Sulfuroko gainazal mineraletan zianuroa kentzeko metodoak eta prozesuak

Sarrera

Burdinezkoak ez diren metal sulfuro meak aberasteko eta urtzeko prozesuetan, zianuroa askotan erabiltzen da metalen berreskurapen-tasak handitzeko. Hala ere, sulfuro meen gainazalean geratzen den zianuroak ez du ondorengo prozesu-fluxuetan eragin negatiboa bakarrik, baita ingurumen-arazo larriak ere sortzen ditu. Hori dela eta, sulfuro meen gainazalean zianuroa kentzeko metodo eraginkor eta ingurumena errespetatzen dutenak garatzea oso garrantzitsua da praktikoki.

Gaur egungo egoera eta arriskuak zianuro-hondakinen gainazal mineral sulfuroetan

Egungo Egoera

Sulfuro-meen flotazio-prozesu tradizionalean, zianuroa inhibitzaile gisa oso erabilia da. Sulfuro-mineetan nahi ez diren zenbait mineral modu selektiboan inhibitu ditzake, horrela xede-mineralak ganga-mineraletatik bereiztea lortuz. Baina flotazioaren ondoren, zianuro kopuru handi bat xurgatuko da sulfuro-meen gainazalean. Ikerketa garrantzitsuen arabera, zenbait kontzentratzailetan, flotazioaren ondoren sulfuro-mearen kontzentratuen gainazaleko zianuro-edukia ehunka miligramokoa izan daiteke kilogramo bakoitzeko.

arriskuak

Ikuspegi teknologikotik, geratzen den zianuroak oztopatuko du ondorengo galdaketa-prozesua. Esate baterako, kobre sulfurozko mineralak urtzeko garaian, zianuroak kobrearekin konplexuak sortuko ditu, kobrearen galdaketa-eraginkortasuna murriztuz eta energia-kontsumoa handituz. Ingurumenaren ikuspegitik, zianuroa substantzia oso toxikoa da. Zianuroa duten hondakin-urak ingurune naturalera isurtzen direnean, ur-masak eta lurzorua kutsatuko ditu, ur-organismoak eta inguruko landaredia arriskuan jarriko ditu, eta elika-katearen bidez gizakien osasunerako mehatxua ere eragingo du.

Sulfuroaren gainazal mineraletan zianuroa kentzeko metodoak

Oxidazio metodoa

1.Oxidazio kimikoaren metodoa

• Printzipioa: Oxidatzaile sendoak erabili zianuroa substantzia gutxiago toxiko edo ez-toxikoetan oxidatzeko. Oxidatzaile ohikoenen artean hidrogeno peroxidoa (H2O2), sodio hipokloritoa (NaClO), etab. daude. Hidrogeno peroxidoa adibide gisa hartuta, bere erreakzio-ekuazioa hau da: (2CN+5H2O2 = 2HCO3 + N2↑+4H2O).

• Funtzionamendu Prozesua : Lehenik eta behin, zianuroa duen sulfuro-meazko orea erreakzio-tanga batean jarri eta oreazko pH balioa tarte egoki batera egokitu (orokorrean, hidrogeno peroxidoaren oxidaziorako, pH balioa 9 eta 11 artekoa izatea komeni da). Ondoren, poliki-poliki gehitu hidrogeno peroxidoaren disoluzioa irabiatzen duzun bitartean, oxidatzailea oreaz guztiz kontaktuan jarri eta erreakzionatu dadin. Erreakzio-denbora normalean 1 eta 3 ordu artekoa da, eta denbora zehatza oreazko zianuroaren kontzentrazioaren eta mearen propietateen araberakoa da.

• Abantailak : Erreakzio-abiadura nahiko azkarra da, eta zianuroaren kentze-efektua ona da, eta horrek zianuro-kontzentrazioa maila nahiko baxu batera murriztu dezake.

• Desabantailak : Hidrogeno peroxidoa bezalako oxidatzaileak nahiko garestiak dira, eta oxidatzaile gehiegi izateak eragina izan dezake ondorengo aberasketa edo urtze prozesuetan.

Adsortzio Metodoa

1. Karbono aktibatua xurgatzeko metodoa

• Printzipioa : Ikatz aktibatuak azalera espezifiko handia eta poro-egitura aberatsak ditu, eta zianuroa bere gainazalean xurga dezake adsorzio fisiko eta kimikoaren bidez.

• Funtzionamendu Prozesua : Gehitu ikatz aktibatua zianuroa duen sulfuro-mea-orea eta nahastu ondo ikatz aktibatua orea-orea-ko zianuroarekin guztiz kontaktuan egon dadin. Xurgapen-denbora normalean 30 minututik 2 ordura bitartekoa da. Xurgapenaren ondoren, bereizi ikatz aktibatua orea-orea-tik iragazketa edo beste bide batzuen bidez.

• Abantailak : Funtzionamendua erraza da, eta zianuro kontzentrazio baxuko xurgapen efektu ona du. Ikatz aktibatua birsortu eta berrerabili daiteke.

• Desabantailak : Zianuro kontzentrazio handikoarentzat, adsorzio-ahalmena mugatua da, eta adsortutako ikatz aktibatuaren tratamendu desegokiak bigarren mailako kutsadura eragingo du.

2.Ion - Truke Erretxina Adsortzio Metodoa

• Printzipioa : Ioi-trukerako erretxinek zianuroko ioiekin truka ditzaketen talde funtzional espezifikoak dituzte, eta horrela zianuroa erretxinaren gainean xurgatzen dute.

• Funtzionamendu Prozesua : Ioi-truke erretxina truke-zutabe batean sartu eta zianuroa duen sulfuro-mearen orea truke-zutabe horretatik igaroarazi. Orearen emaria kontrolatu zianuroa erretxinarekin guztiz trukatzen dela ziurtatzeko. Erretxina adsorzioz saturatuta dagoenean, eluente espezifiko bat erabili erretxina eluitu eta birsortzeko.

• Abantailak : Zianuroarekiko adsorzio-selektibotasun handia du eta funtzionamendu jarraitua lor dezake.

• Desabantailak : Erretxinaren kostua altua da, eluzio-prozesua nahiko konplexua da, eta zianuroa duen eluzio-hondakin-likidoa sor daiteke.

Beste metodo batzuk

1.Azidoa - Base Neutralizazio Metodoa

• Printzipioa : Baldintza jakin batzuetan, zianuroak hidrolisi erreakzioak jasango ditu ingurune azido edo alkalinoetan, substantzia gutxiago toxikoak edo ez-toxikoak sortzeko. Adibidez, egoera azido batean, zianuroak hidrogeno ioiekin erreakzionatuko du azido zianhidrikoa (HCN) sortzeko, eta hori lurrunketaren bidez kendu daiteke; egoera alkalino batean, zianuroa hidrolizatzen da zianatoa eta beste substantzia batzuk sortzeko.

• Funtzionamendu Prozesua : Hidrolisi azidoa erabiltzen bada, poliki-poliki gehitu disoluzio azidoak, hala nola azido sulfuriko diluitua, zianuroa duen sulfuro-mea duen oreari, pH balioa 2-4ra egokituz, eta ondoren aireztatu sortutako azido zianiko hidroxidoa lurruntzeko. Hidrolisi alkalinoa erabiltzen bada, gehitu substantzia alkalinoak, hala nola sodio hidroxidoa, pH balioa 10-12ra egokituz, eta erreakzionatu denbora jakin batez (normalean 2-4 ordu).

• Abantailak : Kostua nahiko baxua da, eta funtzionamendua nahiko erraza.

• Desabantailak : Hidrolisi azidoan sortutako azido zianhidrikoa oso toxikoa da eta babes neurri zorrotzak behar ditu; hidrolisi alkalinoaren erreakzioaren abiadura motela da, eta tratamenduaren ondoren zianuro hondakin kopuru txiki bat gerta daiteke oraindik.

Sulfuroaren gainazal mineraletan zianuroa kentzeko prozesu-fluxuaren diseinua

Aurretratamendu-etapa

1. Mamiaren doikuntza : Flotazioaren ondoren sulfuro-mea-mamiaren kontzentrazioa doitzen da. Oro har, mamiaren kontzentrazioa % 20 eta % 40 artean kontrolatzen da ondorengo tratamendurako. Aldi berean, mamiaren hasierako zianuro-kontzentrazioa detektatzen da ondorengo prozesu-parametroak zehazteko oinarri bat emateko.

2. Ezpurutasunak kentzea : partikula handiko ezpurutasunak eta pulpan dauden solido eseki batzuk iragazketa, sedimentazio eta abar bidez kentzen dira, ondorengo tratamendu-prozesuetan oztopatu ez dezaten.

Kentzeko etapa

1. Metodoaren hautaketa : Aukeratu kentzeko metodo egokia faktoreen arabera, hala nola, pulpako zianuro-kontzentrazioa, mearen propietateak, tratamendu-kostua eta ingurumen-babesaren eskakizunak. Adibidez, zianuro-kontzentrazio handiko kasuetarako eta kostua kezkagarria ez den kasuetarako, oxidazio kimikoaren metodoari eman dakioke lehentasuna; zianuro-kontzentrazio txikiko kasuetarako eta ingurumena kontuan hartzen duten kasuetarako, oxidazio biologikoaren metodoa edo adsorzio-metodoa egokiagoa izan daiteke.

2. Prozesuaren parametroen kontrola : Oxidazio kimikoaren metodoan hidrogeno peroxidoaren oxidazioa adibide gisa hartuta , zorrotz kontrolatu gehitzen den hidrogeno peroxidoaren kantitatea (orokorrean zianuroaren kontzentrazioaren eta erreakzio-ekuazioaren arabera kalkulatua), erreakzio-tenperatura (orokorrean 20-30℃), pH balioa (9-11), eta nahasteko abiadura (100-300 bira minutuko) eta beste parametro batzuk erreakzio eraginkorra bermatzeko.

Tratamenduaren ondorengo fasea

1. Solido-likido bereizketa : Zianuroa kendu ondoren, mamia bereizi behar da iragazketa, zentrifugazio eta abarren bidez, sulfuro-mearen kontzentratuak eta zianuro kantitate txikia duten hondakin-urak lortzeko.

2. Hondakin-uren tratamendua : Hondakin-ur bereiziak gehiago tratatu isurketa-arau nazionalak betetzeko. Bigarren mailako oxidazioa, adsorzioa eta beste metodo batzuk erabil daitezke hondakin-uretako zianuroa sakonki kentzeko, isurketa segurua bermatzeko.

Ondorioa

Sulfuro-minen gainazalean zianuroa kentzeko hainbat metodo daude, eta metodo bakoitzak bere abantailak eta desabantailak ditu. Aplikazio praktikoetan, beharrezkoa da mea-propietateak, zianuro-kontzentrazioa, tratamendu-kostua eta ingurumena babesteko eskakizunak modu eta prozesu-fluxu egokiak hautatzeko hainbat faktore kontuan hartzea. Ingurumena babesteko eskakizun gero eta zorrotzagoak eta teknologiaren etengabeko aurrerapenarekin, sulfuroen gainazalean zianuroa kentzeko teknologia eraginkorragoak, ingurumena errespetatzen duten eta kostu baxuko teknologiak garatzea izango da etorkizunean ikerketaren funtsezko norabidea. Etengabeko prozesuaren optimizazioaren bidez, sulfuro-meak onuratzeko eta galdaketa-prozesuetan zianuroaren isurketa zero lortzea eta burdinazkoak ez diren metalen industriaren garapen iraunkorra sustatzea espero da.