साइनाइड सोना निष्कर्षण अपशिष्ट जल उपचार प्रक्रिया

वर्तमान में, साइनाइड सोना निकालने की विधि चीन में सोना गलाने की मुख्य परिपक्व प्रक्रियाओं में से एक है। यह अयस्कों से सोना निकालने के लिए साइनाइड घोल का उपयोग करता है, जिसमें उच्च पुनर्प्राप्ति दर, अयस्क गुणों के लिए मजबूत अनुकूलनशीलता और साइट पर सोना बनाने की क्षमता शामिल है। 1887 में अयस्कों से सोना निकालने के लिए साइनाइड घोल के पहले उपयोग के बाद से, इस पद्धति को अब तक व्यापक रूप से लागू किया गया है। हालांकि, साइनाइड सोना निष्कर्षण बड़ी मात्रा में विषाक्त और हानिकारक पदार्थ उत्पन्न करता है, जो आसपास के पर्यावरण और मनुष्यों के लिए एक बड़ा खतरा पैदा करता है। इसलिए, नुकसान को कम करने के लिए, साइनाइड सोना निष्कर्षण अपशिष्ट जल के उपचार के तरीकों का अध्ययन करना आवश्यक है। बड़ी संख्या में शोधकर्ताओं ने साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल के उपचार के तरीकों, रासायनिक सिद्धांतों और विकास के रुझानों को संक्षेप में प्रस्तुत किया है, लेकिन उनमें से अधिकांश केवल एक या दो तरीकों पर चर्चा करते हैं। इसलिए, यह लेख वर्तमान में उद्योग में लागू साइनाइड सोना निष्कर्षण अपशिष्ट जल के लिए विभिन्न उपचार विधियों का विस्तृत विश्लेषण करता है, प्रत्येक विधि के फायदे, नुकसान और अनुप्रयोग परिदृश्यों की तुलना करता है, जिसका वास्तविक उत्पादन में समान अनुप्रयोगों के लिए कुछ मार्गदर्शक महत्व है।

I. साइनाइड गोल्ड निष्कर्षण अपशिष्ट जल के स्रोत और खतरे

साइनाइड सोना निष्कर्षण का मुख्य सिद्धांत यह है कि एरोबिक वातावरण में, सोडियम साइनाइड reacts with gold to form gold complexes, which are then dissolved. After that, gold can be extracted by enrichment through activated कार्बन सोने के साइनाइड से जस्ता पाउडर द्वारा अधिशोषण या विस्थापन होता है। साथ ही, चांदी, तांबा और जस्ता जैसी अन्य भारी धातुएं भी जटिल यौगिक बनाती हैं और घुल जाती हैं।

RSI साइनाइड्स प्रतिक्रिया में इस्तेमाल किए जाने वाले पदार्थ और उत्पादित कॉम्प्लेक्स सभी जहरीले और हानिकारक पदार्थ हैं। सोडियम साइनाइड को हाइड्रोलाइज करना आसान है और यह क्लास 1 का अत्यधिक जहरीला पदार्थ है, जिसकी घातक खुराक 0.10 ग्राम है। cyanides जल निकायों में रिसाव, यह पानी में जीवों के लिए बेहद हानिकारक है, और मनुष्यों और आसपास के पर्यावरण के लिए एक बड़ा खतरा पैदा करेगा। इसलिए, साइनाइड गोल्ड निष्कर्षण अपशिष्ट जल का उपचार बहुत महत्वपूर्ण है।

II. साइनाइड गोल्ड निष्कर्षण अपशिष्ट जल के लिए मुख्य उपचार विधियाँ

क्षारीय क्लोरीनीकरण विधि

क्षारीय क्लोरीनीकरण विधि वर्तमान में साइनाइड गोल्ड निष्कर्षण से साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल के उपचार के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधियों में से एक है। यह मुख्य रूप से क्षारीय परिस्थितियों में अपशिष्ट जल में साइनाइड को ऑक्सीकरण करने के लिए क्लोरीन-आधारित ऑक्सीडेंट का उपयोग करता है, जिससे उन्हें गैर-विषाक्त पदार्थों में परिवर्तित किया जाता है। क्षारीय क्लोरीनीकरण की साइनाइड-ब्रेकिंग प्रक्रिया को दो चरणों में विभाजित किया गया है:

पहला चरण सायनाइड को सायनेट में ऑक्सीकृत करना है, जिसे "अपूर्ण ऑक्सीकरण" चरण कहा जाता है। CN⁻ OCl⁻ के साथ प्रतिक्रिया करके पहले CNCl बनाता है, और फिर यह CNO⁻ में हाइड्रोलाइज़ हो जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि CNCl अम्लीय परिस्थितियों में अत्यधिक अस्थिर और विषाक्त है। इसलिए, संचालन के दौरान, क्षारीय अवस्था में रहने के लिए pH मान को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए।

दूसरा चरण सायनेट को कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन में ऑक्सीकृत करना है, जिसे "पूर्ण ऑक्सीकरण" चरण कहा जाता है। सायनाइड-ब्रेकिंग प्रक्रिया के दौरान, ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया पर pH मान का बहुत प्रभाव पड़ता है। पहले चरण के ऑक्सीकरण का pH मान 10 - 11 पर नियंत्रित किया जाना चाहिए और प्रतिक्रिया समय 10 - 15 मिनट है। दूसरे चरण के ऑक्सीकरण का pH मान 6.5 - 7.0 पर नियंत्रित किया जाना चाहिए और प्रतिक्रिया समय 10 - 15 मिनट है।

एक निश्चित खदान में साइनाइड टेल स्लरी (जिसमें साइनाइड की मात्रा 200 मिलीग्राम/लीटर है) के सुपरनेटेंट और अवसादन टैंक (जिसमें साइनाइड की मात्रा 5 मिलीग्राम/लीटर है) से निकलने वाले रिसाव वाले पानी को उपचारित करने के लिए क्षारीय क्लोरीनीकरण विधि का उपयोग किया जाता है। pH मान को 10 - 11 पर नियंत्रित किया जाता है और मिश्रण और सरगर्मी के लिए साइनाइड की मात्रा से 35 - 40 गुना के अनुपात में ब्लीचिंग पाउडर मिलाया जाता है। गाढ़ेपन में अवसादन के बाद, कुल साइनाइड की मात्रा को 0.1 मिलीग्राम/लीटर तक कम किया जा सकता है।

क्षारीय क्लोरीनीकरण विधि साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल के उपचार के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि है, और ब्लीचिंग पाउडर सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला क्लोरीन आधारित ऑक्सीडेंट है। यह विधि उच्च या निम्न सांद्रता वाले साइनाइड गोल्ड निष्कर्षण अपशिष्ट जल के उपचार के लिए उपयुक्त है। यह थायोसायनेट और साइनाइड युक्त परिसरों (फेरोसाइनाइड परिसरों को छोड़कर) को भी हटा सकता है। औषधि व्यापक रूप से उपलब्ध है, उत्पन्न अपशिष्ट अवशेषों को फ़िल्टर करना आसान है, और ऑपरेशन सरल है। हालांकि, अपशिष्ट जल के उपचार के लिए ब्लीचिंग पाउडर का उपयोग करते समय संचालन का वातावरण अपेक्षाकृत कठोर होता है। अब कुछ उद्यम इसके बजाय ब्लीचिंग तरल या क्लोरीन डाइऑक्साइड का उपयोग करते हैं, जो कुछ हद तक संचालन के वातावरण में सुधार करता है। लेकिन प्रतिक्रिया प्रक्रिया के दौरान जहरीली गैसें उत्पन्न होती हैं, और यह उपकरणों के लिए अपेक्षाकृत बड़ी संक्षारकता है। औषधि की लागत और रखरखाव की लागत अपेक्षाकृत अधिक है।

फेरस साल्ट कॉम्प्लेक्शन विधि

फेरस साल्ट कॉम्प्लेक्शन विधि साइनाइड गोल्ड निष्कर्षण अपशिष्ट जल के लिए एक उपचार विधि है जो हाल के वर्षों में उभरी है। प्रतिक्रिया पीएच मान को 7 - 8 पर नियंत्रित करके, फेरस आयन साइनाइड गोल्ड निष्कर्षण अपशिष्ट जल में मुक्त साइनाइड और कुछ साइनाइड परिसरों के साथ प्रतिक्रिया करके अवक्षेप बनाते हैं।

प्रयोगों से पता चला है कि आम तौर पर, साइनाइड गोल्ड निष्कर्षण अपशिष्ट जल के उपचार के लिए केवल फेरस सल्फेट जोड़ने से अपशिष्ट जल निर्वहन मानकों को पूरा नहीं कर सकता है। इसलिए, गहरे साइनाइड हटाने के लिए उपचारित अपशिष्ट जल में एक सामान्य ऑक्सीडेंट जोड़ने की आवश्यकता है। जब तक स्थितियां अच्छी तरह से नियंत्रित होती हैं, तब तक अवक्षेप को अलग किए बिना ऑक्सीडेंट को सीधे उपचार के लिए जोड़ा जा सकता है, और निर्वहन मानक भी प्राप्त किया जा सकता है। पहले पृथक्करण और फिर उपचार की पारंपरिक विधि की तुलना में इसका सकारात्मक महत्व है।

एक निश्चित स्वर्ण प्रगालक सायनाइड-गरीब तरल पदार्थ के उपचार के लिए सोडियम सल्फाइड-फेरस सल्फेट विधि का उपयोग करता है। प्रवाह में सायनाइड की मात्रा 2500mg/L है। उपचार के बाद, अपशिष्ट में सायनाइड की मात्रा 20mg/L से कम होती है, तथा निष्कासन दर 99.2% होती है, जो उल्लेखनीय परिणाम दिखाती है। इसके बाद के गहन उपचार में कुल सायनाइड को 0.4mg/L से कम करने के लिए सोडियम मेटाबिसल्फाइट-वायु विधि का उपयोग किया जाता है।

फेरस साल्ट कॉम्प्लेक्शन विधि एक नई उभरती हुई उपचार विधि है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से उच्च सांद्रता वाले साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल के उपचार के लिए किया जाता है। इसकी प्रक्रिया सरल है, एक बार का निवेश छोटा है, इसे संचालित करना आसान है, औषधि (मुख्य रूप से फेरस सल्फेट) व्यापक रूप से उपलब्ध है, सस्ती है, और उपयोग में आसान है। हालाँकि, क्योंकि फेरस सल्फेट घोल अम्लीय होता है, जब इसे साइनाइड गोल्ड निष्कर्षण अपशिष्ट जल के साथ मिलाया जाता है, तो स्थानीय क्षेत्र अम्लीय हो जाता है, और हाइड्रोजन साइनाइड गैस उत्पन्न होने की संभावना होती है। इसके अलावा, यह थायोसाइनेट को हटा नहीं सकता है, और उपचारित अपशिष्ट जल को अभी भी निर्वहन मानकों को पूरा करने के लिए गहन उपचार की आवश्यकता है।

सोडियम मेटाबिसल्फाइट - वायु विधि

सोडियम मेटाबिसल्फाइट - वायु विधि सल्फर डाइऑक्साइड - वायु विधि से विकसित की गई है। यह मुख्य रूप से एक निश्चित पीएच सीमा के भीतर अपशिष्ट जल में साइनाइड पर सोडियम मेटाबिसल्फाइट और वायु के सहक्रियात्मक प्रभाव का उपयोग करता है, तांबे के आयनों के उत्प्रेरक प्रभाव के साथ, CN⁻ को CNO⁻ में ऑक्सीकरण करने के लिए।

यदि साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल में साइनाइड की मात्रा अधिक है, तो कुल साइनाइड सांद्रता को 100mg/L से कम करने के लिए पहले प्री-ट्रीटमेंट किया जा सकता है। फिर, सोडियम मेटाबिसल्फाइट और कॉपर सल्फेट मिलाया जाता है, पर्याप्त हवा डाली जाती है, और pH मान को नियंत्रित किया जाता है (आमतौर पर 7 - 8 पर नियंत्रित किया जाता है), ताकि साइनाइड को साइनेट में ऑक्सीकृत किया जा सके, जिसे फिर बाइकार्बोनेट आयन और अमोनिया बनाने के लिए हाइड्रोलाइज किया जाता है।

सोडियम मेटाबिसल्फाइट-वायु विधि कम सांद्रता वाले साइनाइड गोल्ड निष्कर्षण अपशिष्ट जल के उपचार के लिए उपयुक्त है। औषधि की खुराक छोटी है, श्रम तीव्रता कम है, लेकिन अग्रिम निवेश अपेक्षाकृत बड़ा है, और ब्लोअर जैसे उपकरण जोड़ने की आवश्यकता है। प्रक्रिया संकेतकों की आवश्यकताएं अपेक्षाकृत सख्त हैं, और पीएच मान को नियंत्रित करना बहुत महत्वपूर्ण है। कॉपर सल्फेट को उत्प्रेरक के रूप में भी जोड़ा जाना चाहिए। प्रतिक्रिया समय लंबा है। यदि उपचार उचित नहीं है, तो बड़ी मात्रा में अमोनियम आयन उत्पन्न होंगे, और उत्पन्न स्लैग को फ़िल्टर करना आसान नहीं है। साइट पर थोड़ी मात्रा में अमोनिया गैस उत्पन्न होती है, और इसका थायोसाइनाइड्स को हटाने पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड ऑक्सीकरण विधि

हाइड्रोजन पेरोक्साइड ऑक्सीकरण विधि सामान्य तापमान, क्षारीय (pH = 10 - 11) स्थितियों के तहत, Cu²⁺ को उत्प्रेरक के रूप में इस्तेमाल करके साइनाइड को CNO⁻ में ऑक्सीकृत करना है, और फिर उन्हें गैर-विषाक्त पदार्थों में हाइड्रोलाइज़ करना है। जटिल साइनाइड (Cu, Zn, Pb, Ni, Cd के कॉम्प्लेक्स) भी उनमें मौजूद साइनाइड के विनाश के कारण अलग हो जाते हैं। फेरोसाइनाइड आयन और अन्य भारी धातु आयन फेरोसाइनाइड जटिल लवण बनाते हैं और उन्हें हटा दिया जाता है। अंत में, उपचारित अपशिष्ट जल में कुल साइनाइड सांद्रता को 0.5mg/L से कम किया जा सकता है।

यह विधि कम सांद्रता वाले साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल के उपचार के लिए उपयुक्त है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड उपचार उपकरण सरल और स्वचालित नियंत्रण प्राप्त करने में आसान है। हालांकि, उत्पन्न साइनेट को CO₂ और NH₃ में विघटित होने के लिए एक निश्चित अवधि तक रहने की आवश्यकता होती है। नुकसान यह है कि उत्प्रेरक के रूप में तांबे का उपयोग करने से डिस्चार्ज किए गए पानी में तांबा मानक से अधिक हो सकता है, कच्चे माल की लागत अपेक्षाकृत अधिक है, थायोसाइनाइड्स का ऑक्सीकरण नहीं किया जा सकता है, और अमोनियम आयन उत्पन्न होते हैं। वास्तव में, अपशिष्ट जल में अभी भी एक निश्चित विषाक्तता है। इसके अलावा, चूंकि हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक ऑक्सीडेंट है, इसलिए इसमें बड़ी संक्षारकता है, और परिवहन और उपयोग में कुछ कठिनाइयाँ और खतरे हैं।

अम्लीकरण विधि

साइनाइड-गरीब तरल के उपचार के लिए अम्लीकरण विधि का उपयोग करते समय, इसकी प्रतिक्रिया तंत्र अपेक्षाकृत जटिल है, जिसमें मुख्य रूप से तीन प्रक्रियाएं शामिल हैं: साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल की अम्लीकरण प्रक्रिया, एचसीएन गैस की स्ट्रिपिंग और अवशोषण प्रक्रिया, और स्ट्रिप्ड तरल की बेअसर प्रक्रिया।

(1) अम्लीकरण अभिक्रिया: साइनाइड-गरीब द्रव को अम्लीकृत किया जाता है और अम्ल से शुद्ध किया जाता है। खराब द्रव में जटिल साइनाइड CuCN, CuSCN, और Zn₂Fe(CN)₆ जैसे अघुलनशील अवक्षेप बनाते हैं और हटा दिए जाते हैं, और साथ ही, हाइड्रोजन साइनाइड उत्पन्न होता है।

(2) वाष्पीकरण और अवशोषण प्रतिक्रिया: खराब तरल को अम्लीकरण से पहले लगभग 30 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है। चूंकि HCN का क्वथनांक केवल 26.5 डिग्री सेल्सियस है, इसलिए यह अत्यधिक अस्थिर है। इसलिए, अम्लीकरण विधि में गैस-तरल दो-चरण के बीच संपर्क के लिए द्रव्यमान-स्थानांतरण उपकरण के रूप में एक पैक्ड टॉवर का उपयोग किया जाता है, जो HCN की स्ट्रिपिंग और अवशोषण को प्राप्त करना आसान है।

(3) उदासीनीकरण अभिक्रिया: चूने या तरल क्षार का उपयोग अम्ल-छिन्न अवशिष्ट द्रव को उदासीन करने के लिए किया जाता है। विलयन में अवशिष्ट HCN अणु CN⁻ रूप में परिवर्तित हो जाएँगे। अम्लीकरण विधि से पुनः प्राप्त किया जा सकता है सोडियम साइनाइड साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल से संसाधन पुनर्प्राप्ति का एहसास करें। हालाँकि, इसमें उपकरण सीलिंग के लिए उच्च आवश्यकताएँ हैं, अपेक्षाकृत बड़ा अग्रिम निवेश है, उच्च-स्तरीय संचालन कौशल की आवश्यकता है, और उपकरण रखरखाव मुश्किल है। कुछ सुरक्षा जोखिम भी हैं। पुनर्प्राप्ति के बाद उत्पन्न अपशिष्ट जल को अभी भी निर्वहन मानकों को पूरा करने के लिए गहन उपचार की आवश्यकता है।

इलेक्ट्रोलिसिस विधि

इलेक्ट्रोलिसिस विधि अपशिष्ट जल में साइनाइड को नष्ट करने के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का उपयोग करती है। आयन इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, साइनाइड एनोड पर इलेक्ट्रॉन खो देते हैं और साइनेट, कार्बोनेट, नाइट्रोजन या अमोनियम में ऑक्सीकृत हो जाते हैं। साइनेट को आगे CO₂ और H₂O में ऑक्सीकृत किया जाता है। मुख्य अभिक्रियाएँ हैं:

CN⁻ + 2OH⁻ - 2e → CNO⁻ + H₂O (24)

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

स्व-निर्मित सिरेमिक-आधारित लेड डाइऑक्साइड इलेक्ट्रोड रॉड और एक स्टेनलेस-स्टील कैथोड प्लेट का उपयोग करके इलेक्ट्रोलिसिस प्रयोगों ने साबित कर दिया है कि साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल के उपचार के लिए इलेक्ट्रोलिसिस विधि का उपयोग करके, इलेक्ट्रोलिसिस के 2 घंटे बाद, CN⁻ सांद्रता 385mg/L से 58mg/L तक कम हो सकती है, और Cu450⁺ सांद्रता 48mg/L से 4mg/L तक कम हो सकती है। इसके अलावा, हुनान झोंगनान गोल्ड स्मेल्टर साइनाइड सोना निष्कर्षण अपशिष्ट जल के उपचार के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल विधि का उपयोग करता है, जो कुल साइनाइड को 0.8g/L से XNUMXg/L तक कम कर सकता है। उपरोक्त से अंतर यह है कि एनोड और कैथोड प्लेट दोनों लोहे की प्लेटों से बने होते हैं

इलेक्ट्रोलिसिस विधि का उपयोग मुख्य रूप से उच्च सांद्रता वाले साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल के उपचार के लिए किया जाता है। उपकरण एक छोटे से क्षेत्र पर कब्जा करता है, प्रक्रिया सरल और नियंत्रित करने में आसान है, लेकिन यह बड़ी मात्रा में विद्युत ऊर्जा की खपत करता है, और परिचालन लागत क्षारीय क्लोरीनीकरण विधि की तुलना में अधिक है। साइनाइड हटाने की दर औसत है, और इसका साइनाइड परिसरों को हटाने पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

वर्तमान में, साइनाइड गोल्ड निष्कर्षण अपशिष्ट जल के उपचार के तरीकों में, क्षारीय क्लोरीनीकरण विधि, अम्लीकरण विधि और सोडियम मेटाबिसल्फाइट-वायु विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रोलिसिस विधि और फेरस साल्ट कॉम्प्लेक्शन विधि नई उभरती हुई विधियाँ हैं जिन्हें औद्योगिक उपचार में सफलतापूर्वक लागू किया गया है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड ऑक्सीकरण विधि मुख्य रूप से एक आपातकालीन उपचार विधि है। साइनाइड गोल्ड निष्कर्षण अपशिष्ट जल के उपचार के लिए कई अन्य उपचार विधियाँ हैं, जैसे प्राकृतिक शुद्धिकरण विधि, जैविक विधि, झिल्ली पृथक्करण विधि, आयन-विनिमय विधि, आदि। हालाँकि, औद्योगिक अनुप्रयोगों के रूप में, इन सभी की कुछ सीमाएँ हैं और अभी भी निरंतर सुधार की आवश्यकता है।