सोने की खान में सायनाइड-रहित तरल के उपचार विधियों पर प्रायोगिक अध्ययन​

परिचय

स्वर्ण खनन उद्योग में, साइनाइड रहित तरल का उपचार अत्यंत महत्वपूर्ण है। साइनाइड युक्त तरल, जैसे कि साइनाइडीकरण प्रक्रिया में स्वर्ण निष्कर्षण के बाद प्राप्त घोल, में विभिन्न प्रदूषक, विशेष रूप से साइनाइड यौगिक होते हैं, जो उचित उपचार न होने पर गंभीर पर्यावरणीय प्रदूषण का कारण बन सकते हैं। इसलिए, साइनाइड रहित तरल के लिए कुशल और लागत प्रभावी उपचार विधियों का विकास करना एक अत्यावश्यक कार्य है। यह ब्लॉग पोस्ट एक विशिष्ट स्वर्ण खदान में साइनाइड रहित तरल के उपचार विधियों के प्रायोगिक अध्ययन पर केंद्रित है , जिसका उद्देश्य उद्योग के लिए मूल्यवान अंतर्दृष्टि और संदर्भ प्रदान करना है।

सायनाइड-रहित द्रव उपचार विधियों का अवलोकन

आम तौर पर, साइनाइड-रहित तरल के लिए उपचार विधियों को मोटे तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: शुद्धिकरण विधियां और पुनर्प्राप्ति (पुनर्जनन) विधियां।

शुद्धिकरण के तरीके

1.क्षार-क्लोरीन ऑक्सीकरण विधि

• अपशिष्ट जल में मौजूद साइनाइड को नष्ट करने की यह एक अपेक्षाकृत विकसित विधि है और इसका व्यापक रूप से इलेक्ट्रोप्लेटिंग संयंत्रों, कोकिंग संयंत्रों और स्वर्ण गलाने वाले संयंत्रों में उपयोग किया जाता है। pH 11-12 की स्थिति में, साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल में मौजूद साइनाइड और धातु संकुल आयन साइनेट में ऑक्सीकृत हो जाते हैं, और फिर क्लोरीन को दूसरी बार मिलाकर उन्हें कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन आदि में ऑक्सीकृत किया जाता है।

• लाभ : यह प्रक्रिया अपेक्षाकृत विकसित है, इसके उपचार परिणाम अच्छे हैं और इसका व्यापक अनुप्रयोग है। उपचार प्रक्रिया को आसानी से स्वचालित किया जा सकता है।

• कमियां : साइनाइड का पुनर्चक्रण संभव नहीं है, उपचार की लागत अधिक है, और यह आयरन-साइनाइड कॉम्प्लेक्स को नहीं हटा सकता। इसके अलावा, द्वितीयक प्रदूषण की समस्या भी है।

2.सल्फर डाइऑक्साइड - वायु ऑक्सीकरण विधि

• एक हिलाए गए कंटेनर में, अपशिष्ट तरल डाला जाता है, और हवा और SO₂ (तरल या गैस, या सल्फाइट घोल, या मौलिक सल्फर को जलाने से प्राप्त) पेश किया जाता है। पीएच को 7 - 10 पर नियंत्रित किया जाता है। और चूने का उपयोग ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया के दौरान उत्पन्न एसिड को बेअसर करने के लिए किया जाता है। प्रतिक्रिया के लिए घुलनशील तांबे (उत्प्रेरक के रूप में) की उपस्थिति की आवश्यकता होती है।

• इनको - SO₂/वायु ऑक्सीकरण विधि से लौह-साइनाइड सहित सभी साइनाइडों को विघटित किया जा सकता है, तथा लौह-साइनाइडों को कुछ सुरक्षित और सस्ते अभिकर्मकों का उपयोग करके अवक्षेपित और हटाया जा सकता है।

3.हाइड्रोजन पेरोक्साइड विधि

• यह प्रक्रिया कम सांद्रता वाले साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल के उपचार के लिए उपयुक्त है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड अवशेषों में मौजूद साइनाइड को अपेक्षाकृत कमज़ोर और आसानी से हाइड्रोलाइज़ होने वाले साइनिक एसिड (HCNO) में ऑक्सीकृत कर सकता है, जिसे बाद में आगे ऑक्सीकरण और हाइड्रोलिसिस द्वारा हटा दिया जाता है।

4.ओजोन ऑक्सीकरण विधि

• ओजोन एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। जब साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल के उपचार के लिए उपयोग किया जाता है, तो यह क्षार-क्लोरीन ऑक्सीकरण विधि की तुलना में अधिक पूर्ण होता है, और साइनाइड हटाने के बेहतर प्रभाव होते हैं। ओजोनेशन के बाद, अपशिष्ट जल के घोल में घुली हुई ऑक्सीजन बढ़ जाती है, जिसे पुनर्चक्रण के लिए साइनाइडेशन सिस्टम में वापस किया जा सकता है, जिससे सोने के विघटन में सुविधा होती है और सोने की लीचिंग दक्षता में सुधार होता है।

• लाभ : संचालन सरल और सुविधाजनक है, नियंत्रण आसान है, और उत्पादन स्वचालन का स्तर उच्च है। ओजोन का उत्पादन संयंत्र में ही किया जा सकता है, जो उन साइनाइडेशन संयंत्रों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है जहां परिवहन की सुविधा असुविधाजनक है लेकिन बिजली की आपूर्ति पर्याप्त है। शुद्धिकरण दक्षता उच्च है, और कोई द्वितीयक प्रदूषण उत्पन्न नहीं होता है।

• कमियां : ओजोन उत्पादन के लिए बिजली की खपत अधिक होती है और उत्पादन लागत भी अधिक होती है, जो इसके व्यापक अनुप्रयोग को सीमित करती है।

5.इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सीकरण विधि

• इलेक्ट्रोलिसिस से पहले, सबसे पहले साइनाइड-गरीब तरल के पीएच को >7 पर समायोजित करें। नमक की एक छोटी मात्रा जोड़ें, एनोड के रूप में ग्रेफाइट और कैथोड के रूप में टाइटेनियम प्लेट का उपयोग करें, और इलेक्ट्रोलाइट के रूप में एक क्षारीय तांबा - जस्ता जलीय घोल का उपयोग करें। जब प्रत्यक्ष धारा पारित की जाती है, तो कैथोड पर धातु तांबा और जस्ता का उत्पादन होता है, और हाइड्रोजन भी उत्पन्न होता है। एनोड पर, CN⁻ को CNO⁻, CO₂, N₂ में ऑक्सीकृत किया जाता है, और Cl⁻ को Cl₂ में ऑक्सीकृत किया जाता है, और Cl₂ HClO उत्पन्न करने के लिए घोल में प्रवेश करता है।

6. माइक्रोबियल ऑक्सीकरण विधि

• यह विधि सूक्ष्मजीवों के जैव रासायनिक गुणों का उपयोग करके साइनाइड, थायोसाइनेट और आयरन-साइनाइड को विघटित करती है, जिससे अमोनिया, कार्बन डाइऑक्साइड और सल्फेट्स बनते हैं या साइनाइड को फॉर्मामाइड में हाइड्रोलाइज़ किया जाता है। इसी समय, बैक्टीरिया भारी धातु आयनों को सोख लेते हैं, जिससे वे बायोफिल्म के साथ गिर जाते हैं और हटा दिए जाते हैं।

• महत्वपूर्ण विशेषता : साइनाइड को उचित दर से हटाने के लिए तापमान को हर समय 10℃ से ऊपर बनाए रखना आवश्यक है।

पुनर्प्राप्ति (पुनर्जनन) विधियाँ

1.अम्लीकरण विधि

• इस विधि का मुख्य सिद्धांत साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल में सल्फ्यूरिक एसिड मिलाना, पीएच को लगभग 1.5 पर समायोजित करना और CN⁻ को HCN में बदलना है। बची हुई HCN गैस को एक अवशोषक में डाला जाता है और एक क्षारीय घोल (सोडियम हाइड्रॉक्साइड या कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड घोल) द्वारा अवशोषित किया जाता है, जिससे 20% - 30% साइनाइड घोल प्राप्त होता है, जिसे पुनर्चक्रित किया जा सकता है।

• लाभ : यह प्रक्रिया साइनाइड की पुनर्प्राप्ति को अधिकतम कर सकती है, साइनाइड की प्रभावी उपयोग दर में सुधार कर सकती है और उत्पादन लागत को कम कर सकती है।

• कमियां : एक बार के निवेश की लागत अधिक होती है, प्रक्रिया प्रवाह जटिल होता है, और उपचारित साइनाइड युक्त अवशिष्ट तरल के लिए निर्वहन मानकों को पूरा करना मुश्किल होता है।

2.आयन एक्सचेंज विधि

• सायनाइड-रहित द्रव के उपचार में, सायनाइड को समृद्ध करने के लिए आयन एक्सचेंज रेजिन का उपयोग किया जा सकता है।

3.अधिशोषण विधि

• सक्रिय कार्बन द्वारा अधिशोषण : सक्रिय कार्बन का अधिशोषण मुख्य रूप से इसके असंख्य आंतरिक छिद्रों और विशाल विशिष्ट सतही क्षेत्रफल पर निर्भर करता है। अधिशोषण प्रक्रिया में भौतिक अधिशोषण और रासायनिक अधिशोषण शामिल हैं। साइनाइड को हटाने के मुख्य रूप से तीन तरीके हैं: ऑक्सीकरण, जल अपघटन और अपघटन। मुख्य प्रक्रिया सक्रिय कार्बन की सतह पर हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल में मौजूद साइनाइड की ऑक्सीकारक अपघटन अभिक्रिया है।

4.विलायक निष्कर्षण विधि

• विलायकों का उपयोग साइनाइड-रहित तरल से मूल्यवान घटकों और साइनाइड को निकालने के लिए किया जाता है।

5.तरल झिल्ली विधि

• साइनाइड-गरीब तरल के उपचार में, तेल-में-पानी प्रणाली का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है। मूल सिद्धांत यह है: सबसे पहले, साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल को अम्लीकृत करें ताकि उसमें मौजूद साइनाइड आयनों को HCN में परिवर्तित किया जा सके। HCN तेल-चरण तरल झिल्ली से होकर आंतरिक जल चरण में जाता है और फिर NaOH के साथ प्रतिक्रिया करके NaCN उत्पन्न करता है।

6.इलेक्ट्रोडायलिसिस विधि

• यह विधि पदार्थों के पृथक्करण और पुनर्प्राप्ति के लिए आयन-विनिमय झिल्लियों के माध्यम से आयनों के प्रवास को संचालित करने के लिए विद्युत क्षेत्र का उपयोग करती है।

सोने की खान के सायनाइड-रहित तरल पर प्रायोगिक अध्ययन

प्रयोग की पृष्ठभूमि

एक निश्चित सोने की खदान के साइनाइड-रहित तरल में कुल साइनाइड की मात्रा विशेष रूप से बहुत अधिक है, जो 13000mg/L तक पहुँचती है। इस तरह के उच्च सांद्रता वाले साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल पर्यावरण के लिए बहुत बड़ा खतरा है और इसके लिए प्रभावी उपचार की आवश्यकता है।

प्रयोगात्मक विधियों

1.H₂O₂ + ClO₂ + C सोखना विधि

• इस विधि में, हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H₂O₂) और क्लोरीन डाइऑक्साइड (ClO₂) को पहले साइनाइड-गरीब तरल में साइनाइड को ऑक्सीकृत करने के लिए ऑक्सीडेंट के रूप में उपयोग किया जाता है। फिर, शेष प्रदूषकों को हटाने के लिए सक्रिय कार्बन (C) सोखना किया जाता है।

2.तीन - चरण ऑक्सीकरण (H₂O₂ + उत्प्रेरक "एम") + क्लोरीनीकरण वातन + C अवशोषण विधि

• तीन-चरणीय ऑक्सीकरण : हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H₂O₂) और एक विशिष्ट उत्प्रेरक "M" का उपयोग तीन-चरणीय ऑक्सीकरण के लिए किया जाता है। यह जटिल साइनाइड सहित विभिन्न साइनाइड यौगिकों के अधिक पूर्ण ऑक्सीकरण को सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है।

• क्लोरीनीकरण वातन : तीन चरणों वाले ऑक्सीकरण के बाद, क्लोरीनीकरण वातन किया जाता है। वातन के दौरान तरल में क्लोरीन मिलाया जाता है, जो शेष साइनाइड से संबंधित पदार्थों और कुछ अन्य अपचायक प्रदूषकों को और अधिक ऑक्सीकृत कर सकता है।

• सी. अधिशोषण : अंत में, सक्रिय कार्बन अधिशोषण का उपयोग शेष महीन कणों वाले प्रदूषकों और किसी भी अवशिष्ट साइनाइड से संबंधित पदार्थों को सोखने के लिए किया जाता है ताकि साइनाइड रहित तरल को शुद्ध करने का लक्ष्य प्राप्त किया जा सके।

प्रयोगात्मक परिणाम और तुलना

1.H₂O₂ + ClO₂ + C सोखना विधि

• इस विधि से साइनाइड को कुछ हद तक हटाया जा सका, लेकिन उपचारित तरल में अंतिम कुल साइनाइड सामग्री अभी भी अपेक्षाकृत अधिक थी, जो सख्त राष्ट्रीय निष्कासन मानकों को पूरा करने में विफल रही।

2.तीन - चरण ऑक्सीकरण (H₂O₂ + उत्प्रेरक "एम") + क्लोरीनीकरण वातन + C अवशोषण विधि

• इस विधि ने अधिक संतोषजनक परिणाम दिखाए। अंतिम कुल साइनाइड सामग्री 0.44mg/L तक कम हो गई, जो राष्ट्रीय निर्वहन मानकों को पूरा करती है। इसके अलावा, अन्य भारी धातुओं की सामग्री भी प्रासंगिक राष्ट्रीय मानक आवश्यकताओं को पूरा करती है।

• लागत-प्रभावशीलता : लागत के संदर्भ में, यद्यपि उत्प्रेरक और अतिरिक्त क्लोरीनीकरण वातन के साथ तीन-चरणीय ऑक्सीकरण प्रक्रिया में अधिक जटिल संचालन और कुछ विशेष उत्प्रेरकों और क्लोरीन का उपयोग आवश्यक है, फिर भी अन्य अत्यधिक जटिल या उच्च लागत वाली विधियों की तुलना में इसकी लागत अपेक्षाकृत उचित है। यह स्वीकार्य सीमा के भीतर लागत को नियंत्रित करते हुए उच्च सांद्रता वाले साइनाइड-युक्त तरल का प्रभावी ढंग से उपचार कर सकता है।

निष्कर्ष

सोने की खदानों में साइनाइड-गरीब तरल का उपचार एक जटिल लेकिन महत्वपूर्ण कार्य है। एक निश्चित सोने की खदान के साइनाइड-गरीब तरल पर प्रायोगिक अध्ययन के माध्यम से, यह देखा जा सकता है कि विभिन्न उपचार विधियों के अपने फायदे और नुकसान हैं। तीन-चरण ऑक्सीकरण (H₂O₂ + उत्प्रेरक "M") + क्लोरीनीकरण वातन + C सोखना विधि इस सोने की खदान में उच्च कुल साइनाइड सामग्री वाले साइनाइड-गरीब तरल के लिए अपेक्षाकृत आदर्श उपचार प्रभाव और लागत-प्रभावशीलता दिखाती है। हालांकि, सोने के खनन उद्योग में पर्यावरण संरक्षण और सतत विकास की आवश्यकताओं को बेहतर ढंग से पूरा करने के लिए अधिक कुशल, लागत-प्रभावी और पर्यावरण के अनुकूल उपचार विधियों को विकसित करने के लिए भविष्य में निरंतर अनुसंधान और सुधार की आवश्यकता है।