Métodos e procesos para a desintoxicación de residuos de cianuro

introdución

Os residuos de cianuro son residuos sólidos xerados durante o proceso de beneficio das minas de ouro e outras minas. Debido á presenza de residuo cianuros e outros metais pesados, se non se tratan adecuadamente, causarán grandes danos ao medio ambiente e á saúde humana. A alta toxicidade de Cianuros pode propagarse polo aire, a auga e o chan, contaminando o ecosistema circundante e poñendo en perigo a supervivencia dos animais e das plantas. Por iso, é urxente a desintoxicación Restos de cianuro. Este artigo presentará en detalle o Desintoxicación métodos e procesos de cianuro desechos.

Características e perigos dos residuos de cianuro

A composición dos relaves de cianuro é complexa. Ademais de cianuros non reaccionados, tamén conteñen metais pesados ​​como cobre, chumbo, zinc e MERCURIOEstes metais pesados ​​son difíciles de degradar no medio natural e acumúlanse durante un longo período. Os cianuros poden inhibir a actividade dos encimas respiratorios nas células biolóxicas, o que leva á asfixia e á morte dos organismos. Por exemplo, cando as augas residuais que conteñen residuos de cianuro se verte nos ríos, provoca un gran número de mortes de organismos acuáticos como os peixes, destruíndo o equilibrio ecolóxico da auga. Cando os metais pesados ​​entran no corpo humano, acumúlanse nos órganos humanos e causan diversas enfermidades. Por exemplo, a intoxicación por chumbo afecta o desenvolvemento do sistema nervioso e Mercurio a intoxicación dana os riles e o cerebro.

Métodos de desintoxicación

Método de oxidación química

1. Método de cloración alcalina: Este é un método de desintoxicación por oxidación química de uso común. En condicións alcalinas (normalmente o valor do pH está controlado entre 10 e 11), engádense oxidantes como gas cloro ou hipocloritos aos residuos de cianuro. O seu principio de reacción é o seguinte: en primeiro lugar, os ións cianuro (CN⁻) oxídanse a ións cianato (CNO⁻), e a ecuación da reacción é CN⁻ + ClO⁻ + H₂O → CNO⁻ + Cl⁻ + 2H⁺. Entón, o cianato descompónse en substancias inofensivas como nitróxeno e dióxido de carbono baixo unha maior oxidación, 2CNO⁻ + 3ClO⁻ + H₂O → N₂↑ + 3Cl⁻ + 2HCO₃⁻. A vantaxe deste método é que a velocidade de reacción é relativamente rápida e o efecto de desintoxicación é obvio, pero a desvantaxe é que se poden xerar algúns contaminantes secundarios como os gases de escape que conteñen cloro.

2. Método de oxidación do peróxido de hidróxeno: O peróxido de hidróxeno (H₂O₂) pode oxidarse e descompoñer os cianuros en presenza dun catalizador axeitado. Adoitan seleccionarse catalizadores como os ións ferrosos (Fe²⁺). Durante o proceso de reacción, o peróxido de hidróxeno descompónse para producir radicais hidroxilo (·OH), que teñen propiedades oxidantes extremadamente fortes e poden oxidar rapidamente os cianuros. A ecuación da reacción é CN⁻ + H₂O₂ → CNO⁻ + H₂O. A vantaxe do método de oxidación de peróxido de hidróxeno é que os produtos despois da descomposición do peróxido de hidróxeno son auga e osíxeno, e non se introducen novos contaminantes, pero o custo é relativamente alto e os requisitos para as condicións de reacción son relativamente estritos.

Método de oxidación biolóxica

1. Método de lixiviación microbiana: Úsanse algúns microorganismos especiais, como Thiobacillus ferrooxidans. Estes microorganismos poden utilizar cianuros como fontes de nitróxeno e carbono durante o seu proceso de crecemento e oxidalos e descompoñelos. Mediante as súas propias actividades metabólicas, os microorganismos converten os cianuros en substancias inofensivas como dióxido de carbono, auga e amoníaco. A vantaxe deste método é que é respectuoso co medio ambiente e ten un baixo consumo de enerxía, pero a desvantaxe é que o crecemento dos microorganismos está moi afectado por factores ambientais, como a temperatura e o valor do pH, e o ciclo de tratamento é relativamente longo.

2. Método Biofilm: Os microorganismos fíxanse na superficie do portador para formar unha biopelícula. Cando os residuos de cianuro entran en contacto coa biopelícula, os cianuros son degradados polos microorganismos. O biofilm ten unha forte capacidade de adsorción e degradación, o que pode mellorar a eficiencia do tratamento dos microorganismos sobre os cianuros. En comparación co método de lixiviación microbiana, os microorganismos do método de biopelícula non son fáciles de perder e teñen unha maior estabilidade, pero tamén se enfrontan ao problema de ser sensibles ás condicións ambientais.

Outros métodos

1. Método de pirólise a alta temperatura: Os desechos de cianuro pirolízanse a altas temperaturas (xeralmente superiores a 800 ℃) e os cianuros descompoñen en gases como nitróxeno e monóxido de carbono. O método de pirólise a alta temperatura pode eliminar eficazmente os cianuros, pero require unha gran cantidade de consumo de enerxía e os metais pesados ​​poden volatilizarse en condicións de alta temperatura, aumentando a dificultade do tratamento posterior do gas de cola.

2. Método de adsorción: Os adsorbentes como o carbón activado e a zeolita empréganse para adsorber cianuros. Os adsorbentes teñen unha gran superficie específica e poden adsorber cianuros nas súas superficies, conseguindo así o propósito de desintoxicación. O método de adsorción é sinxelo de operar, pero a capacidade de adsorción do adsorbente é limitada e o adsorbente debe ser substituído regularmente. Ademais, o tratamento do adsorbente adsorbido tamén é relativamente complexo.

Proceso de desintoxicación

Pretratamento

1. Trituración e cribado: Os enormes desechos de cianuro son esmagados para reducir o seu tamaño de partícula, para que a posterior reacción de desintoxicación poida proceder máis plenamente. As trituradoras comúns inclúen trituradoras de mandíbulas, trituradoras de cono, etc. Os residuos triturados son despois cribados a través de equipos de criba, como cribas vibratorias, para eliminar partículas de diferentes tamaños de partículas, proporcionando materiais con tamaños de partículas axeitados para o tratamento posterior.

2. Deixando: Para que os cianuros entren mellor en contacto e reaccionen co reactivo de desintoxicación, adoita utilizarse auga ou outros disolventes axeitados para lixiviar os residuos de cianuro. O proceso de lixiviación realízase nun tanque axitado, e os residuos e o disolvente mestúranse completamente axitando. Factores como o tempo de lixiviación, a temperatura e a relación líquido-sólido afectarán o efecto de lixiviación e, en xeral, deben ser optimizados segundo as condicións reais.

Operación de desintoxicación

1. Proceso de operación do método de oxidación química: Tomando como exemplo o método de cloración alcalina, na solución de residuos despois da lixiviación engádese hidróxido de sodio para axustar o valor de pH da solución a 10 - 11. A continuación, introdúcese lentamente cloro gaseoso ou engádese solución de hipoclorito de sodio e, ao mesmo tempo, lévase a cabo axitación para que a reacción continúe por completo. Durante o proceso de reacción, a concentración de cianuro na solución debe controlarse en tempo real. Cando a concentración de cianuro redúcese por debaixo do estándar especificado, deténse a adición do oxidante.

2. Proceso de operación do método de oxidación biolóxica: Se se adopta o método de lixiviación microbiana, o Thiobacillus ferrooxidans ben cultivado e outros microorganismos son inoculados na solución de lixiviación que contén residuos de cianuro. A temperatura do sistema de reacción contrólase dentro do intervalo de crecemento axeitado dos microorganismos (xeralmente 25 - 35 ℃) e o valor do pH axústase ao intervalo adecuado (xeralmente 2-4). Durante o proceso de reacción, os nutrientes deben repoñerse regularmente para satisfacer as necesidades de crecemento dos microorganismos. O progreso da reacción de desintoxicación xúlgase controlando a concentración de cianuro e o crecemento de microorganismos.

Tratamento posterior

1. Separación sólido - líquido: Despois de completar a reacción de desintoxicación, os residuos tratados deben ser sometidos a separación sólido-líquido. Os métodos comúns de separación sólido-líquido inclúen a filtración e a centrifugación. A través de equipos de filtración, como as prensas de filtros de placas e marcos, os residuos sólidos sepáranse do líquido. O líquido separado debe ser probado aínda máis para determinar o contido de cianuro e metais pesados ​​para garantir que poida ser descargado despois de cumprir os estándares de descarga.

2. Eliminación de residuos: Despois da desintoxicación e da separación sólido-líquido, se o contido de metais pesados ​​nos residuos aínda é alto, é necesario un tratamento adicional. Por exemplo, adóptase a tecnoloxía de solidificación e estabilización, e os residuos mestúranse con axentes solidificantes como cemento e cal para fixar os metais pesados ​​no corpo solidificado e reducir a súa mobilidade no medio ambiente. Os desechos tratados pódense verter en vertedoiro ou utilizarse de forma integral segundo as condicións reais, como o seu uso na produción de materiais de construción.

Conclusión

O tratamento de desintoxicación dos residuos de cianuro é de gran importancia para a protección ambiental e a utilización sostible dos recursos. Os diferentes métodos de desintoxicación teñen as súas propias vantaxes e desvantaxes. Nas aplicacións prácticas, os métodos e procesos de desintoxicación adecuados deben seleccionarse de forma exhaustiva segundo factores como as características dos residuos de cianuro, os custos de tratamento e os requisitos ambientais. Ao mesmo tempo, co progreso continuo da ciencia e da tecnoloxía, están a xurdir constantemente novas tecnoloxías e procesos de desintoxicación. No futuro, espérase desenvolver métodos de desintoxicación máis eficientes, respectuosos co medio ambiente e económicos para os residuos de cianuro, proporcionando mellores solucións aos problemas ambientais provocados polos residuos de cianuro.