Étude expérimentale sur les méthodes de traitement des liquides pauvres en cyanure dans une mine d'or

Introduction

Dans l'industrie minière aurifère, le traitement des effluents appauvris en cyanure revêt une importance capitale. Ces effluents, tels que la solution issue de l'extraction de l'or par cyanuration, contiennent divers polluants, notamment des composés cyanurés, susceptibles d'engendrer une grave pollution environnementale en l'absence de traitement adéquat. Par conséquent, le développement de méthodes de traitement efficaces et économiques pour ces effluents constitue une priorité. Cet article de blog présente une étude expérimentale des méthodes de traitement des effluents appauvris en cyanure dans une mine d'or donnée , dans le but d'apporter des informations et des références précieuses à l'industrie.

Aperçu des méthodes de traitement des liquides pauvres en cyanure

En général, les méthodes de traitement des liquides pauvres en cyanure peuvent être grossièrement divisées en deux catégories : les méthodes de purification et les méthodes de récupération (régénération).

Méthodes de purification

1. Méthode d'oxydation alcaline-chlore

• Il s'agit d'une méthode relativement éprouvée pour la destruction des cyanures dans les eaux usées, largement utilisée dans les usines de galvanoplastie, les cokeries et les fonderies d'or. À un pH compris entre 11 et 12, les cyanures et les ions complexes métalliques présents dans les eaux usées cyanurées sont oxydés en cyanates, puis du chlore est ajouté une seconde fois pour les oxyder en dioxyde de carbone , azote, etc.

• Avantages : Le procédé est relativement bien maîtrisé, offre de bons résultats et a une large application. Il peut être facilement automatisé.

• Inconvénients : Les cyanures ne sont pas recyclables, le coût du traitement est élevé et il est impossible d’éliminer les complexes de cyanure de fer. Il existe également un problème de pollution secondaire.

2. Dioxyde de soufre - Méthode d'oxydation à l'air

• Dans un récipient agité, le liquide résiduaire est ajouté, puis de l'air et du SO₂ (liquide ou gazeux, ou solution de sulfite, ou obtenu par combustion de soufre élémentaire) sont introduits. Le pH est maintenu entre 7 et 10 et la chaux est utilisée pour neutraliser l'acide généré lors de la réaction d'oxydation. Cette réaction nécessite la présence de cuivre soluble (comme catalyseur).

• La méthode d'oxydation Inco - SO₂/air peut décomposer tous les cyanures, y compris les cyanures de fer, et les cyanures de fer peuvent être précipités et éliminés à l'aide de réactifs sûrs et peu coûteux.

3. Méthode au peroxyde d'hydrogène

• Ce procédé est adapté au traitement des eaux usées à faible concentration en cyanure. Le peroxyde d'hydrogène peut oxyder le cyanure présent dans les résidus en acide cyanique (HCNO) relativement faible et facilement hydrolysable, qui est ensuite éliminé par oxydation et hydrolyse supplémentaires.

4. Méthode d'oxydation à l'ozone

• L'ozone est un puissant agent oxydant. Utilisé pour traiter les eaux usées contenant du cyanure, il est plus efficace que l'oxydation alcaline-chlore et offre une meilleure élimination du cyanure. Après l'ozonation, la teneur en oxygène dissous dans la solution d'eaux usées augmente, ce qui permet de la réinjecter dans le système de cyanuration pour recyclage, facilitant ainsi la dissolution de l'or et améliorant l'efficacité de sa lixiviation.

• Avantages : Son fonctionnement est simple et pratique, son contrôle aisé et son niveau d’automatisation élevé. La production d’ozone sur site représente un atout majeur pour les usines de cyanuration disposant d’un accès difficile au transport mais d’une alimentation électrique suffisante. L’efficacité de purification est élevée et aucune pollution secondaire n’est générée.

• Inconvénients : La consommation d'énergie nécessaire à la production d'ozone est importante et le coût de production élevé, ce qui limite son application à grande échelle.

5. Méthode d'oxydation électrolytique

• Avant l'électrolyse, ajustez d'abord le pH du liquide pauvre en cyanure à > 7. Ajoutez une petite quantité de sel, utilisez du graphite comme anode et une plaque de titane comme cathode, et utilisez une solution aqueuse alcaline de cuivre et de zinc comme électrolyte. Sous l'effet du courant continu, du cuivre et du zinc métalliques sont produits à la cathode, ainsi que de l'hydrogène. À l'anode, CN⁻ est oxydé en CNO⁻, CO₂, N₂, et Cl⁻ est oxydé en Cl₂, lequel pénètre dans la solution pour former HClO.

6. Méthode d'oxydation microbienne

• Cette méthode exploite les propriétés biochimiques des micro-organismes pour décomposer les cyanures, les thiocyanates et les cyanures de fer, générant ainsi de l'ammoniac, du dioxyde de carbone et des sulfates, ou hydrolysant les cyanures en formamide. Parallèlement, les bactéries adsorbent les ions de métaux lourds, les faisant tomber avec le biofilm et être éliminés.

• Caractéristique importante : La température doit être maintenue au-dessus de 10℃ en permanence pour maintenir un taux d'élimination du cyanure raisonnable.

Méthodes de récupération (régénération)

1. Méthode d'acidification

• Le principe de cette méthode consiste à ajouter de l'acide sulfurique aux eaux usées contenant du cyanure, à ajuster le pH à environ 1.5 et à convertir le CN⁻ en HCN. Le HCN gazeux libéré est introduit dans un absorbeur et absorbé par une solution alcaline (solution d'hydroxyde de sodium ou d'hydroxyde de calcium) pour obtenir une solution de cyanure à 20-30 %, recyclable.

• Avantages : Ce procédé permet de maximiser la récupération des cyanures, d'améliorer leur taux d'utilisation effectif et de réduire les coûts de production.

• Inconvénients : Le coût d'investissement initial est élevé, le processus est complexe et il est difficile pour le liquide résiduel traité contenant du cyanure de respecter les normes de rejet.

2. Méthode d'échange d'ions

• Dans le traitement des liquides pauvres en cyanures, des résines échangeuses d’ions peuvent être utilisées pour enrichir les cyanures.

3. Méthode d'adsorption

• Adsorption sur charbon actif : L’adsorption sur charbon actif repose principalement sur ses nombreux pores internes et sa grande surface spécifique. Le processus d’adsorption comprend l’adsorption physique et l’adsorption chimique. L’élimination du cyanure s’effectue principalement par trois voies : l’oxydation, l’hydrolyse et la désorption. Le processus principal est la réaction de décomposition oxydative des cyanures présents dans les eaux usées contenant du cyanure par le peroxyde d’hydrogène à la surface du charbon actif.

4. Méthode d'extraction par solvant

• Les solvants sont utilisés pour extraire des composants précieux et des cyanures d’un liquide pauvre en cyanure.

5. Méthode de la membrane liquide

• Dans le traitement des liquides pauvres en cyanure, le système huile dans eau est principalement utilisé. Le principe de base est le suivant : d'abord, acidifier les eaux usées contenant du cyanure pour convertir les ions cyanure qu'elles contiennent en HCN. Le HCN traverse la membrane liquide en phase huileuse pour atteindre la phase aqueuse interne, puis réagit avec NaOH pour générer du NaCN.

6. Méthode d'électrodialyse

• Cette méthode utilise un champ électrique pour stimuler la migration des ions à travers des membranes échangeuses d’ions afin de réaliser la séparation et la récupération des substances.

Étude expérimentale sur un liquide pauvre en cyanure d'une mine d'or

Contexte de l'expérience

Le liquide pauvre en cyanure d'une mine d'or présente une teneur totale en cyanure particulièrement élevée, atteignant jusqu'à 13000 XNUMX mg/L. Ces eaux usées à forte concentration de cyanure représentent une menace importante pour l'environnement et nécessitent un traitement efficace.

Méthodes expérimentales

1. Méthode d'adsorption H₂O₂ + ClO₂ + C

• Dans cette méthode, le peroxyde d'hydrogène (H₂O₂) et le dioxyde de chlore (ClO₂) sont d'abord utilisés comme oxydants pour oxyder les cyanures du liquide pauvre en cyanures. Ensuite, une adsorption sur charbon actif (C) est réalisée pour éliminer les polluants restants.

2. Oxydation en trois étapes (H₂O₂ + catalyseur « M ») + aération par chloration + méthode d'adsorption de carbone

• Oxydation en trois étapes : Le peroxyde d’hydrogène (H₂O₂) et un catalyseur spécifique « M » sont utilisés pour une oxydation en trois étapes. Ceci permet une oxydation plus complète de divers composés cyanurés, y compris les cyanures complexes.

• Aération par chloration : Après l’oxydation en trois étapes, une aération par chloration est effectuée. Du chlore est introduit dans le liquide pendant l’aération, ce qui permet d’oxyder davantage les substances cyanurées restantes et certains autres polluants réductibles.

• Adsorption sur charbon actif : Enfin, l'adsorption sur charbon actif est utilisée pour adsorber les polluants à grains fins restants et toutes les substances résiduelles liées au cyanure afin d'atteindre l'objectif de purification du liquide pauvre en cyanure.

Résultats expérimentaux et comparaison

1. Méthode d'adsorption H₂O₂ + ClO₂ + C

• Cette méthode a permis d’éliminer un certain degré de cyanure, mais la teneur totale finale en cyanure du liquide traité était encore relativement élevée, ne répondant pas aux normes nationales strictes de rejet.

2. Oxydation en trois étapes (H₂O₂ + catalyseur « M ») + aération par chloration + méthode d'adsorption de carbone

• Cette méthode a donné des résultats plus satisfaisants. La teneur totale finale en cyanure a été réduite à 0.44 mg/L, ce qui est conforme aux normes nationales de rejet. De plus, la teneur en autres métaux lourds était également conforme aux exigences des normes nationales en vigueur.

• Rapport coût-efficacité : Bien que le procédé d’oxydation en trois étapes avec catalyseur et aération par chloration supplémentaire nécessite des opérations plus complexes et l’utilisation de certains catalyseurs et de chlore, son coût reste globalement raisonnable comparé à d’autres méthodes excessivement complexes ou onéreuses. Il permet de traiter efficacement les liquides pauvres en cyanure à forte concentration tout en maîtrisant les coûts.

Conclusion

Le traitement des liquides pauvres en cyanure dans les mines d'or est une tâche complexe mais cruciale. L'étude expérimentale sur les liquides pauvres en cyanure d'une mine d'or a montré que les différentes méthodes de traitement présentent leurs avantages et leurs inconvénients. La méthode en trois étapes (oxydation (H₂O₂ + catalyseur « M ») + aération par chloration + adsorption de carbone) présente des effets thérapeutiques et un rapport coût-efficacité relativement avantageux pour les liquides pauvres en cyanure et à forte teneur totale en cyanure de cette mine d'or. Cependant, des recherches et des améliorations continues sont nécessaires pour développer des méthodes de traitement plus efficaces, plus rentables et plus respectueuses de l'environnement, afin de mieux répondre aux exigences de protection de l'environnement et de développement durable de l'industrie aurifère.