Cyanid Gold Extraction Spildevandsbehandlingsproces

På nuværende tidspunkt cyanid guldudvindingsmetoden er en af ​​de vigtigste modne processer til guldsmeltning i Kina. Den bruger cyanidopløsning til at udvinde guld fra malme, med høj genvindingsgrad, stærk tilpasningsevne til malmens egenskaber og evnen til at producere guld på stedet. Siden den første brug af cyanidopløsning til at udvaske guld fra malme i 1887. har denne metode været udbredt indtil nu. Udvinding af cyanidguld genererer dog en stor mængde giftige og skadelige stoffer, hvilket udgør en enorm trussel mod det omgivende miljø og mennesker. Derfor, for at reducere skaden, er det nødvendigt at studere behandlingsmetoderne for cyanidguldekstraktionsspildevand. En lang række forskere har opsummeret behandlingsmetoder, kemiske principper og udviklingstendenser for cyanidholdigt spildevand, men de fleste af dem diskuterer kun en eller to metoder. Derfor udfører denne artikel en detaljeret analyse af forskellige behandlingsmetoder for cyanidguldekstraktionsspildevand, der i øjeblikket anvendes i industrien, sammenligner fordele, ulemper og anvendelsesscenarier for hver metode, hvilket har en vis vejledende betydning for lignende applikationer i faktisk produktion.

I. Kilder og farer ved cyanidguldekstraktionsspildevand

Hovedprincippet for udvinding af cyanidguld er, at i et aerobt miljø, natriumcyanid reagerer med guld og danner guldkomplekser, som derefter opløses. Derefter kan guld udvindes ved berigelse gennem adsorption af aktivt kul eller fortrænges af zinkpulver fra guldcyanid. Samtidig danner andre tungmetaller som sølv, kobber og zink også komplekser og opløses.

cyanider brugt i reaktionen og de dannede komplekser er alle giftige og skadelige stoffer. Natriumcyanid er let at hydrolysere og er et klasse 1 meget giftigt stof med en dødelig dosis på 0.10 g. Når cyanider sive ud i vandområder, er det ekstremt skadeligt for organismerne i vandet, og vil udgøre en kæmpe trussel mod mennesker og det omgivende miljø. Derfor er behandlingen af ​​cyanidguldudvindingsspildevand af stor betydning.

II. Vigtigste behandlingsmetoder for cyanidguldekstraktionsspildevand

Alkalisk kloreringsmetode

Den alkaliske kloreringsmetode er i øjeblikket en af ​​de mest anvendte metoder til behandling af cyanidholdigt spildevand fra cyanidguldudvinding. Den bruger hovedsageligt klorbaserede oxidanter til at oxidere cyaniderne i spildevandet under alkaliske forhold, og omdanne dem til ikke-giftige stoffer. Cyanid-nedbrydningsprocessen for alkalisk chlorering er opdelt i to trin:

Det første trin er at oxidere cyanid til cyanat, som kaldes det "ufuldstændige oxidationsstadium". CN⁻ reagerer med OCl⁻ for først at danne CNCl, og derefter hydrolyseres det til CNO⁻. Det skal bemærkes, at CNCl er meget flygtigt og giftigt under sure forhold. Derfor skal pH-værdien under drift kontrolleres nøje for at være i alkalisk tilstand.

Det andet trin er at yderligere oxidere cyanat til kuldioxid og nitrogen, hvilket kaldes "fuldstændig oxidations"-stadiet. Under cyanid-nedbrydningsprocessen har pH-værdien stor indflydelse på oxidationsreaktionen. pH-værdien af ​​det første trins oxidation bør kontrolleres til 10 - 11, og reaktionstiden er 10 - 15 minutter. pH-værdien af ​​andet trins oxidation bør kontrolleres til 6.5 - 7.0. og reaktionstiden er 10-15 minutter.

En bestemt mine anvender den alkaliske chloreringsmetode til at behandle supernatanten af ​​cyanidhaleopslæmning (med et cyanidindhold på 200 mg/L) og nedsivningsvandet fra sedimentationstanken (med et cyanidindhold på 5mg/L). pH-værdien kontrolleres til 10 - 11. og blegepulver tilsættes i et forhold på 35 - 40 gange cyanidindholdet til blanding og omrøring. Efter sedimentering i et fortykningsmiddel kan det totale cyanidindhold reduceres til 0.1mg/L.

Den alkaliske kloreringsmetode er den mest anvendte metode til behandling af cyanidholdigt spildevand, og blegepulver er den mest almindeligt anvendte klorbaserede oxidant. Denne metode er velegnet til behandling af cyanidguldekstraktionsspildevand med høje eller lave koncentrationer. Det kan også fjerne thiocyanat- og cyanidholdige komplekser (undtagen ferrocyanidkomplekser). Lægemidlet er bredt tilgængeligt, den genererede affaldsrester er let at filtrere, og betjeningen er enkel. Driftsmiljøet er dog relativt barskt, når man bruger blegepulver til rensning af spildevand. Nu bruger nogle virksomheder i stedet blegevæske eller klordioxid, hvilket i nogen grad forbedrer driftsmiljøet. Men der dannes giftige gasser under reaktionsprocessen, og det har en relativt stor korrosivitet over for udstyr. Medikamentomkostningerne og vedligeholdelsesomkostningerne er relativt høje.

Metode til kompleksdannelse af jernholdigt salt

Ferrosaltkomplekseringsmetoden er en behandlingsmetode for cyanidguldudvindingsspildevand, der er opstået i de senere år. Ved at kontrollere reaktionens pH-værdi på 7 - 8, reagerer ferro-ioner med frit cyanid og nogle cyanidkomplekser i cyanidguldekstraktionsspildevandet til dannelse af bundfald.

Eksperimenter har vist, at tilsætning af kun jern(II)sulfat til behandling af cyanidguldekstraktionsspildevand generelt ikke kan få spildevandet til at opfylde udledningsstandarderne. Derfor skal der tilsættes en generel oxidant til det behandlede spildevand for fjernelse af dyb cyanid. Så længe forholdene er velkontrollerede, kan oxidationsmidlet tilsættes direkte til behandling uden at separere bundfaldet, og udledningsstandarden kan også opnås. Dette har positiv betydning sammenlignet med den traditionelle metode med først adskillelse og derefter behandling.

En bestemt guldsmelter bruger natriumsulfid-jernsulfat-metoden til at behandle cyanid-fattig væske. Influenten har et cyanidindhold på 2500mg/L. Efter behandling har spildevandet et cyanidindhold på mindre end 20mg/L, med en fjernelseshastighed på 99.2%, hvilket viser bemærkelsesværdige resultater. Den efterfølgende dybdebehandling bruger natriummetabisulfit-luft-metoden til at reducere det totale cyanid til mindre end 0.4 mg/L.

Ferrosaltkompleksdannelsesmetoden er en nyligt fremkommet behandlingsmetode, der hovedsageligt anvendes til behandling af højkoncentreret cyanidholdigt spildevand. Dens proces er enkel, engangsinvesteringen er lille, den er nem at betjene, lægemidlet (hovedsageligt jernsulfat) er bredt tilgængeligt, billigt og nemt at bruge. Men fordi jernsulfatopløsningen er sur, når den blandes med cyanidguldekstraktionsspildevand, bliver lokalområdet surt, og der er mulighed for at generere hydrogencyanidgas. Desuden kan det ikke fjerne thiocyanat, og det rensede spildevand har stadig brug for dyb behandling for at opfylde udledningsstandarderne.

Natriummetabisulfit - luftmetode

Natriummetabisulfit - luft metoden er udviklet fra svovldioxid - luft metoden. Det bruger hovedsageligt den synergistiske virkning af natriummetabisulfit og luft på cyaniderne i spildevandet inden for et bestemt pH-område, med den katalytiske effekt af kobberioner, til at oxidere CN⁻ til CNO⁻.

Hvis cyanidindholdet i det cyanidholdige spildevand er højt, kan der først udføres forbehandling for at reducere den totale cyanidkoncentration til mindre end 100mg/L. Derefter tilsættes natriummetabisulfit og kobbersulfat, der tilføres tilstrækkeligt med luft, og pH-værdien kontrolleres (generelt reguleret til 7 - 8), så cyanid oxideres til cyanat, som derefter hydrolyseres til dannelse af bicarbonationer og ammoniak.

Natriummetabisulfit-luft-metoden er velegnet til behandling af lavkoncentreret cyanidguldekstraktionsspildevand. Doseringen af ​​lægemidlet er lille, arbejdsintensiteten er lav, men forudgående investering er relativt stor, og udstyr såsom blæsere skal tilføjes. Kravene til procesindikatorer er relativt strenge, og styring af pH-værdien er meget afgørende. Kobbersulfat skal også tilsættes som katalysator. Reaktionstiden er lang. Hvis behandlingen ikke er korrekt, vil der blive dannet en stor mængde ammoniumioner, og den dannede slagge er ikke let at filtrere. Der dannes en lille mængde ammoniakgas på stedet, og det har ingen effekt på fjernelse af thiocyanider.

Hydrogenperoxid oxidationsmetode

Hydrogenperoxid-oxidationsmetoden er at oxidere cyanider til CNO⁻ under normale temperaturer, alkaliske (pH = 10 - 11) forhold, med Cu²⁺ som katalysator og derefter hydrolysere dem til ikke-giftige stoffer. Komplekse cyanider (komplekser af Cu, Zn, Pb, Ni, Cd) dissocieres også på grund af ødelæggelsen af ​​cyanider i dem. Ferrocyanidioner og andre tungmetalioner danner ferrocyanidkomplekssalte og fjernes. Endelig kan den samlede cyanidkoncentration i det rensede spildevand reduceres til mindre end 0.5 mg/L.

Denne metode er velegnet til rensning af lavkoncentrationscyanidholdigt spildevand. Brintoveriltebehandlingsudstyret er enkelt og nemt at opnå automatisk styring. Det genererede cyanat skal dog forblive i en vis periode for at nedbrydes til CO₂ og NH₃. Ulemperne er, at brug af kobber som katalysator kan få kobber i det udledte vand til at overstige standarden, råvareomkostningerne er relativt høje, thiocyanider kan ikke oxideres, og ammoniumioner dannes. Faktisk har spildevandet stadig en vis giftighed. Da brintoverilte er et oxidationsmiddel, har det desuden stor ætsningsevne, og der er visse vanskeligheder og farer ved transport og brug.

Forsuringsmetode

Når man bruger forsuringsmetoden til at behandle cyanid - dårlig væske, er dens reaktionsmekanisme relativt kompleks, hovedsageligt omfattende tre processer: forsuringsprocessen for cyanid - indeholdende spildevand, stripning og absorption af HCN-gas og neutraliseringsprocessen for den strippede væske.

(1) Forsuringsreaktion: Den cyanidfattige væske syrnes og renses med syre. De komplekse cyanider i den dårlige væske vil danne uopløselige præcipitater såsom CuCN, CuSCN og ZnXNUMXFe(CN)XNUMX og blive fjernet, og samtidig dannes der hydrogencyanid.

(2) Fordampnings- og absorptionsreaktion: Den dårlige væske forvarmes til ca. 30 ℃ før forsuring. Da kogepunktet for HCN kun er 26.5 ℃, er det ekstremt flygtigt. Derfor bruges et pakket tårn som masse - overførselsudstyr til kontakten mellem gas - flydende to - fase i forsuringsmetoden, hvilket er let at opnå stripping og absorption af HCN.

(3) Neutraliseringsreaktion: Kalk eller flydende alkali bruges til at neutralisere den syrestrippede resterende væske. De resterende HCN-molekyler i opløsningen vil blive omdannet til CN⁻-formen. Forsuringsmetoden kan komme sig Natriumcyanid fra cyaniden - indeholdende spildevand og realisere ressourcegenvinding. Det har dog høje krav til udstyrsforsegling, en relativt stor forudgående investering, kræver betjeningsevner på højt niveau, og udstyrsvedligeholdelse er vanskelig. Der er også visse sikkerhedsrisici. Spildevandet, der genereres efter genvinding, har stadig brug for dyb behandling for at opfylde udledningsstandarderne.

Elektrolysemetode

Elektrolysemetoden bruger elektrokemiske redoxreaktioner til at ødelægge cyaniderne i spildevandet. Under ionelektrolyse mister cyanider elektroner ved anoden og oxideres til cyanat, carbonat, nitrogen eller ammonium. Cyanat oxideres yderligere til CO2 og H2O. De vigtigste reaktioner er:

CN⁻ + 2OH⁻ - 2e → CNO⁻ + H24O (XNUMX)

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

Elektrolyseeksperimenter med en selvfremstillet keramisk-baseret blydioxid-elektrodestav og en katodeplade af rustfrit stål har bevist, at ved at bruge elektrolysemetoden til at behandle cyanidholdigt spildevand, efter 2 timers elektrolyse, kan CN⁻-koncentrationen reduceres fra 385mg/L til 58mg/L til 450mg/L, og kan reduceres fra 48mg/L, til 4mg/L. Derudover bruger Hunan Zhongnan Gold Smelter den elektrokemiske metode til at behandle cyanidguldekstraktionsspildevand, hvilket kan reducere det samlede cyanid fra 0.8g/L til XNUMXg/L. Forskellen fra ovenstående er, at både anode- og katodepladerne er lavet af jernplader. Under driftsprocessen forbruges ikke kun elektrisk energi, men også jernpladerne forbruges.

Elektrolysemetoden bruges hovedsageligt til behandling af højkoncentreret cyanidholdigt spildevand. Udstyret optager et lille område, processen er enkel og nem at kontrollere, men den bruger en stor mængde elektrisk energi, og driftsomkostningerne er højere end for den alkaliske kloreringsmetode. Cyanidfjernelseshastigheden er gennemsnitlig, og den har ingen effekt på fjernelse af cyanidkomplekser.

På nuværende tidspunkt er blandt behandlingsmetoderne til cyanidguldekstraktionsspildevand, den alkaliske chloreringsmetode, forsuringsmetoden og natriummetabisulfit-luftmetoden meget udbredt. Elektrolysemetoden og jernsaltkompleksdannelsesmetoden er nye metoder, der med succes er blevet anvendt i industriel behandling. Hydrogenperoxidoxidationsmetoden er hovedsageligt en nødbehandlingsmetode. Der er mange andre behandlingsmetoder til behandling af cyanidguldekstraktionsspildevand, såsom naturlig rensningsmetode, biologisk metode, membranadskillelsesmetode, ionbyttermetode osv. Men som industrielle anvendelser har de alle visse begrænsninger og har stadig brug for løbende forbedringer.