'n ofalus faint o hydrogen perocsid a ychwanegir yn ôl y cynnwys seianid amcangyfrifedig yn y sodlau, addasu'r pH gyda chalch sydd ar gael yn lleol, a defnyddio cymysgydd mecanyddol syml ar gyfer cymysgu, fe wnaethant leihau gwenwyndra seianid y sodlau yn llwyddiannus. Er bod y raddfa driniaeth yn fach, roedd yn ddigonol i fodloni gofynion amgylcheddol lleol ar gyfer gwaredu sodlau, gan amddiffyn yr amgylchedd cyfagos rhag llygredd seianid posibl.

Rhagofalon

Trin Hydrogen Perocsid yn Ddiogel : Mae hydrogen perocsid yn asiant ocsideiddio cryf a gall fod yn hynod beryglus os na chaiff ei drin yn iawn. Dylai gweithwyr sy'n ymwneud â'r broses drin wisgo offer amddiffynnol personol priodol, fel menig, gogls, a dillad amddiffynnol. Dylai storio hydrogen perocsid hefyd gydymffurfio'n llym â rheoliadau diogelwch i atal dadelfennu damweiniol neu gysylltiad â sylweddau fflamadwy.

Monitro Cywir : Mae monitro parhaus y broses adwaith yn hanfodol. Mae hyn yn cynnwys monitro gwerth pH y slyri yn ystod yr adwaith, crynodiadau hydrogen perocsid a seianid, yn ogystal â thymheredd yr adwaith. Dylid cynnal samplu a dadansoddi rheolaidd i sicrhau bod y broses drin yn mynd rhagddi fel y disgwylir ac i wneud addasiadau amserol os oes angen.

Gwaredu Cynffonau wedi'u Trin : Hyd yn oed ar ôl eu trin, dylid storio'r cynffonau solet mewn pwll cynffonau rheolaidd sy'n bodloni safonau amgylcheddol. Dylai'r pwll cynffonau fod â strwythur leinio addas i atal gollyngiad sylweddau niweidiol gweddilliol i'r pridd a'r dŵr daear.

Asesiad Effaith Amgylcheddol : Cyn gweithredu'r dull trin hydrogen perocsid, dylid cynnal asesiad effaith amgylcheddol cynhwysfawr i werthuso ei effeithiau posibl ar ansawdd aer, dŵr a phridd, yn ogystal ag ar yr ecosystem o'i gwmpas. Mae'r asesiad hwn yn helpu i wneud y gorau o'r broses drin ac yn sicrhau cydymffurfiaeth â rheoliadau amgylcheddol.

I gloi, mae'r dull trin hydrogen perocsid yn darparu ateb hyfyw ac effeithiol ar gyfer trin cynffonau cyanid. Drwy ddeall ei egwyddor, dilyn y camau triniaeth cywir, ystyried ffactorau dylanwadol, a chymryd y rhagofalon angenrheidiol, gall y dull hwn leihau'r risgiau amgylcheddol a achosir gan gynffonau cyanid yn sylweddol, gan gyfrannu at ddatblygiad cynaliadwy'r diwydiant mwyngloddio a diogelu'r amgylchedd.