Πειραματική Μελέτη για τις Μεθόδους Επεξεργασίας Υγρού Πτωχού σε Κυάνιο σε Χρυσωρυχείο

Εισαγωγή

Στη βιομηχανία εξόρυξης χρυσού, η επεξεργασία υγρών φτωχών σε κυάνιο έχει μεγάλη σημασία. Τα υγρά φτωχά σε κυάνιο, όπως το διάλυμα μετά την εξόρυξη χρυσού στη διαδικασία κυάνωσης, περιέχουν διάφορους ρύπους, ιδιαίτερα ενώσεις κυανίου, οι οποίες μπορούν να προκαλέσουν σοβαρή περιβαλλοντική ρύπανση εάν δεν υποβληθούν σε σωστή επεξεργασία. Επομένως, η ανάπτυξη αποτελεσματικών και οικονομικά αποδοτικών μεθόδων επεξεργασίας για υγρά φτωχά σε κυάνιο αποτελεί επείγον έργο. Αυτή η ανάρτηση ιστολογίου επικεντρώνεται στην πειραματική μελέτη μεθόδων επεξεργασίας υγρών φτωχών σε κυάνιο σε ένα συγκεκριμένο ορυχείο χρυσού , με στόχο την παροχή πολύτιμων πληροφοριών και αναφορών για τη βιομηχανία.

Επισκόπηση των μεθόδων επεξεργασίας υγρών φτωχών σε κυάνιο

Γενικά, οι μέθοδοι επεξεργασίας για υγρό φτωχό σε κυάνιο μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: μεθόδους καθαρισμού και μεθόδους ανάκτησης (αναγέννησης).

Μέθοδοι Καθαρισμού

1. Μέθοδος οξείδωσης αλκαλίου-χλωρίου

• Αυτή είναι μια σχετικά ώριμη μέθοδος για την καταστροφή κυανιδίων στα λύματα και χρησιμοποιείται ευρέως σε μονάδες ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης, μονάδες οπτανθρακοποίησης και μονάδες τήξης χρυσού. Υπό συνθήκες pH 11 - 12, τα κυανίδια και τα ιόντα μεταλλικών συμπλόκων στα λύματα που περιέχουν κυανίδια οξειδώνονται σε κυανικά άλατα και στη συνέχεια προστίθεται χλώριο για δεύτερη φορά για να τα οξειδώσει σε διοξείδιο του άνθρακα , άζωτο κ.λπ.

• Πλεονεκτήματα : Η διαδικασία είναι σχετικά ώριμη, με καλά αποτελέσματα επεξεργασίας και ευρεία εφαρμογή. Η διαδικασία επεξεργασίας μπορεί εύκολα να αυτοματοποιηθεί.

• Μειονεκτήματα : Τα κυανίδια δεν μπορούν να ανακυκλωθούν, το κόστος επεξεργασίας είναι υψηλό και δεν μπορούν να απομακρύνουν τα σύμπλοκα σιδήρου-κυανίου. Υπάρχει επίσης το πρόβλημα της δευτερογενούς ρύπανσης.

2. Διοξείδιο του θείου - Μέθοδος οξείδωσης στον αέρα

• Σε ένα αναδευόμενο δοχείο, προστίθεται το υγρό απόβλητο και εισάγονται αέρας και SO₂ (υγρό ή αέριο, ή διάλυμα θειώδους άλατος, ή που λαμβάνεται με καύση στοιχειακού θείου). Το pH ελέγχεται σε 7-10 και χρησιμοποιείται άσβεστος για την εξουδετέρωση του οξέος που παράγεται κατά την αντίδραση οξείδωσης. Η αντίδραση απαιτεί την παρουσία διαλυτού χαλκού (ως καταλύτη).

• Η μέθοδος οξείδωσης Inco - SO₂/αέρα μπορεί να αποσυνθέσει όλα τα κυανίδια, συμπεριλαμβανομένων των κυανιδίων σιδήρου, και τα κυανίδια σιδήρου μπορούν να καθιζάνουν και να απομακρυνθούν χρησιμοποιώντας ορισμένα ασφαλή και φθηνά αντιδραστήρια.

3.Μέθοδος υπεροξειδίου του υδρογόνου

• Αυτή η διαδικασία είναι κατάλληλη για την επεξεργασία λυμάτων χαμηλής συγκέντρωσης που περιέχουν κυάνιο. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου μπορεί να οξειδώσει το κυάνιο στα απόβλητα σε σχετικά ασθενές και εύκολα υδρολυόμενο κυανικό οξύ (HCNO), το οποίο στη συνέχεια απομακρύνεται με περαιτέρω οξείδωση και υδρόλυση.

4. Μέθοδος οξείδωσης του όζοντος

• Το όζον είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας. Όταν χρησιμοποιείται για την επεξεργασία λυμάτων που περιέχουν κυάνιο, είναι πιο ολοκληρωμένη από τη μέθοδο οξείδωσης με αλκάλια-χλώριο, με καλύτερα αποτελέσματα απομάκρυνσης κυανίου. Μετά την οζονοποίηση, το διαλυμένο οξυγόνο στο διάλυμα λυμάτων αυξάνεται, το οποίο μπορεί να επιστραφεί στο σύστημα κυάνωσης για ανακύκλωση, διευκολύνοντας τη διάλυση του χρυσού και βελτιώνοντας την απόδοση έκπλυσης του χρυσού.

• Πλεονεκτήματα : Η λειτουργία είναι απλή και βολική, εύκολος έλεγχος και ο βαθμός αυτοματοποίησης της παραγωγής είναι υψηλός. Το όζον μπορεί να παραχθεί επί τόπου, κάτι που έχει μεγάλη σημασία για μονάδες κυάνωσης με άβολη μεταφορά αλλά επαρκή παροχή ρεύματος. Η απόδοση καθαρισμού είναι υψηλή και δεν παράγεται δευτερογενής ρύπανση.

• Μειονεκτήματα : Η κατανάλωση ενέργειας για την παραγωγή όζοντος είναι μεγάλη και το κόστος παραγωγής υψηλό, γεγονός που περιορίζει την ευρεία εφαρμογή του.

5. Μέθοδος ηλεκτρολυτικής οξείδωσης

• Πριν από την ηλεκτρόλυση, ρυθμίστε πρώτα το pH του υγρού φτωχού σε κυάνιο σε >7. Προσθέστε μια μικρή ποσότητα αλατιού, χρησιμοποιήστε γραφίτη ως άνοδο και πλάκα τιτανίου ως κάθοδο και χρησιμοποιήστε ένα αλκαλικό υδατικό διάλυμα χαλκού-ψευδαργύρου ως ηλεκτρολύτη. Όταν διέρχεται συνεχές ρεύμα, στην κάθοδο παράγονται μεταλλικός χαλκός και ψευδάργυρος, ενώ παράγεται και υδρογόνο. Στην άνοδο, το CN⁻ οξειδώνεται σε CNO⁻, CO₂, N₂ και το Cl⁻ οξειδώνεται σε Cl₂ και το Cl₂ εισέρχεται στο διάλυμα για να παράγει HClO.

6. Μέθοδος Μικροβιακής Οξείδωσης

• Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί τις βιοχημικές ιδιότητες των μικροοργανισμών για την αποσύνθεση κυανιδίων, θειοκυανικών και κυανιδίων σιδήρου, παράγοντας αμμωνία, διοξείδιο του άνθρακα και θειικά άλατα ή υδρολύοντας κυανίδια σε φορμαμίδιο. Ταυτόχρονα, τα βακτήρια προσροφούν ιόντα βαρέων μετάλλων, με αποτέλεσμα να αποκολληθούν από το βιοφίλμ και να απομακρυνθούν.

• Σημαντικό χαρακτηριστικό : Η θερμοκρασία πρέπει να διατηρείται πάνω από 10℃ ανά πάσα στιγμή για να διατηρείται ένας λογικός ρυθμός απομάκρυνσης κυανίου.

Μέθοδοι Ανάκτησης (Αναγέννησης)

1. Μέθοδος οξίνισης

• Η κύρια αρχή αυτής της μεθόδου είναι η προσθήκη θειικού οξέος στα λύματα που περιέχουν κυάνιο, η ρύθμιση του pH σε περίπου 1.5 και η μετατροπή του CN⁻ σε HCN. Το διαφυγόν αέριο HCN εισάγεται σε έναν απορροφητή και απορροφάται από ένα αλκαλικό διάλυμα (διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου ή υδροξειδίου του ασβεστίου) για να ληφθεί ένα διάλυμα κυανίου 20% - 30%, το οποίο μπορεί να ανακυκλωθεί.

• Πλεονεκτήματα : Αυτή η διαδικασία μπορεί να μεγιστοποιήσει την ανάκτηση κυανιδίων, να βελτιώσει το αποτελεσματικό ποσοστό αξιοποίησης των κυανιδίων και να μειώσει το κόστος παραγωγής.

• Μειονεκτήματα : Το εφάπαξ κόστος επένδυσης είναι μεγάλο, η ροή της διεργασίας είναι πολύπλοκη και είναι δύσκολο για το επεξεργασμένο υπολειμματικό υγρό που περιέχει κυάνιο να πληροί τα πρότυπα απόρριψης.

2. Μέθοδος ανταλλαγής ιόντων

• Στην επεξεργασία υγρών φτωχών σε κυάνιο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ρητίνες ανταλλαγής ιόντων για τον εμπλουτισμό των κυανιδίων.

3. Μέθοδος προσρόφησης

• Προσρόφηση Ενεργού Άνθρακα : Η προσρόφηση του ενεργού άνθρακα εξαρτάται κυρίως από τους πολυάριθμους εσωτερικούς πόρους του και τη μεγάλη ειδική επιφάνεια. Η διαδικασία προσρόφησης περιλαμβάνει φυσική προσρόφηση και χημική προσρόφηση. Η απομάκρυνση του κυανίου γίνεται κυρίως με τρεις τρόπους: οξείδωση, υδρόλυση και απογύμνωση. Η κύρια διαδικασία είναι η οξειδωτική αντίδραση αποσύνθεσης των κυανιδίων σε λύματα που περιέχουν κυάνιο με υπεροξείδιο του υδρογόνου στην επιφάνεια του ενεργού άνθρακα.

4. Μέθοδος εκχύλισης με διαλύτη

• Οι διαλύτες χρησιμοποιούνται για την εξαγωγή πολύτιμων συστατικών και κυανιδίων από υγρό φτωχό σε κυάνιο.

5. Μέθοδος υγρής μεμβράνης

• Στην επεξεργασία υγρών φτωχών σε κυάνιο, χρησιμοποιείται κυρίως το σύστημα λαδιού-σε-νερό. Η βασική αρχή είναι: πρώτον, οξινίστε τα λύματα που περιέχουν κυάνιο για να μετατρέψετε τα ιόντα κυανίου σε HCN. Το HCN διέρχεται από την υγρή μεμβράνη της ελαιώδους φάσης στην εσωτερική υδατική φάση και στη συνέχεια αντιδρά με NaOH για να παράγει NaCN.

6. Μέθοδος ηλεκτροδιάλυσης

• Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί ένα ηλεκτρικό πεδίο για να οδηγήσει τη μετανάστευση ιόντων μέσω μεμβρανών ανταλλαγής ιόντων, ώστε να επιτευχθεί ο διαχωρισμός και η ανάκτηση των ουσιών.

Πειραματική Μελέτη σε Υγρό Πτωχό σε Κυάνιο ενός Ορυχείου Χρυσού

Ιστορικό του πειράματος

Το φτωχό σε κυάνιο υγρό ενός συγκεκριμένου χρυσωρυχείου έχει ιδιαίτερα υψηλή περιεκτικότητα σε ολικό κυάνιο, που φτάνει έως και τα 13000mg/L. Τέτοια λύματα με υψηλή συγκέντρωση κυανίου αποτελούν μεγάλη απειλή για το περιβάλλον και απαιτούν αποτελεσματική επεξεργασία.

Πειραματικές μέθοδοι

1.H₂O₂ + ClO₂ + C Μέθοδος προσρόφησης

• Σε αυτήν τη μέθοδο, το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H₂O₂) και το διοξείδιο του χλωρίου (ClO₂) χρησιμοποιούνται αρχικά ως οξειδωτικά για την οξείδωση των κυανιδίων στο κυάνιο - υγρό που δεν περιέχει κυάνιο. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται προσρόφηση ενεργού άνθρακα (C) για την περαιτέρω απομάκρυνση των υπολοίπων ρύπων.

2. Τριφασική οξείδωση (H₂O₂ + Καταλύτης «M») + Χλωρίωση Αερισμός + Μέθοδος προσρόφησης C

• Οξείδωση τριών σταδίων : Για την οξείδωση τριών σταδίων χρησιμοποιούνται υπεροξείδιο του υδρογόνου (H₂O₂) και ένας ειδικός καταλύτης «Μ». Αυτό γίνεται για να διασφαλιστεί μια πιο ολοκληρωμένη οξείδωση διαφόρων κυανιούχων ενώσεων, συμπεριλαμβανομένων των σύνθετων κυανιούχων.

• Αερισμός με χλωρίωση : Μετά την τριφασική οξείδωση, πραγματοποιείται αερισμός με χλωρίωση. Το χλώριο εισάγεται στο υγρό κατά τον αερισμό, το οποίο μπορεί να οξειδώσει περαιτέρω τις υπόλοιπες ουσίες που σχετίζονται με το κυάνιο και ορισμένους άλλους αναγώγιμους ρύπους.

• C Προσρόφηση : Τέλος, η προσρόφηση ενεργού άνθρακα χρησιμοποιείται για την προσρόφηση των υπολειπόμενων λεπτόκοκκων ρύπων και οποιωνδήποτε υπολειμματικών ουσιών που σχετίζονται με το κυάνιο, ώστε να επιτευχθεί ο στόχος του καθαρισμού του υγρού που είναι φτωχό σε κυάνιο.

Πειραματικά Αποτελέσματα και Σύγκριση

1.H₂O₂ + ClO₂ + C Μέθοδος προσρόφησης

• Αυτή η μέθοδος πέτυχε έναν ορισμένο βαθμό απομάκρυνσης κυανίου, αλλά η τελική συνολική περιεκτικότητα σε κυάνιο στο επεξεργασμένο υγρό ήταν ακόμη σχετικά υψηλή, μη πληρώντας τα αυστηρά εθνικά πρότυπα απόρριψης.

2. Τριφασική οξείδωση (H₂O₂ + Καταλύτης «M») + Χλωρίωση Αερισμός + Μέθοδος προσρόφησης C

• Αυτή η μέθοδος έδειξε πιο ικανοποιητικά αποτελέσματα. Η τελική συνολική περιεκτικότητα σε κυάνιο μειώθηκε στα 0.44 mg/L, η οποία πληροί τα εθνικά πρότυπα απόρριψης. Επιπλέον, η περιεκτικότητα σε άλλα βαρέα μέταλλα πληρούσε επίσης τις σχετικές απαιτήσεις των εθνικών προτύπων.

• Κόστος - Αποτελεσματικότητα : Όσον αφορά το κόστος, αν και η τριφασική διαδικασία οξείδωσης με καταλύτη και πρόσθετο αερισμό χλωρίωσης απαιτεί πιο σύνθετες λειτουργίες και τη χρήση ορισμένων καταλυτών και χλωρίου, συνολικά, σε σύγκριση με ορισμένες άλλες υπερβολικά πολύπλοκες ή υψηλού κόστους μεθόδους, το κόστος είναι σχετικά λογικό. Μπορεί να επεξεργαστεί αποτελεσματικά υγρό με υψηλή συγκέντρωση κυανίου, ελέγχοντας παράλληλα το κόστος εντός αποδεκτού εύρους.

Συμπέρασμα

Η επεξεργασία του κυανίου - φτωχού υγρού στα χρυσωρυχεία - είναι ένα σύνθετο αλλά κρίσιμο έργο. Μέσω της πειραματικής μελέτης για το κυάνιο - φτωχό υγρό ενός συγκεκριμένου χρυσωρυχείου, μπορεί να φανεί ότι οι διαφορετικές μέθοδοι επεξεργασίας έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Η μέθοδος τριών σταδίων οξείδωσης (H₂O₂ + καταλύτης «M») + χλωρίωση, αερισμός + προσρόφηση C δείχνει σχετικά ιδανικά αποτελέσματα επεξεργασίας και σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας για το κυάνιο - φτωχό υγρό με υψηλή συνολική περιεκτικότητα σε κυάνιο σε αυτό το χρυσωρυχείο. Ωστόσο, απαιτείται συνεχής έρευνα και βελτίωση στο μέλλον για την ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών, οικονομικά αποδοτικών και φιλικών προς το περιβάλλον μεθόδων επεξεργασίας, ώστε να ανταποκρίνονται καλύτερα στις απαιτήσεις της προστασίας του περιβάλλοντος και της βιώσιμης ανάπτυξης στη βιομηχανία εξόρυξης χρυσού.