Kokeellinen tutkimus syanidiköyhän nesteen käsittelymenetelmistä kultakaivoksessa

esittely

Kullankaivosteollisuudessa syanidiköyhien nesteiden käsittelyllä on suuri merkitys. Syanidiköyhät nesteet, kuten syanidointiprosessissa kullan uuttamisen jälkeinen liuos, sisältävät erilaisia ​​epäpuhtauksia, erityisesti syanidiyhdisteitä, jotka voivat aiheuttaa vakavaa ympäristön saastumista, jos niitä ei käsitellä asianmukaisesti. Siksi tehokkaiden ja kustannustehokkaiden syanidiköyhien nesteiden käsittelymenetelmien kehittäminen on kiireellinen tehtävä. Tämä blogikirjoitus keskittyy syanidiköyhien nesteiden käsittelymenetelmien kokeelliseen tutkimukseen tietyssä kultakaivoksessa ja pyrkii tarjoamaan arvokasta tietoa ja viitteitä teollisuudelle.

Yleiskatsaus syanidiköyhiin nestemäisiin käsittelymenetelmiin

Syanidiköyhien nesteiden käsittelymenetelmät voidaan yleensä jakaa karkeasti kahteen luokkaan: puhdistusmenetelmät ja talteenotto- (regenerointi-) menetelmät.

Puhdistusmenetelmät

1. Alkali-kloorihapetusmenetelmä

• Tämä on suhteellisen kehittynyt menetelmä syanidien tuhoamiseksi jätevedestä, ja sitä käytetään laajalti galvanointilaitoksissa, koksaamoissa ja kullansulattamoissa. pH-arvossa 11–12 syanidia sisältävän jäteveden syanidit ja metallikompleksi-ionit hapetetaan syanaateiksi, ja sitten klooria lisätään toisen kerran niiden hapettamiseksi hiilidioksidiksi , typeksi jne.

• Edut : Prosessi on suhteellisen kehittynyt, sillä on hyvät hoitovaikutukset ja laaja käyttöalue. Käsittelyprosessi voidaan helposti automatisoida.

• Haitat : Syanideja ei voida kierrättää, käsittelykustannukset ovat korkeat, eikä sillä voida poistaa rauta-syanidikomplekseja. On myös toissijaisen saastumisen ongelma.

2. Rikkidioksidi - ilman hapetusmenetelmä

• Sekoitettuun astiaan lisätään jäteneste ja sitten ilmaa ja rikkidioksidia (nestettä, kaasua, sulfiittiliuosta tai rikkidioksidia polttamalla saatua). pH-arvo säädetään välille 7–10 ja kalkkia käytetään hapetusreaktion aikana syntyvän hapon neutralointiin. Reaktio vaatii liukoisen kuparin läsnäoloa (katalyyttinä).

• Inco-SO₂/ilmahapetusmenetelmällä voidaan hajottaa kaikki syanidit, mukaan lukien rautasyanidit, ja rautasyanidit voidaan saostaa ja poistaa käyttämällä joitakin turvallisia ja edullisia reagensseja.

3. Vetyperoksidimenetelmä

• Tämä prosessi soveltuu matalan syanidipitoisuuden omaavan jäteveden käsittelyyn. Vetyperoksidi voi hapettaa rikastushiekassa olevan syanidin suhteellisen heikoksi ja helposti hydrolysoituvaksi syaanihapoksi (HCNO), joka sitten poistetaan lisähapetuksella ja hydrolyysillä.

4. Otsonin hapetusmenetelmä

• Otsoni on voimakas hapetin. Syanidipitoista jätevettä käsiteltäessä se on täydellisempi menetelmä kuin alkalikloorihapetusmenetelmä ja poistaa syanidia paremmin. Otsonoinnin jälkeen jätevesiliuoksen liuenneen hapen määrä kasvaa, ja happi voidaan palauttaa syanidointijärjestelmään kierrätettäväksi, mikä helpottaa kullan liukenemista ja parantaa kullan liuotustehokkuutta.

• Edut : Käyttö on yksinkertaista ja kätevää, helppo hallita ja tuotannon automaatioaste on korkea. Otsonia voidaan tuottaa paikan päällä, mikä on erittäin tärkeää syanidointilaitoksille, joissa on hankala kuljetus, mutta riittävä energiansaanti. Puhdistustehokkuus on korkea, eikä toissijaista saastumista synny.

• Haitat : Otsonin tuottamiseen tarvittava energiankulutus on suuri ja tuotantokustannukset korkeat, mikä rajoittaa sen laajaa käyttöä.

5.Elektrolyyttinen hapetusmenetelmä

• Ennen elektrolyysiä säädä ensin syanidiköyhän nesteen pH arvoon >7. Lisää pieni määrä suolaa, käytä anodina grafiittia ja katodina titaanilevyä ja käytä elektrolyyttinä emäksistä kupari-sinkkivesiliuosta. Kun tasavirta johdetaan läpi, katodilla syntyy metallikuparia ja sinkkiä sekä vetyä. Anodilla CN⁻ hapettuu CNO⁻:ksi, CO₂:ksi, N₂:ksi ja Cl⁻ hapettuu Cl₂:ksi, ja Cl₂ siirtyy liuokseen muodostaen HClO:ta.

6. Mikrobien hapetusmenetelmä

• Tämä menetelmä hyödyntää mikro-organismien biokemiallisia ominaisuuksia syanidien, tiosyanaattien ja rautasyanidien hajottamiseen, jolloin syntyy ammoniakkia, hiilidioksidia ja sulfaatteja tai hydrolysoidaan syanideja formamidiksi. Samaan aikaan bakteerit adsorboivat raskasmetalli-ioneja, jolloin ne irtoavat biofilmin mukana ja poistuvat.

• Tärkeä ominaisuus : Lämpötilan on oltava jatkuvasti yli 10 ℃, jotta syanidin poistonopeus pysyy kohtuullisena.

Talteenottomenetelmät (regenerointimenetelmät)

1. Happamointimenetelmä

• Tämän menetelmän pääperiaatteena on lisätä rikkihappoa syanidipitoiseen jäteveteen, säätää pH noin 1.5:een ja muuttaa CN⁻ HCN:ksi. Poistuva HCN-kaasu johdetaan absorbointilaitteeseen ja absorboidaan emäksisellä liuoksella (natriumhydroksidi- tai kalsiumhydroksidiliuos), jolloin saadaan 20–30-prosenttinen syanidiliuos, joka voidaan kierrättää.

• Edut : Tämä prosessi voi maksimoida syanidien talteenoton, parantaa syanidien tehokasta käyttöastetta ja alentaa tuotantokustannuksia.

• Haitat : Kertaluonteiset investointikustannukset ovat suuret, prosessivirta on monimutkainen ja käsitellyn syanidipitoisen jäännösnesteen on vaikea täyttää päästöstandardeja.

2. Ioninvaihtomenetelmä

• Syanidiköyhien nesteiden käsittelyssä ioninvaihtohartseja voidaan käyttää syanidien rikastamiseen.

3.Adsorptiomenetelmä

• Aktiivihiilen adsorptio : Aktiivihiilen adsorptio perustuu pääasiassa sen lukuisiin sisäisiin huokosiin ja suureen ominaispinta-alaan. Adsorptioprosessiin kuuluu fysikaalinen adsorptio ja kemiallinen adsorptio. Syanidin poisto tapahtuu pääasiassa kolmella tavalla: hapetuksella, hydrolyysillä ja strippauksella. Pääasiallinen prosessi on syanidien oksidatiivinen hajoamisreaktio syanidia sisältävässä jätevedessä vetyperoksidin kanssa aktiivihiilen pinnalla.

4. Liuotinuuttomenetelmä

• Liuottimia käytetään arvokkaiden komponenttien ja syanidien uuttamiseen syanidiköyhästä nesteestä.

5. Nestemäinen kalvomenetelmä

• Syanidiköyhien nesteiden käsittelyssä käytetään pääasiassa öljy-vesi-järjestelmää. Perusperiaate on: ensin happamoidaan syanidipitoinen jätevesi, jotta siinä olevat syanidi-ionit muuttuvat HCN:ksi. HCN kulkee öljyfaasin nestekalvon läpi sisäiseen vesifaasiin ja reagoi sitten NaOH:n kanssa muodostaen NaCN:ää.

6.Elektrodialyysimenetelmä

• Tässä menetelmässä käytetään sähkökenttää ionien kulkeutumiseen ioninvaihtokalvojen läpi aineiden erottamiseksi ja talteenottamiseksi.

Kokeellinen tutkimus kultakaivoksen syanidiköyhästä nesteestä

Kokeilun tausta

Tietyn kultakaivoksen syanidiköyhän nesteen kokonaissyanidipitoisuus on erityisen korkea, jopa 13 000 mg/l. Tällainen runsaasti syanidia sisältävä jätevesi on suuri uhka ympäristölle ja vaatii tehokasta käsittelyä.

Kokeelliset menetelmät

1.H₂O₂ + ClO₂ + C-adsorptiomenetelmä

• Tässä menetelmässä vetyperoksidia (H₂O₂) ja klooridioksidia (ClO₂) käytetään ensin hapettimina hapettamaan syanidiköyhässä nesteessä olevat syanidit. Sitten suoritetaan aktiivihiiliadsorptio (C) jäljellä olevien epäpuhtauksien poistamiseksi.

2. Kolmivaiheinen hapetus (H₂O₂ + katalyytti “M”) + kloorausilmastus + C-adsorptiomenetelmä

• Kolmivaiheinen hapetus : Kolmivaiheisessa hapetuksessa käytetään vetyperoksidia (H₂O₂) ja erityistä katalyyttiä ”M”. Tämä varmistaa erilaisten syanidiyhdisteiden, mukaan lukien kompleksisten syanidien, perusteellisemman hapettumisen.

• Kloorausilmastus : Kolmivaiheisen hapetuksen jälkeen suoritetaan kloorausilmastus. Ilmastuksen aikana nesteeseen lisätään klooria, joka voi hapettaa edelleen jäljellä olevat syanidipohjaiset aineet ja jotkut muut pelkistettävät epäpuhtaudet.

• C Adsorptio : Lopuksi aktiivihiiliadsorptiota käytetään jäljellä olevien hienojakoisten epäpuhtauksien ja mahdollisten syanidipohjaisten aineiden jäännösten adsorbointiin syanidiköyhän nesteen puhdistamiseksi.

Kokeelliset tulokset ja vertailu

1.H₂O₂ + ClO₂ + C-adsorptiomenetelmä

• Tällä menetelmällä saavutettiin tietty syanidin poistoaste, mutta käsitellyn nesteen lopullinen syanidin kokonaispitoisuus oli silti suhteellisen korkea, eikä se täyttänyt tiukkoja kansallisia päästöstandardeja.

2. Kolmivaiheinen hapetus (H₂O₂ + katalyytti “M”) + kloorausilmastus + C-adsorptiomenetelmä

• Tämä menetelmä antoi tyydyttävämpiä tuloksia. Lopullinen syanidin kokonaispitoisuus laski 0.44 mg:aan/l, mikä täyttää kansalliset päästöstandardit. Lisäksi muiden raskasmetallien pitoisuudet täyttivät myös asiaankuuluvat kansalliset standardivaatimukset.

• Kustannustehokkuus : Vaikka kolmivaiheinen hapetusprosessi katalyytin ja lisäkloorausilmastuksen kanssa vaatiikin monimutkaisempia toimintoja ja tiettyjen katalyyttien ja kloorin käyttöä, kustannukset ovat kokonaisuudessaan suhteellisen kohtuulliset verrattuna joihinkin muihin liian monimutkaisiin tai kalliisiin menetelmiin. Se pystyy tehokkaasti käsittelemään korkean syanidipitoisuuden omaavia nesteitä ja samalla pitämään kustannukset hyväksyttävällä tasolla.

Yhteenveto

Syanidiköyhän nesteen käsittely kultakaivoksissa on monimutkainen mutta ratkaisevan tärkeä tehtävä. Tietyn kultakaivoksen syanidiköyhää nestettä koskevan kokeellisen tutkimuksen perusteella voidaan nähdä, että eri käsittelymenetelmillä on omat etunsa ja haittansa. Kolmivaiheinen hapetus (H₂O₂ + katalyytti "M") + kloorausilmastus + C-adsorptiomenetelmä osoittaa suhteellisen ihanteellisia käsittelytuloksia ja kustannustehokkuutta korkean syanidiköyhän nesteen käsittelylle tässä kultakaivoksessa. Jatkuvaa tutkimusta ja parantamista tarvitaan kuitenkin tulevaisuudessa tehokkaampien, kustannustehokkaampien ja ympäristöystävällisempien käsittelymenetelmien kehittämiseksi, jotta kullankaivuuteollisuuden ympäristönsuojelun ja kestävän kehityksen vaatimukset täyttyvät paremmin.