Διαδικασία επεξεργασίας λυμάτων εξόρυξης κυανιούχου χρυσού

Επί του παρόντος, η κυανιούχο Η μέθοδος εξόρυξης χρυσού είναι μια από τις κύριες ώριμες διαδικασίες για την τήξη χρυσού στην Κίνα. Χρησιμοποιεί διάλυμα κυανίου για την εξαγωγή χρυσού από μεταλλεύματα, με υψηλό ποσοστό ανάκτησης, ισχυρή προσαρμοστικότητα στις ιδιότητες του μεταλλεύματος και δυνατότητα παραγωγής χρυσού επιτόπου. Από την πρώτη χρήση διαλύματος κυανίου για την έκπλυση χρυσού από μεταλλεύματα το 1887. αυτή η μέθοδος εφαρμόζεται ευρέως μέχρι τώρα. Ωστόσο, η εξόρυξη κυανιούχου χρυσού παράγει μεγάλη ποσότητα τοξικών και επιβλαβών ουσιών, που αποτελούν τεράστια απειλή για το περιβάλλον και τον άνθρωπο. Επομένως, για να μειωθεί η βλάβη, είναι απαραίτητο να μελετηθούν οι μέθοδοι επεξεργασίας των λυμάτων εξόρυξης κυανιούχου χρυσού. Ένας μεγάλος αριθμός ερευνητών έχει συνοψίσει τις μεθόδους επεξεργασίας, τις χημικές αρχές και τις τάσεις ανάπτυξης των λυμάτων που περιέχουν κυάνιο, αλλά οι περισσότεροι από αυτούς συζητούν μόνο μία ή δύο μεθόδους. Ως εκ τούτου, αυτό το άρθρο διεξάγει μια λεπτομερή ανάλυση των διαφόρων μεθόδων επεξεργασίας για τα λύματα εξόρυξης κυανιούχου χρυσού που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος στη βιομηχανία, συγκρίνει τα πλεονεκτήματα, τα μειονεκτήματα και τα σενάρια εφαρμογής κάθε μεθόδου, η οποία έχει κάποια καθοδηγητική σημασία για παρόμοιες εφαρμογές στην πραγματική παραγωγή.

Ι. Πηγές και Κίνδυνοι Υδατικών Αποβλήτων Εξόρυξης Κυανιούχου Χρυσού

Η κύρια αρχή της εξόρυξης κυανιούχου χρυσού είναι ότι σε αερόβιο περιβάλλον, κυανιούχο νάτριο αντιδρά με τον χρυσό για να σχηματίσει σύμπλοκα χρυσού, τα οποία στη συνέχεια διαλύονται. Μετά από αυτό, ο χρυσός μπορεί να εξαχθεί με εμπλουτισμό μέσω προσρόφησης ενεργού άνθρακα ή να εκτοπιστεί με σκόνη ψευδαργύρου από κυανιούχο χρυσό. Ταυτόχρονα, άλλα βαρέα μέταλλα όπως ο άργυρος, ο χαλκός και ο ψευδάργυρος σχηματίζουν επίσης σύμπλοκα και διαλύονται.

The κυανιούχα που χρησιμοποιούνται στην αντίδραση και τα συμπλέγματα που παράγονται είναι όλες τοξικές και επιβλαβείς ουσίες. Το κυανιούχο νάτριο υδρολύεται εύκολα και είναι μια εξαιρετικά τοξική ουσία Κατηγορίας 1, με θανατηφόρα δόση 0.10 g. Οταν Κυανίδες διαρροή σε υδάτινα σώματα, είναι εξαιρετικά επιζήμια για τους οργανισμούς στο νερό και θα προκαλέσει τεράστια απειλή για τον άνθρωπο και το περιβάλλον. Ως εκ τούτου, η επεξεργασία των λυμάτων εξόρυξης κυανιούχου χρυσού έχει μεγάλη σημασία.

II. Κύριες μέθοδοι επεξεργασίας λυμάτων εξόρυξης κυανιούχου χρυσού

Μέθοδος αλκαλικής χλωρίωσης

Η μέθοδος αλκαλικής χλωρίωσης είναι σήμερα μία από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μεθόδους επεξεργασίας λυμάτων που περιέχουν κυανιούχα από την εξόρυξη κυανιούχου χρυσού. Χρησιμοποιεί κυρίως οξειδωτικά με βάση το χλώριο για την οξείδωση των κυανιδίων στα λύματα υπό αλκαλικές συνθήκες, μετατρέποντάς τα σε μη τοξικές ουσίες. Η διαδικασία διάσπασης κυανίου της αλκαλικής χλωρίωσης χωρίζεται σε δύο στάδια:

Το πρώτο στάδιο είναι η οξείδωση του κυανίου σε κυανικό, το οποίο ονομάζεται στάδιο «ατελούς οξείδωσης». Το CN- αντιδρά με το OCl- για να σχηματίσει πρώτα CNCl, και στη συνέχεια υδρολύεται σε CNO-. Πρέπει να σημειωθεί ότι το CNCl είναι εξαιρετικά πτητικό και τοξικό υπό όξινες συνθήκες. Επομένως, κατά τη λειτουργία, η τιμή του pH πρέπει να ελέγχεται αυστηρά ώστε να βρίσκεται σε αλκαλική κατάσταση.

Το δεύτερο στάδιο είναι η περαιτέρω οξείδωση του κυανικού σε διοξείδιο του άνθρακα και άζωτο, το οποίο ονομάζεται στάδιο «πλήρης οξείδωση». Κατά τη διαδικασία θραύσης κυανίου, η τιμή του pH έχει μεγάλη επίδραση στην αντίδραση οξείδωσης. Η τιμή του pH του πρώτου σταδίου οξείδωσης θα πρέπει να ελέγχεται στο 10 - 11. και ο χρόνος αντίδρασης είναι 10 - 15 λεπτά. Η τιμή pH του δεύτερου σταδίου οξείδωσης θα πρέπει να ελέγχεται στο 6.5 - 7.0. και ο χρόνος αντίδρασης είναι 10 - 15 λεπτά.

Ένα ορυχείο χρησιμοποιεί τη μέθοδο αλκαλικής χλωρίωσης για την επεξεργασία του υπερκείμενου πολτού ουράς κυανίου (με περιεκτικότητα σε κυάνιο 200 mg/L) και του νερού διαρροής από τη δεξαμενή καθίζησης (με περιεκτικότητα σε κυάνιο 5 mg/L). Η τιμή του pH ελέγχεται στο 10 - 11. και προστίθεται λευκαντική σκόνη σε αναλογία 35 - 40 φορές την περιεκτικότητα σε κυάνιο για ανάμειξη και ανάδευση. Μετά την καθίζηση σε πυκνωτικό, η συνολική περιεκτικότητα σε κυάνιο μπορεί να μειωθεί σε 0.1 mg/L.

Η μέθοδος αλκαλικής χλωρίωσης είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος για την επεξεργασία λυμάτων που περιέχουν κυάνιο και η σκόνη λεύκανσης είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο οξειδωτικό με βάση το χλώριο. Αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη για την επεξεργασία λυμάτων εξόρυξης κυανιούχου χρυσού με υψηλές ή χαμηλές συγκεντρώσεις. Μπορεί επίσης να αφαιρέσει θειοκυανικά και σύμπλοκα που περιέχουν κυανιούχα (εκτός από τα σύμπλοκα σιδηροκυανιούχων). Το φάρμακο είναι ευρέως διαθέσιμο, τα δημιουργούμενα υπολείμματα αποβλήτων φιλτράρονται εύκολα και η λειτουργία είναι απλή. Ωστόσο, το περιβάλλον λειτουργίας είναι σχετικά σκληρό όταν χρησιμοποιείται σκόνη λεύκανσης για την επεξεργασία των λυμάτων. Τώρα ορισμένες επιχειρήσεις χρησιμοποιούν υγρό λεύκανσης ή διοξείδιο του χλωρίου αντ' αυτού, κάτι που βελτιώνει το περιβάλλον λειτουργίας σε κάποιο βαθμό. Αλλά τοξικά αέρια παράγονται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αντίδρασης και έχει σχετικά μεγάλη διαβρωτική ικανότητα στον εξοπλισμό. Το κόστος του φαρμάκου και το κόστος συντήρησης είναι σχετικά υψηλά.

Μέθοδος Συμπλοκοποίησης με Σίδηρο Αλάτι

Η μέθοδος συμπλοκοποίησης με σιδηρούχα άλατα είναι μια μέθοδος επεξεργασίας λυμάτων εξόρυξης κυανιούχου χρυσού που έχει εμφανιστεί τα τελευταία χρόνια. Με τον έλεγχο της τιμής του pH της αντίδρασης στο 7 - 8, τα ιόντα σιδήρου αντιδρούν με ελεύθερο κυανίδιο και μερικά σύμπλοκα κυανιδίου στα λύματα εξαγωγής κυανιούχου χρυσού για να σχηματίσουν ιζήματα.

Πειράματα έδειξαν ότι γενικά, η προσθήκη μόνο θειικού σιδήρου για την επεξεργασία των λυμάτων εξόρυξης κυανιούχου χρυσού δεν μπορεί να κάνει τα λύματα να πληρούν τα πρότυπα απόρριψης. Επομένως, πρέπει να προστεθεί ένα γενικό οξειδωτικό στα επεξεργασμένα λύματα για βαθιά αφαίρεση κυανίου. Εφόσον οι συνθήκες είναι καλά ελεγχόμενες, το οξειδωτικό μπορεί να προστεθεί απευθείας για επεξεργασία χωρίς διαχωρισμό του ιζήματος και μπορεί επίσης να επιτευχθεί το πρότυπο εκκένωσης. Αυτό έχει θετική σημασία σε σύγκριση με την παραδοσιακή μέθοδο διαχωρισμού πρώτα και μετά θεραπείας.

Ένα ορισμένο μεταλλουργείο χρυσού χρησιμοποιεί τη μέθοδο θειούχου νατρίου - θειικού σιδήρου για την επεξεργασία του φτωχού υγρού κυανίου. Το εισροή έχει περιεκτικότητα σε κυάνιο 2500mg/L. Μετά την επεξεργασία, το απόβλητο έχει περιεκτικότητα σε κυάνιο μικρότερη από 20mg/L, με ποσοστό απομάκρυνσης 99.2%, παρουσιάζοντας αξιοσημείωτα αποτελέσματα. Η επακόλουθη βαθιά επεξεργασία χρησιμοποιεί τη μέθοδο μεταδιθειώδους νατρίου - αέρα για τη μείωση του συνολικού κυανίου σε λιγότερο από 0.4 mg/L.

Η μέθοδος συμπλοκοποίησης με σιδηρούχα άλατα είναι μια πρόσφατα αναδυόμενη μέθοδος επεξεργασίας, που χρησιμοποιείται κυρίως για την επεξεργασία λυμάτων που περιέχουν κυάνιο υψηλής συγκέντρωσης. Η διαδικασία του είναι απλή, η εφάπαξ επένδυση είναι μικρή, είναι εύκολο στη χρήση, το φάρμακο (κυρίως θειικός σίδηρος) είναι ευρέως διαθέσιμο, φθηνό και εύκολο στη χρήση. Ωστόσο, επειδή το διάλυμα θειικού σιδήρου είναι όξινο, όταν αναμιγνύεται με λύματα εξόρυξης κυανιούχου χρυσού, η τοπική περιοχή γίνεται όξινη και υπάρχει πιθανότητα παραγωγής αερίου υδροκυανίου. Επιπλέον, δεν μπορεί να αφαιρέσει θειοκυανικό και τα επεξεργασμένα λύματα χρειάζονται ακόμη βαθιά επεξεργασία για να πληρούν τα πρότυπα απόρριψης.

Sodium Metabisulfite - Μέθοδος αέρα

Η μέθοδος μεταδιθειώδες νάτριο - αέρας αναπτύχθηκε από τη μέθοδο διοξείδιο του θείου - αέρας. Χρησιμοποιεί κυρίως τη συνεργιστική επίδραση του μεταδιθειώδους νατρίου και του αέρα στα κυανιούχα στα λύματα εντός ορισμένου εύρους pH, με την καταλυτική επίδραση των ιόντων χαλκού, για την οξείδωση του CN- σε CNO-.

Εάν η περιεκτικότητα σε κυάνιο στα λύματα που περιέχουν κυάνιο είναι υψηλή, μπορεί να πραγματοποιηθεί πρώτα προεπεξεργασία για να μειωθεί η συνολική συγκέντρωση κυανίου σε λιγότερο από 100 mg/L. Στη συνέχεια, προστίθενται μεταδιθειώδες νάτριο και θειικός χαλκός, εισάγεται επαρκής αέρας και ελέγχεται η τιμή του pH (γενικά ελέγχεται στο 7 - 8), έτσι ώστε το κυάνιο οξειδώνεται σε κυανικό, το οποίο στη συνέχεια υδρολύεται για να σχηματίσει διττανθρακικά ιόντα και αμμωνία.

Η μέθοδος μεταδιθειώδους νατρίου - αέρας είναι κατάλληλη για την επεξεργασία λυμάτων εξαγωγής χρυσού χαμηλής συγκέντρωσης κυανίου. Η δόση του φαρμάκου είναι μικρή, η ένταση εργασίας είναι χαμηλή, αλλά η αρχική επένδυση είναι σχετικά μεγάλη και πρέπει να προστεθεί εξοπλισμός όπως φυσητήρες. Οι απαιτήσεις για τους δείκτες διεργασίας είναι σχετικά αυστηρές και ο έλεγχος της τιμής του pH είναι πολύ σημαντικός. Ο θειικός χαλκός πρέπει επίσης να προστεθεί ως καταλύτης. Ο χρόνος αντίδρασης είναι μεγάλος. Εάν η επεξεργασία δεν είναι κατάλληλη, θα δημιουργηθεί μεγάλη ποσότητα ιόντων αμμωνίου και η παραγόμενη σκωρία δεν φιλτράρεται εύκολα. Υπάρχει μια μικρή ποσότητα αερίου αμμωνίας που παράγεται επί τόπου και δεν έχει καμία επίδραση στην απομάκρυνση των θειοκυανιδίων.

Μέθοδος οξείδωσης υπεροξειδίου του υδρογόνου

Η μέθοδος οξείδωσης με υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι η οξείδωση κυανιδίων σε CNO- υπό κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας, αλκαλικές (pH = 10 - 11), με Cu0.5+ ως καταλύτη, και στη συνέχεια υδρόλυση τους σε μη τοξικές ουσίες. Τα σύμπλοκα κυανιούχα (σύμπλοκα Cu, Zn, Pb, Ni, Cd) διασπώνται επίσης λόγω της καταστροφής των κυανιδίων σε αυτά. Τα ιόντα σιδηροκυανιδίου και άλλα ιόντα βαρέων μετάλλων σχηματίζουν άλατα συμπλόκου σιδηροκυανιδίου και απομακρύνονται. Τέλος, η συνολική συγκέντρωση κυανίου στα επεξεργασμένα λύματα μπορεί να μειωθεί σε λιγότερο από XNUMX mg/L.

Αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη για την επεξεργασία λυμάτων με χαμηλή συγκέντρωση κυανίου. Ο εξοπλισμός επεξεργασίας υπεροξειδίου του υδρογόνου είναι απλός και εύκολος στον αυτόματο έλεγχο. Ωστόσο, το παραγόμενο κυανικό πρέπει να παραμείνει για ορισμένο χρονικό διάστημα για να αποσυντεθεί σε CO2 και NH3. Τα μειονεκτήματα είναι ότι η χρήση χαλκού ως καταλύτη μπορεί να προκαλέσει υπέρβαση του προτύπου του χαλκού στο νερό που εκκενώνεται, το κόστος της πρώτης ύλης είναι σχετικά υψηλό, τα θειοκυανίδια δεν μπορούν να οξειδωθούν και δημιουργούνται ιόντα αμμωνίου. Στην πραγματικότητα, τα λύματα εξακολουθούν να έχουν μια ορισμένη τοξικότητα. Επιπλέον, δεδομένου ότι το υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι οξειδωτικό, έχει μεγάλη διαβρωτική ικανότητα και υπάρχουν ορισμένες δυσκολίες και κίνδυνοι στη μεταφορά και τη χρήση.

Μέθοδος οξίνισης

Όταν χρησιμοποιείται η μέθοδος οξίνισης για την επεξεργασία κυανιούχου - φτωχού υγρού, ο μηχανισμός αντίδρασής του είναι σχετικά πολύπλοκος, περιλαμβάνοντας κυρίως τρεις διαδικασίες: τη διαδικασία οξίνισης των λυμάτων που περιέχουν κυάνιο, τη διαδικασία απομάκρυνσης και απορρόφησης αερίου HCN και τη διαδικασία εξουδετέρωσης του απογυμνωμένου υγρού.

(1) Αντίδραση οξίνισης: Το φτωχό κυανίδιο υγρό οξινίζεται και καθαρίζεται με οξύ. Τα σύμπλοκα κυανιούχα στο φτωχό υγρό θα σχηματίσουν αδιάλυτα ιζήματα όπως CuCN, CuSCN και ZnXNUMXFe(CN)XNUMX και θα αφαιρεθούν, και ταυτόχρονα θα παράγεται υδροκυάνιο.

(2) Αντίδραση εξάτμισης και απορρόφησης: Το φτωχό υγρό προθερμαίνεται στους περίπου 30℃ πριν από την οξίνιση. Δεδομένου ότι το σημείο βρασμού του HCN είναι μόνο 26.5℃, είναι εξαιρετικά πτητικό. Ως εκ τούτου, ένας συσκευασμένος πύργος χρησιμοποιείται ως εξοπλισμός μεταφοράς μάζας για την επαφή μεταξύ αερίου - υγρού διφασικού στη μέθοδο οξίνισης, η οποία είναι εύκολο να επιτευχθεί η απογύμνωση και η απορρόφηση του HCN.

(3) Αντίδραση εξουδετέρωσης: Χρησιμοποιείται ασβέστης ή υγρό αλκάλιο για την εξουδετέρωση του υπολειμματικού υγρού που έχει αφαιρεθεί από οξύ. Τα υπολειμματικά μόρια HCN στο διάλυμα θα μετατραπούν στη μορφή CN-. Η μέθοδος οξίνισης μπορεί να ανακάμψει Κυανιούχο νάτριο από τα λύματα που περιέχουν κυάνιο και να πραγματοποιήσει ανάκτηση πόρων. Ωστόσο, έχει υψηλές απαιτήσεις για σφράγιση εξοπλισμού, μια σχετικά μεγάλη αρχική επένδυση, απαιτεί υψηλού επιπέδου δεξιότητες λειτουργίας και η συντήρηση του εξοπλισμού είναι δύσκολη. Υπάρχουν επίσης ορισμένοι κίνδυνοι για την ασφάλεια. Τα λύματα που παράγονται μετά την ανάκτηση χρειάζονται ακόμη βαθιά επεξεργασία για να πληρούν τα πρότυπα απόρριψης.

Μέθοδος ηλεκτρόλυσης

Η μέθοδος ηλεκτρόλυσης χρησιμοποιεί ηλεκτροχημικές αντιδράσεις οξειδοαναγωγής για την καταστροφή των κυανιδίων στα λύματα. Κατά την ηλεκτρόλυση ιόντων, τα κυανίδια χάνουν ηλεκτρόνια στην άνοδο και οξειδώνονται σε κυανικό, ανθρακικό, άζωτο ή αμμώνιο. Το κυανικό οξειδώνεται περαιτέρω σε CO2 και H2O. Οι κύριες αντιδράσεις είναι:

CN- + 2OH- - 2e → CNO- + H24O (XNUMX)

2CN- + 4OH- - 6e → 2CO2 + N25 + XNUMXHXNUMXO (XNUMX)

Πειράματα ηλεκτρόλυσης με χρήση ράβδου ηλεκτροδίου διοξειδίου μολύβδου με βάση το κεραμικό και καθοδικής πλάκας από ανοξείδωτο χάλυβα απέδειξαν ότι με τη χρήση της μεθόδου ηλεκτρόλυσης για την επεξεργασία λυμάτων που περιέχουν κυάνιο, μετά από 2 ώρες ηλεκτρόλυσης, η συγκέντρωση CN- μπορεί να μειωθεί από 385 mg/L σε 58 mg/L από 450 mg/L. έως 48 mg/L. Επιπλέον, η Hunan Zhongnan Gold Smelter χρησιμοποιεί την ηλεκτροχημική μέθοδο για την επεξεργασία των λυμάτων εξόρυξης κυανιούχου χρυσού, η οποία μπορεί να μειώσει το συνολικό κυάνιο από 4 g/L σε 0.8 g/L. Η διαφορά από τα παραπάνω είναι ότι και οι πλάκες ανόδου και καθόδου είναι κατασκευασμένες από πλάκες σιδήρου. Κατά τη διαδικασία λειτουργίας δεν καταναλώνεται μόνο ηλεκτρική ενέργεια, αλλά καταναλώνονται και οι πλάκες σιδήρου.

Η μέθοδος της ηλεκτρόλυσης χρησιμοποιείται κυρίως για την επεξεργασία υγρών αποβλήτων που περιέχουν κυάνιο υψηλής συγκέντρωσης. Ο εξοπλισμός καταλαμβάνει μια μικρή περιοχή, η διαδικασία είναι απλή και εύκολη στον έλεγχο, αλλά καταναλώνει μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας και το κόστος λειτουργίας είναι υψηλότερο από αυτό της μεθόδου αλκαλικής χλωρίωσης. Ο ρυθμός απομάκρυνσης κυανιδίου είναι μέσος και δεν έχει καμία επίδραση στην απομάκρυνση των συμπλεγμάτων κυανιδίου.

Επί του παρόντος, μεταξύ των μεθόδων επεξεργασίας για τα λύματα εξαγωγής κυανιούχου χρυσού, χρησιμοποιούνται ευρέως η μέθοδος αλκαλικής χλωρίωσης, η μέθοδος οξίνισης και η μέθοδος μεταδιθειώδους νατρίου - αέρα. Η μέθοδος ηλεκτρόλυσης και η μέθοδος συμπλοκοποίησης με σιδηρούχα άλατα είναι πρόσφατα αναδυόμενες μέθοδοι που έχουν εφαρμοστεί με επιτυχία στη βιομηχανική επεξεργασία. Η μέθοδος οξείδωσης με υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι κυρίως μέθοδος επείγουσας θεραπείας. Υπάρχουν πολλές άλλες μέθοδοι επεξεργασίας για την επεξεργασία λυμάτων εξόρυξης κυανιούχου χρυσού, όπως μέθοδος φυσικού καθαρισμού, βιολογική μέθοδος, μέθοδος διαχωρισμού μεμβράνης, μέθοδος ανταλλαγής ιόντων κ.λπ. Ωστόσο, ως βιομηχανικές εφαρμογές, όλες έχουν ορισμένους περιορισμούς και εξακολουθούν να χρειάζονται συνεχή βελτίωση.