Proceso de tratamento de augas residuais de extracción de cianuro de ouro

Na actualidade, o cianuro O método de extracción de ouro é un dos principais procesos maduros para a fundición de ouro en China. Usa solución de cianuro para extraer ouro dos minerais, presentando unha alta taxa de recuperación, unha forte adaptabilidade ás propiedades do mineral e a capacidade de producir ouro in situ. Desde o primeiro uso da solución de cianuro para lixiviar ouro dos minerais en 1887. este método foi moi aplicado ata agora. Non obstante, a extracción de ouro con cianuro xera unha gran cantidade de substancias tóxicas e nocivas, o que supón unha enorme ameaza para o medio ambiente circundante e os humanos. Polo tanto, para reducir o dano, é necesario estudar os métodos de tratamento das augas residuais de extracción de ouro con cianuro. Un gran número de investigadores resumiu os métodos de tratamento, os principios químicos e as tendencias de desenvolvemento das augas residuais que conteñen cianuro, pero a maioría deles só discuten un ou dous métodos. Polo tanto, este artigo realiza unha análise detallada de varios métodos de tratamento de augas residuais de extracción de ouro con cianuro que se aplican actualmente na industria, compara as vantaxes, os inconvenientes e os escenarios de aplicación de cada método, o que ten certo significado orientador para aplicacións similares na produción real.

I. Fontes e perigos das augas residuais de extracción de ouro con cianuro

O principio principal da extracción de ouro con cianuro é que nun ambiente aeróbico, cianuro de sodio reacciona co ouro para formar complexos de ouro, que logo se disolven. Despois diso, o ouro pódese extraer mediante enriquecemento mediante activación Carbono adsorción ou desprazado por po de zinc a partir de cianuro de ouro. Ao mesmo tempo, outros metais pesados ​​como a prata, o cobre e o zinc tamén forman complexos e disólvense.

o cianuros utilizados na reacción e os complexos producidos son todas substancias tóxicas e nocivas. O cianuro de sodio é fácil de hidrolizar e é unha substancia de clase 1 altamente tóxica, cunha dose letal de 0.10 g. Cando Cianuros escape aos corpos de auga, é extremadamente prexudicial para os organismos da auga e causará unha enorme ameaza para os humanos e o medio ambiente circundante. Polo tanto, o tratamento das augas residuais de extracción de ouro con cianuro é de gran importancia.

II. Principais métodos de tratamento para augas residuais de extracción de ouro con cianuro

Método de cloración alcalina

O método de cloración alcalina é actualmente un dos métodos máis utilizados para tratar as augas residuais que conteñen cianuro procedentes da extracción de ouro con cianuro. Utiliza principalmente oxidantes a base de cloro para oxidar os cianuros das augas residuais en condicións alcalinas, converténdoos en substancias non tóxicas. O proceso de ruptura do cianuro da cloración alcalina divídese en dúas etapas:

A primeira etapa é oxidar o cianuro a cianato, o que se denomina etapa de "oxidación incompleta". O CN⁻ reacciona con OCl⁻ para formar primeiro CNCl, e despois hidroliza a CNO⁻. Hai que ter en conta que o CNCl é altamente volátil e tóxico en condicións ácidas. Polo tanto, durante o funcionamento, o valor do pH debe ser controlado rigorosamente para estar en estado alcalino.

A segunda etapa é oxidar aínda máis o cianato a dióxido de carbono e nitróxeno, o que se denomina etapa de "oxidación completa". Durante o proceso de rotura do cianuro, o valor do pH ten un gran impacto na reacción de oxidación. O valor de pH da oxidación da primeira etapa debe controlarse a 10 - 11. e o tempo de reacción é de 10 - 15 minutos. O valor de pH da segunda etapa de oxidación debe controlarse entre 6.5 e 7.0. e o tempo de reacción é de 10-15 minutos.

Unha determinada mina usa o método de cloración alcalina para tratar o sobrenadante da suspensión de cola de cianuro (cun ​​contido de cianuro de 200 mg/L) e a auga de filtración do tanque de sedimentación (cun ​​contido de cianuro de 5 mg/L). O valor do pH contrólase a 10 - 11. e engádese un po branqueador nunha proporción de 35 - 40 veces o contido de cianuro para mesturar e axitar. Despois da sedimentación nun espesante, o contido total de cianuro pódese reducir a 0.1 mg/L.

O método de cloración alcalina é o método máis utilizado para tratar as augas residuais que conteñen cianuro, e o po branqueador é o oxidante a base de cloro máis usado. Este método é axeitado para tratar augas residuais de extracción de ouro con cianuro con concentracións altas ou baixas. Tamén pode eliminar os complexos que conteñen tiocianato e cianuro (excepto os complexos de ferrocianuro). O medicamento está amplamente dispoñible, o residuo de residuos xerado é fácil de filtrar e a operación é sinxela. Non obstante, o ambiente de operación é relativamente duro cando se usa branqueador en po para tratar as augas residuais. Agora, algunhas empresas usan líquidos branqueadores ou dióxido de cloro no seu lugar, o que mellora o ambiente operativo ata certo punto. Pero durante o proceso de reacción xéranse gases tóxicos e ten unha corrosividad relativamente grande para os equipos. O custo do medicamento e o custo de mantemento son relativamente altos.

Método de complexación de sales ferrosas

O método de complexación de sales ferrosas é un método de tratamento de augas residuais de extracción de ouro con cianuro que xurdiu nos últimos anos. Ao controlar o valor do pH da reacción a 7 - 8. os ións ferrosos reaccionan con cianuro libre e algúns complexos de cianuro nas augas residuais de extracción de ouro con cianuro para formar precipitados.

Os experimentos demostraron que, en xeral, engadir só sulfato ferroso para tratar as augas residuais de extracción de ouro con cianuro non pode facer que as augas residuais cumpran os estándares de descarga. Polo tanto, é necesario engadir un oxidante xeral ás augas residuais tratadas para a eliminación profunda do cianuro. Sempre que as condicións estean ben controladas, o oxidante pódese engadir directamente para o tratamento sen separar o precipitado e tamén se pode conseguir o estándar de descarga. Isto ten un significado positivo en comparación co método tradicional de separación primeiro e despois tratamento.

Unha determinada fundición de ouro usa o método de sulfuro de sodio - sulfato ferroso para tratar o cianuro - líquido pobre. O afluente ten un contido de cianuro de 2500 mg/L. Despois do tratamento, o efluente ten un contido de cianuro inferior a 20 mg/L, cunha taxa de eliminación do 99.2%, mostrando resultados notables. O tratamento profundo posterior utiliza o método de metabisulfito de sodio - aire para reducir o cianuro total a menos de 0.4 mg/L.

O método de complexación de sales ferrosas é un método de tratamento recentemente emerxente, usado principalmente para tratar augas residuais que conteñen cianuro de alta concentración. O seu proceso é sinxelo, o investimento único é pequeno, é fácil de operar, o medicamento (principalmente sulfato ferroso) está amplamente dispoñible, é barato e fácil de usar. Non obstante, debido a que a solución de sulfato ferroso é ácida, cando se mestura con augas residuais de extracción de ouro con cianuro, a zona local vólvese ácida e existe a posibilidade de xerar gas cianuro de hidróxeno. Ademais, non pode eliminar o tiocianato e as augas residuais tratadas aínda necesitan un tratamento profundo para cumprir os estándares de vertido.

Metabisulfito de sodio - Método do aire

O método de metabisulfito de sodio - aire desenvólvese a partir do método de dióxido de xofre - aire. Utiliza principalmente o efecto sinérxico do metabisulfito de sodio e do aire sobre os cianuros das augas residuais dentro dun determinado intervalo de pH, co efecto catalítico dos ións de cobre, para oxidar CN⁻ a CNO⁻.

Se o contido de cianuro nas augas residuais que contén cianuro é alto, primeiro pódese realizar un tratamento previo para reducir a concentración total de cianuro a menos de 100 mg/L. Despois, engádense metabisulfito de sodio e sulfato de cobre, introdúcese suficiente aire e contrólase o valor do pH (xeralmente controlado entre 7 e 8), de xeito que o cianuro se oxida a cianato, que despois se hidroliza para formar ións bicarbonato e amoníaco.

O método de metabisulfito sódico-aire é axeitado para tratar augas residuais de extracción de ouro con cianuro de baixa concentración. A dosificación do medicamento é pequena, a intensidade do traballo é baixa, pero o investimento inicial é relativamente grande e hai que engadir equipos como sopladores. Os requisitos para os indicadores de proceso son relativamente estritos e controlar o valor do pH é moi crucial. Tamén hai que engadir sulfato de cobre como catalizador. O tempo de reacción é longo. Se o tratamento non é adecuado, xerarase unha gran cantidade de ións amonio e a escoura xerada non é fácil de filtrar. Hai unha pequena cantidade de gas amoníaco xerado no lugar e non ten ningún efecto na eliminación de tiocianuros.

Método de oxidación do peróxido de hidróxeno

O método de oxidación do peróxido de hidróxeno consiste en oxidar os cianuros a CNO⁻ en condicións normais de temperatura, alcalinas (pH = 10 - 11), con Cu²⁺ como catalizador, e despois hidrolizalos en substancias non tóxicas. Os cianuros complexos (complexos de Cu, Zn, Pb, Ni, Cd) tamén están disociados debido á destrución dos cianuros neles. Os ións ferrocianuro e outros ións de metais pesados ​​forman sales complexas de ferrocianuro e son eliminados. Finalmente, a concentración total de cianuro nas augas residuais tratadas pódese reducir a menos de 0.5 mg/L.

Este método é adecuado para tratar augas residuais que conteñen cianuro de baixa concentración. O equipo de tratamento de peróxido de hidróxeno é sinxelo e fácil de conseguir un control automático. Non obstante, o cianato xerado debe permanecer durante un certo período de tempo para descompoñerse en CO₂ e NH₃. As desvantaxes son que o uso de cobre como catalizador pode facer que o cobre na auga vertida supere o estándar, o custo da materia prima é relativamente alto, os tiocianuros non se poden oxidar e xéranse ións de amonio. De feito, as augas residuais aínda teñen certa toxicidade. Ademais, dado que o peróxido de hidróxeno é un oxidante, ten unha gran corrosividade e existen certas dificultades e perigos no transporte e no uso.

Método de acidificación

Cando se usa o método de acidificación para tratar cianuro - líquido pobre, o seu mecanismo de reacción é relativamente complexo, incluíndo principalmente tres procesos: o proceso de acidificación de cianuro - que contén augas residuais, o proceso de eliminación e absorción de gas HCN, e o proceso de neutralización do líquido eliminado.

(1) Reacción de acidificación: o cianuro - líquido pobre é acidificado e purificado con ácido. Os cianuros complexos do líquido pobre formarán precipitados insolubles como CuCN, CuSCN e Zn₂Fe(CN)₆ e serán eliminados e, ao mesmo tempo, xérase cianuro de hidróxeno.

(2) Reacción de volatilización e absorción: o líquido pobre quéntase previamente a uns 30 ℃ antes da acidificación. Dado que o punto de ebulición do HCN é de só 26.5 ℃, é extremadamente volátil. Polo tanto, unha torre embalada utilízase como equipo de transferencia de masa para o contacto entre o gas - líquido de dúas fases no método de acidificación, que é fácil de conseguir a eliminación e absorción de HCN.

(3) Reacción de neutralización: úsase cal ou álcali líquido para neutralizar o líquido residual eliminado por ácido. As moléculas de HCN residuais na solución converteranse na forma CN⁻. O método de acidificación pode recuperarse Cianuro de sodio do cianuro - que conteñen augas residuais e realizar a recuperación de recursos. Non obstante, ten altos requisitos para o selado de equipos, un investimento inicial relativamente grande, require habilidades de operación de alto nivel e o mantemento dos equipos é difícil. Tamén hai certos riscos de seguridade. As augas residuais xeradas tras a súa recuperación aínda necesitan un tratamento profundo para cumprir os estándares de vertido.

Método de electrólise

O método de electrólise utiliza reaccións redox electroquímicas para destruír os cianuros das augas residuais. Durante a electrólise iónica, os cianuros perden electróns no ánodo e oxídanse a cianato, carbonato, nitróxeno ou amonio. O cianato é máis oxidado a CO₂ e H₂O. As principais reaccións son:

CN⁻ + 2OH⁻ - 2e → CNO⁻ + H₂O (24)

2CN⁻ + 4OH⁻ - 6e → 2CO₂ + N₂ + 2H₂O (25)

Os experimentos de electrólise empregando unha varilla de electrodo de dióxido de chumbo a base de cerámica de fabricación propia e unha placa de cátodo de aceiro inoxidable demostraron que, empregando o método de electrólise para tratar as augas residuais que conteñen cianuro, despois de 2 horas de electrólise, a concentración de CN⁻ pode reducirse de 385 mg/L a 58 mg/L, e a concentración de Cu²m/L pode reducirse de 450 mg/L a 48 mg/L 4 mg/l. Ademais, Hunan Zhongnan Gold Smelter utiliza o método electroquímico para tratar as augas residuais de extracción de ouro con cianuro, o que pode reducir o cianuro total de 0.8 g/L a XNUMX g/L. A diferenza do anterior é que tanto as placas de ánodo como de cátodo están feitas de placas de ferro. Durante o proceso de operación, non só se consume enerxía eléctrica, senón tamén as placas de ferro.

O método de electrólise úsase principalmente para tratar augas residuais que conteñen cianuro de alta concentración. O equipo ocupa unha superficie pequena, o proceso é sinxelo e fácil de controlar, pero consome unha gran cantidade de enerxía eléctrica e o custo operativo é superior ao do método de cloración alcalina. A taxa de eliminación de cianuro é media e non ten ningún efecto na eliminación de complexos de cianuro.

Actualmente, entre os métodos de tratamento de augas residuais de extracción de ouro con cianuro, úsanse amplamente o método de cloración alcalina, o método de acidificación e o método de metabisulfito de sodio - aire. O método de electrólise e o método de complexación de sales ferrosas son métodos recentemente emerxentes que se aplicaron con éxito no tratamento industrial. O método de oxidación de peróxido de hidróxeno é principalmente un método de tratamento de emerxencia. Existen moitos outros métodos de tratamento para tratar as augas residuais de extracción de ouro con cianuro, como o método de purificación natural, o método biolóxico, o método de separación por membrana, o método de intercambio iónico, etc. Non obstante, como aplicacións industriais, todos teñen certas limitacións e aínda necesitan unha mellora continua.