Methoden zur Behandlung von Cyanid-Abwasser in Goldcyanidanlagen

In Goldcyanidierungsanlages, obwohl einige Cyanidhaltiges Abwasser wird recycelt, es gibt noch einige Zyanid Abwasser oder Cyanidrückstände werden eingeleitet. Cyanid ist hochgiftig, daher ist eine professionelle Behandlung dieses Cyanidabwassers vor der Einleitung unerlässlich, um Umweltverschmutzung und Gesundheitsschäden für Mensch und Tier zu vermeiden. Derzeit sind die folgenden Methoden zur Cyanidabwasserbehandlung in Goldcyanidierungsanlagen gängig.

Behandlungsmethoden für zyanidhaltiges Abwasser mittlerer und niedriger Konzentration

Alkalische Chlorierungsmethode

Die alkalische Chlorierung ist ein weit verbreitetes Verfahren. Dabei wird dem alkalischen, cyanidhaltigen Abwasser ein Chloroxidationsmittel mit hoher Oxidationsstufe zugesetzt. Gängige Oxidationsmittel sind ClO₂, Cl₂ (gasförmig und flüssig), Bleichpulver, Natriumhypochlorit, Calciumhypochlorit und Chlorit. In alkalischer Lösung entsteht üblicherweise OCl⁻ oder ein Chloridion mit hoher Oxidationsstufe. Zunächst wird das Cyanid zu Cyanat oxidiert und anschließend weiter zu … Kohlenstoff Kohlendioxid und Stickstoff.

• Vorteile: Die Reagenzien sind weit verbreitet und kostengünstig. Die Behandlungswirkung ist gut und die verwendete Ausrüstung ist einfach und lässt sich leicht automatisieren.

• Nachteile : Da das entstehende Chlorcyan giftig ist, stellt es eine große Gefahr für das Bedienpersonal dar. In Kontakt mit Wasser kann Chlorcyan ätzende Dämpfe erzeugen, die schwere Schäden an der Ausrüstung verursachen.

Inco-Methode

Das Inco-Verfahren wurde 1982 von der Inco Ltd. entwickelt. Dabei wird dem cyanidhaltigen Abwasser im Wesentlichen ein Gemisch aus SO₂ und Luft zugesetzt und der pH-Wert zwischen 8 und 10 geregelt. Zweiwertige Kupferionen katalysieren die Oxidation des Cyanids im Abwasser.

• Vorteile: Die Inco-Methode ist einfach und die verwendete Ausrüstung unkompliziert. Der Behandlungseffekt ist im Allgemeinen besser als beim Chlorierungsverfahren (ohne Berücksichtigung der Toxizität von Thiocyanat). Die Reagenzienquellen sind relativ vielfältig und die Investition ist geringer als bei der alkalischen Chlorierung.

• Nachteile : Die Inco-Methode oxidiert SCN⁻ nur schwer, und SCN⁻ kann später in CN⁻ dissoziieren. Daher ist sie nicht für die Behandlung von Cyanidabwässern mit hoher SCN⁻-Konzentration geeignet. SO₂ ist außerdem ein Luftschadstoff und kann während der Reaktion entweichen und die Umwelt verschmutzen.

H₂O₂-Oxidationsmethode

Bei einem pH-Wert von 9.5–11, normaler Temperatur und Kupferionen (Cu²⁺) als Katalysator oxidiert H₂O₂ Cyanid zu CNO⁻. CNO⁻ wird weiter hydrolysiert, wobei NH₄⁺ und CO₃²⁻ entstehen. Die Hydrolyserate hängt vom pH-Wert ab.

• Vorteile: Die Behandlungswirkung von Cyanidabwasser ist gut und der Prozess einfach. Das Oxidationsverfahren eignet sich zur Behandlung von Cyanidabwasser mit niedriger Konzentration, und die Cyanidkonzentration nach der Behandlung liegt unter 0.5 mg/l.

• Nachteile : H₂O₂ ist giftig und ätzend, daher sind Transport und Verwendung gefährlich. Bei der Oxidationsmethode ist die Oxidation von SCN⁻ im Abwasser schwierig, und das behandelte Abwasser ist immer noch giftig.

Ozonoxidationsmethode

Ozon besitzt eine extrem starke Oxidationsfähigkeit mit einem Elektrodenpotential von 2.07 mV und ist damit nur noch von Fluor übertroffen. Es kann leicht Bestandteile zersetzen, die von anderen Oxidationsmitteln nicht zersetzt werden können. Der chemische Reaktionsmechanismus der Ozonoxidation besteht darin, dass Ozon mit Cyanid zu Cyanat reagiert, das anschließend zu Stickstoff und Carbonat hydrolysiert wird.

• Vorteile: Es wird lediglich die Ausrüstung zur Ozonerzeugung benötigt, der Kauf und Transport von Chemikalien entfällt. Der Prozess ist einfach und bequem und verursacht keine Sekundärverschmutzung.

• Nachteile : Aufgrund der hohen Kosten von Ozongeneratoren und der schwierigen Wartung der Geräte gibt es bei industriellen Anwendungen einige Einschränkungen. Die Ozonoxidationsmethode verbraucht viel Strom und ist daher in Gebieten mit unzureichender Stromversorgung schwierig einzusetzen.

Behandlungsmethoden für hochkonzentriertes Cyanid-Abwasser

Ansäuerungsmethode

Mit der Ansäuerungsmethode können die meisten hochkonzentrierten Cyanidlösungen (60×10⁻⁶ + NaCN) aus Fabriken behandelt werden. Die Konzentration freier Cyanidionen in der Lösung kann auf 1×10⁻⁶ reduziert werden.

• Vorteile: Es kann die Rückgewinnung von Cyanid maximieren, Ressourcen recyceln und bietet erhebliche wirtschaftliche Vorteile.

• Nachteile : Die einmalige Investition ist zu groß und für manche kleine und mittlere Unternehmen nicht erschwinglich. Der Vorgang ist komplex und der behandelte Zellstoff erfüllt die Entsorgungsstandards immer noch nicht.

Natürliche Abbaumethode

Die natürliche Abbaumethode ist eine Reinigungsmethode, bei der Cyanid mithilfe natürlicher Faktoren wie Licht zersetzt wird. Sie umfasst die Effekte der Cyanidverflüchtigung, Zersetzung, Oxidation, des photochemischen Abbaus, des biologischen Abbaus, der Ausfällung und der Adsorption, die das Ergebnis eines komplexen Gesamteffekts der physikalischen Chemie, Photochemie und Biochemie sind.

• Vorteile: Mit der natürlichen Reinigungsmethode kann Cyanid ohne Geräte oder Chemikalien entfernt werden, sodass die Kosten sehr gering sind.

• Nachteile : Der Prozess ist sehr langsam und das behandelte Abwasser kann die Einleitungsstandards nicht erfüllen.

Zweistufiges Niederschlagsverfahren

Das zweistufige Fällungsverfahren ist ein effizientes, geschlossenes Kreislaufverfahren, das für kleine und mittelgroße Goldcyanidierungsanlagen mit hochkonzentriertem SCN⁻-Abwasser entwickelt wurde und einen Null-Abwasserausstoß ermöglicht. Das zweistufige Fällungsverfahren besteht hauptsächlich darin, dem Cyanid im Abwasser einen Katalysator und ausreichend Sauerstoff zuzusetzen und das Cyanid anschließend durch die folgenden Reaktionen aus dem goldhaltigen Material zu entfernen.

2Cu⁺ + 2SCN⁻→Cu₂(SCN)₂↓

Ca²⁺ + SO₄²⁻→CaSO₄↓

Pb²⁺ + SO₄²⁻→PbSO₄↓

H⁺ + CN⁻→HCN

• Vorteile: Es kann Schwermetallionen in der Lösung entfernen und das Recycling von Abwasser ermöglichen.

• Nachteile Hinweis: Die Fällung im ersten Schritt muss vollständig sein. Andernfalls löst sich das Kupfer(I)-rhodanat bei der Zugabe von Alkali wieder auf, was den Behandlungseffekt beeinträchtigt. Nicht gefälltes CaSO₄ kann Ventilverstopfungen verursachen.

Dies sind die üblichen Verfahren zur Behandlung von Cyanidabwasser in Goldcyanidierungsanlagen. Zusätzlich zu den oben genannten Cyanidentfernungsmethoden kann die Reduzierung des Cyanideinsatzes im Goldcyanidierungsprozess auch den Cyanidabwasserausstoß verringern.