Tsüaniidivaese vedeliku käitlemismeetodite eksperimentaalne uuring kullakaevanduses

Sissejuhatus

Kullakaevandamise tööstuses on tsüaniidivaese vedeliku töötlemine väga oluline. Tsüaniidivaene vedelik, näiteks tsüaniidimisprotsessis kulla ekstraheerimise järgne lahus, sisaldab mitmesuguseid saasteaineid, eriti tsüaniidiühendeid, mis võivad nõuetekohase töötlemiseta põhjustada tõsist keskkonnareostust. Seetõttu on tsüaniidivaese vedeliku tõhusate ja kulutõhusate töötlusmeetodite väljatöötamine kiireloomuline ülesanne. See ajaveebipostitus keskendub tsüaniidivaese vedeliku töötlusmeetodite eksperimentaalsele uuringule teatud kullakaevanduses , eesmärgiga pakkuda tööstusele väärtuslikke teadmisi ja viiteid.

Tsüaniidivaeste vedelate puhastusmeetodite ülevaade

Üldiselt võib tsüaniidivaese vedeliku töötlemismeetodid jagada laias laastus kahte kategooriasse: puhastusmeetodid ja taaskasutus- (regenereerimis-) meetodid.

Puhastusmeetodid

1.Leelise-kloori oksüdatsioonimeetod

• See on suhteliselt väljaarendatud meetod tsüaniidide hävitamiseks reovees ning seda kasutatakse laialdaselt galvaniseerimis-, koksistamis- ja kullasulatustehastes. pH 11–12 juures oksüdeeritakse tsüaniidi sisaldavas reovees olevad tsüaniidid ja metallikompleksi ioonid tsüanaatideks ning seejärel lisatakse teist korda kloori, et oksüdeerida need süsinikdioksiidiks , lämmastikuks jne.

• Eelised : Protsess on suhteliselt küps, heade raviefektide ja laia kasutusalaga. Raviprotsessi saab hõlpsasti automatiseerida.

• Puudused : Tsüaniide ei saa taaskasutada, töötlemise kulud on kõrged ja see ei suuda eemaldada raud-tsüaniidi komplekse. Samuti on sekundaarse reostuse probleem.

2. Vääveldioksiid - õhu oksüdeerimise meetod

• Segatavasse anumasse lisatakse jääkvedelik ning seejärel juhitakse sisse õhku ja SO₂-d (vedelikku või gaasi, sulfitilahust või elementaarse väävli põletamisel saadud). pH hoitakse vahemikus 7–10 ja oksüdatsioonireaktsiooni käigus tekkiva happe neutraliseerimiseks kasutatakse lupja. Reaktsioon nõuab lahustuva vase (katalüsaatorina) olemasolu.

• Inco-SO₂/õhu oksüdeerimismeetod suudab lagundada kõiki tsüaniide, sealhulgas raudtsüaniide, ning raudtsüaniide saab sadestada ja eemaldada mõnede ohutute ja odavate reagentide abil.

3. Vesinikperoksiidi meetod

• See protsess sobib madala kontsentratsiooniga tsüaniidi sisaldava reovee puhastamiseks. Vesinikperoksiid suudab oksüdeerida settejääkides oleva tsüaniidi suhteliselt nõrgaks ja kergesti hüdrolüüsitavaks tsüaniinhappeks (HCNO), mis seejärel eemaldatakse edasise oksüdeerimise ja hüdrolüüsi teel.

4.Osooni oksüdeerimise meetod

• Osoon on tugev oksüdeeriv aine. Tsüaniidi sisaldava reovee puhastamisel on see täielikum kui leelis-kloori oksüdeerimismeetod ja parema tsüaniidi eemaldamise efektiga. Pärast osoonimist suureneb reoveelahuses lahustunud hapniku sisaldus, mida saab tsüaniidsüsteemi tagasi suunata, hõlbustades kulla lahustumist ja parandades kulla leostumise efektiivsust.

• Eelised : Töötamine on lihtne ja mugav, seda on lihtne juhtida ning tootmise automatiseerimise aste on kõrge. Osooni saab toota kohapeal, mis on väga oluline tsüaniidtehastele, kus transport on ebamugav, kuid energiavarustus on piisav. Puhastustõhusus on kõrge ja sekundaarset reostust ei teki.

• Puudused : Osooni tootmiseks vajalik energiatarve on suur ja tootmiskulud on kõrged, mis piirab selle laialdast kasutamist.

5. Elektrolüütilise oksüdeerimise meetod

• Enne elektrolüüsi reguleerige tsüaniidivaese vedeliku pH väärtuseks >7. Lisage väike kogus soola, kasutage anoodina grafiiti ja katoodina titaanplaati ning elektrolüüdina kasutage leeliselist vase-tsingi vesilahust. Alalisvoolu läbilaskmisel tekivad katoodil metalli vask ja tsink ning tekib ka vesinik. Anoodil oksüdeerub CN⁻ CNO⁻-ks, CO₂-ks, N₂-ks ja Cl⁻ oksüdeerub Cl₂-ks ning Cl₂ siseneb lahusesse, moodustades HClO.

6.Mikroobse oksüdeerimise meetod

• See meetod kasutab mikroorganismide biokeemilisi omadusi tsüaniidide, tiotsüanaatide ja raudtsüaniidide lagundamiseks, tekitades ammoniaaki, süsinikdioksiidi ja sulfaate või hüdrolüüsides tsüaniidid formamiidiks. Samal ajal adsorbeerivad bakterid raskmetallide ioone, põhjustades nende kukkumise koos biokilega ja eemaldamise.

• Oluline omadus : Mõistliku tsüaniidi eemaldamise kiiruse säilitamiseks tuleb temperatuuri hoida kogu aeg üle 10 ℃.

Taastumis- (regenereerimis-) meetodid

1. Hapestamise meetod

• Selle meetodi peamine põhimõte on lisada tsüaniidi sisaldavale reoveele väävelhapet, reguleerida pH umbes 1.5-ni ja muuta CN⁻ HCN-iks. Välja pääsenud HCN-gaas juhitakse absorberisse ja absorbeeritakse aluselise lahusega (naatriumhüdroksiidi või kaltsiumhüdroksiidi lahus), saades 20–30% tsüaniidilahuse, mida saab taaskasutada.

• Eelised : See protsess võib maksimeerida tsüaniidide taaskasutamist, parandada tsüaniidide efektiivset kasutusmäära ja vähendada tootmiskulusid.

• Puudused : Ühekordne investeering on suur, protsessivoog on keeruline ja töödeldud tsüaniidi sisaldava jääkvedeliku puhul on raske täita heitvee standardeid.

2. Ioonvahetusmeetod

• Tsüaniidivaese vedeliku töötlemisel saab tsüaniidide rikastamiseks kasutada ioonvahetusvaike.

3.Adsorptsioonimeetod

• Aktiveeritud süsiniku adsorptsioon : Aktiveeritud süsiniku adsorptsioon sõltub peamiselt selle arvukatest sisemistest pooridest ja suurest eripinnast. Adsorptsiooniprotsess hõlmab füüsikalist ja keemilist adsorptsiooni. Tsüaniidi eemaldamine toimub peamiselt kolmel viisil: oksüdeerimine, hüdrolüüs ja eemaldamine. Peamine protsess on tsüaniidide oksüdatiivne lagunemisreaktsioon tsüaniidi sisaldavas reovees vesinikperoksiidiga aktiveeritud süsiniku pinnal.

4. Lahusti ekstraheerimise meetod

• Lahusteid kasutatakse väärtuslike komponentide ja tsüaniidide eraldamiseks tsüaniidivaesest vedelikust.

5. Vedelmembraanimeetod

• Tsüaniidivaese vedeliku töötlemisel kasutatakse peamiselt õli-vees süsteemi. Põhiprintsiip on järgmine: esmalt hapestatakse tsüaniidi sisaldav reovesi, et muuta selles olevad tsüaniidiioonid HCN-iks. HCN läbib õlifaasi vedeliku membraani sisemisse veefaasi ja reageerib seejärel NaOH-ga, moodustades NaCN-i.

6. Elektrodialüüsi meetod

• See meetod kasutab ioonide migratsiooni juhtimiseks läbi ioonvahetusmembraanide elektrivälja, et saavutada ainete eraldamine ja eraldamine.

Eksperimentaalne uuring kullakaevanduse tsüaniidivaese vedeliku kohta

Katse taust

Teatud kullakaevanduse tsüaniidivaese vedeliku tsüaniidisisaldus on eriti kõrge, ulatudes kuni 13000 mg/l. Selline kõrge kontsentratsiooniga tsüaniidi sisaldav reovesi kujutab endast suurt ohtu keskkonnale ja vajab tõhusat puhastamist.

Katsemeetodid

1.H₂O₂ + ClO₂ + C adsorptsioonimeetod

• Selle meetodi puhul kasutatakse esmalt oksüdeerijatena vesinikperoksiidi (H₂O₂) ja kloordioksiidi (ClO₂), et oksüdeerida tsüaniidivaeses vedelikus olevaid tsüaniide. Seejärel viiakse läbi aktiivsöe (C) adsorptsioon, et eemaldada ülejäänud saasteained.

2. Kolmeastmeline oksüdatsioon (H₂O₂ + katalüsaator „M“) + kloorimine, aereerimine + C-adsorptsioonimeetod

• Kolmeastmeline oksüdeerimine : Kolmeastmeliseks oksüdeerimiseks kasutatakse vesinikperoksiidi (H₂O₂) ja spetsiifilist katalüsaatorit „M“. See tagab erinevate tsüaniidühendite, sealhulgas komplekssete tsüaniidide, põhjalikuma oksüdeerimise.

• Kloorimine ja aereerimine : Pärast kolmeastmelist oksüdeerimist viiakse läbi kloorimine ja aereerimine. Aereerimise ajal lisatakse vedelikku kloori, mis võib veelgi oksüdeerida ülejäänud tsüaniidiga seotud aineid ja mõningaid muid redutseeritavaid saasteaineid.

• C Adsorptsioon : Lõpuks kasutatakse aktiivsöe adsorptsiooni ülejäänud peeneteraliste saasteainete ja kõigi tsüaniidiga seotud jääkide adsorbeerimiseks, et saavutada tsüaniidivaese vedeliku puhastamise eesmärk.

Eksperimentaalsed tulemused ja võrdlus

1.H₂O₂ + ClO₂ + C adsorptsioonimeetod

• Selle meetodiga saavutati teatav tsüaniidi eemaldamise määr, kuid töödeldud vedeliku lõplik tsüaniidi kogusisaldus oli ikkagi suhteliselt kõrge, mis ei vastanud rangetele riiklikele heitvee standarditele.

2. Kolmeastmeline oksüdatsioon (H₂O₂ + katalüsaator „M“) + kloorimine, aereerimine + C-adsorptsioonimeetod

• See meetod andis rahuldavamaid tulemusi. Lõplik tsüaniidi kogusisaldus vähenes 0.44 mg/l-ni, mis vastab riiklikele heitvee standarditele. Lisaks vastas ka teiste raskmetallide sisaldus asjakohastele riiklikele standarditele.

• Kulutõhusus : Kuigi kolmeastmeline oksüdeerimisprotsess katalüsaatori ja täiendava kloorimise ja aereerimisega nõuab keerukamaid toiminguid ning teatud katalüsaatorite ja kloori kasutamist, on hind võrreldes mõne muu liiga keeruka või kalli meetodiga üldiselt suhteliselt mõistlik. See võimaldab tõhusalt töödelda kõrge kontsentratsiooniga tsüaniidivaest vedelikku, hoides samal ajal kulusid vastuvõetavas vahemikus.

Järeldus

Tsüaniidivaese vedeliku töötlemine kullakaevandustes on keeruline, kuid oluline ülesanne. Teatud kullakaevanduse tsüaniidivaese vedeliku eksperimentaalse uuringu põhjal on näha, et erinevatel töötlusmeetoditel on oma eelised ja puudused. Kolmeastmeline oksüdeerimismeetod (H₂O₂ + katalüsaator "M") + kloorimine, aereerimine + C-adsorptsioon näitab selles kullakaevanduses tsüaniidivaese vedeliku puhul, millel on kõrge tsüaniidi kogusisaldus, suhteliselt ideaalseid töötlustulemusi ja kulutõhusust. Siiski on tulevikus vaja pidevat uurimistööd ja täiustamist, et töötada välja tõhusamad, kulutõhusamad ja keskkonnasõbralikumad töötlusmeetodid, mis vastaksid paremini kullakaevandustööstuse keskkonnakaitse ja säästva arengu nõuetele.