Metode dan Proses untuk Menghilangkan Sianida pada Permukaan Mineral Sulfida

Pengantar

Dalam proses pengolahan dan peleburan bijih sulfida logam non-ferrous, sianida sering digunakan untuk meningkatkan tingkat perolehan logam. Namun, sianida yang tersisa di permukaan bijih sulfida tidak hanya berdampak negatif pada alur proses selanjutnya tetapi juga menyebabkan masalah lingkungan yang serius. Oleh karena itu, pengembangan metode yang efisien dan ramah lingkungan untuk menghilangkan sianida di permukaan bijih sulfida sangat penting secara praktis.

Situasi Saat Ini dan Bahaya Residu Sianida pada Permukaan Mineral Sulfida

Situasi saat ini

Dalam proses flotasi bijih sulfida tradisional, sianida banyak digunakan sebagai inhibitor. Ia dapat secara selektif menghambat mineral tertentu yang tidak diinginkan dalam bijih sulfida, sehingga tercapai pemisahan mineral target dari mineral pengotor. Namun setelah flotasi, sejumlah besar sianida akan teradsorpsi pada permukaan bijih sulfida. Menurut penelitian yang relevan, pada beberapa konsentrator, kandungan sianida pada permukaan konsentrat bijih sulfida setelah flotasi dapat mencapai beberapa ratus miligram per kilogram.

Bahaya

Dari perspektif teknologi, sianida yang tersisa akan mengganggu proses peleburan selanjutnya. Misalnya, selama peleburan bijih tembaga sulfida, sianida akan membentuk kompleks dengan tembaga, mengurangi efisiensi peleburan tembaga dan meningkatkan konsumsi energi. Dari perspektif lingkungan, sianida adalah zat yang sangat beracun. Ketika air limbah tailing yang mengandung sianida dibuang ke lingkungan alam, ia akan mencemari badan air dan tanah, membahayakan organisme akuatik dan tumbuhan di sekitarnya, dan bahkan menimbulkan ancaman bagi kesehatan manusia melalui rantai makanan.

Metode untuk Menghilangkan Sianida pada Permukaan Mineral Sulfida

Metode Oksidasi

1.Metode Oksidasi Kimia

• Prinsip: Gunakan oksidator kuat untuk mengoksidasi sianida menjadi zat yang kurang beracun atau tidak beracun. Oksidan umum meliputi hidrogen peroksida (H2O2), natrium hipoklorit (NaClO), dll. Mengambil hidrogen peroksida sebagai contoh, persamaan reaksinya adalah: (2CN+5H2O2 = 2HCO3 + N2↑+4H2O).

• Proses Operasi : Pertama, tempatkan bubur bijih sulfida yang mengandung sianida dalam tangki reaksi dan sesuaikan nilai pH bubur ke kisaran yang sesuai (umumnya, untuk oksidasi hidrogen peroksida, nilai pH sebaiknya antara 9 - 11). Kemudian, tambahkan larutan hidrogen peroksida secara perlahan sambil diaduk agar oksidan sepenuhnya bersentuhan dan bereaksi dengan bubur. Waktu reaksi biasanya berkisar antara 1 - 3 jam, dan waktu spesifiknya bergantung pada konsentrasi sianida dalam bubur dan sifat bijih.

• Keunggulan : Kecepatan reaksinya relatif cepat, dan efek penghilangan sianida baik, sehingga dapat mengurangi konsentrasi sianida hingga ke tingkat yang relatif rendah.

• Kekurangan : Oksidan seperti hidrogen peroksida relatif mahal, dan oksidan yang berlebihan dapat berdampak pada proses pengolahan atau peleburan selanjutnya.

Metode Adsorpsi

1.Metode Adsorpsi Karbon Aktif

• Prinsip : Karbon aktif memiliki luas permukaan spesifik yang besar dan struktur pori yang kaya, yang dapat menyerap sianida pada permukaannya melalui adsorpsi fisik dan kimia.

• Proses Operasi : Tambahkan karbon aktif ke dalam bubur bijih sulfida yang mengandung sianida dan aduk hingga merata agar karbon aktif sepenuhnya bersentuhan dengan sianida dalam bubur. Waktu adsorpsi umumnya 30 menit hingga 2 jam. Setelah adsorpsi, pisahkan karbon aktif dari bubur dengan penyaringan atau cara lain.

• Keunggulan : Pengoperasiannya sederhana, dan memiliki efek adsorpsi yang baik pada sianida konsentrasi rendah. Karbon aktif dapat diregenerasi dan digunakan kembali.

• Kekurangan : Untuk sianida dengan konsentrasi tinggi, kapasitas adsorpsi terbatas, dan pengolahan yang tidak tepat terhadap karbon aktif yang telah menyerap sianida akan menyebabkan polusi sekunder.

2.Metode Adsorpsi Resin Penukar Ion

• Prinsip : Resin penukar ion mengandung gugus fungsional spesifik yang dapat bertukar dengan ion dalam sianida, sehingga menyerap sianida pada resin.

• Proses Operasi : Masukkan resin penukar ion ke dalam kolom penukar dan alirkan pulp bijih sulfida yang mengandung sianida melalui kolom penukar. Kendalikan laju aliran pulp untuk memastikan sianida sepenuhnya bertukar dengan resin. Ketika resin jenuh dengan adsorpsi, gunakan eluen spesifik untuk mengelusi dan meregenerasi resin.

• Keunggulan : Memiliki selektivitas adsorpsi yang tinggi terhadap sianida dan dapat beroperasi secara terus menerus.

• Kekurangan : Biaya resin tinggi, proses elusi relatif kompleks, dan dapat menghasilkan cairan limbah elusi yang mengandung sianida.

Metode lain

1.Metode Netralisasi Asam-Basa

• Prinsip : Dalam kondisi tertentu, sianida akan mengalami reaksi hidrolisis dalam lingkungan asam atau basa untuk menghasilkan zat yang kurang beracun atau tidak beracun. Misalnya, dalam kondisi asam, sianida akan bereaksi dengan ion hidrogen membentuk asam hidrosianik (HCN), yang dapat dihilangkan melalui penguapan; dalam kondisi basa, sianida terhidrolisis membentuk sianat dan zat lainnya.

• Proses Operasi : Jika menggunakan hidrolisis asam, tambahkan larutan asam seperti asam sulfat encer secara perlahan ke dalam bubur bijih sulfida yang mengandung sianida, sesuaikan nilai pH menjadi 2-4, lalu aerasi untuk menguapkan asam hidrosianida yang dihasilkan. Jika menggunakan hidrolisis basa, tambahkan zat basa seperti natrium hidroksida, sesuaikan nilai pH menjadi 10-12, dan reaksikan selama periode tertentu (umumnya 2-4 jam).

• Keunggulan : Biayanya relatif rendah, dan pengoperasiannya relatif sederhana.

• Kekurangan : Asam hidrosianik yang dihasilkan selama hidrolisis asam sangat beracun dan memerlukan tindakan perlindungan yang ketat; kecepatan reaksi hidrolisis basa lambat, dan mungkin masih ada sedikit residu sianida setelah pengolahan.

Desain Aliran Proses untuk Menghilangkan Sianida pada Permukaan Mineral Sulfida

Tahap Pra-Perawatan

1. Penyesuaian Pulp : Sesuaikan konsentrasi pulp bijih sulfida setelah flotasi. Umumnya, konsentrasi pulp dikontrol antara 20% - 40% untuk pengolahan selanjutnya. Pada saat yang sama, deteksi konsentrasi sianida awal dalam pulp untuk memberikan dasar penentuan parameter proses selanjutnya.

2. Penghilangan Kotoran : Menghilangkan kotoran partikel besar dan beberapa padatan tersuspensi dalam pulp dengan cara penyaringan, sedimentasi, dll., untuk mencegahnya mengganggu proses pengolahan selanjutnya.

Tahap Penghapusan

1. Pemilihan Metode : Pilih metode penghilangan yang tepat sesuai dengan faktor-faktor seperti konsentrasi sianida dalam pulp, sifat bijih, biaya pengolahan, dan persyaratan perlindungan lingkungan. Misalnya, untuk sianida konsentrasi tinggi dan kasus di mana biaya bukan masalah, metode oksidasi kimia dapat diprioritaskan; untuk sianida konsentrasi rendah dan kondisi yang memperhatikan lingkungan, metode oksidasi biologis atau metode adsorpsi mungkin lebih sesuai.

2. Pengendalian Parameter Proses : Mengambil contoh oksidasi hidrogen peroksida dalam metode oksidasi kimia , kendalikan secara ketat jumlah hidrogen peroksida yang ditambahkan (umumnya dihitung berdasarkan konsentrasi sianida dan persamaan reaksi), suhu reaksi (umumnya 20 - 30℃), nilai pH (9 - 11), dan kecepatan pengadukan (100 - 300 putaran per menit) serta parameter lainnya untuk memastikan reaksi yang efisien.

Tahap Pasca Perawatan

1. Pemisahan Padat-Cair : Pisahkan pulp setelah penghilangan sianida dengan penyaringan, sentrifugasi, dll. untuk mendapatkan konsentrat bijih sulfida murni dan air limbah yang mengandung sedikit sianida.

2. Pengolahan Air Limbah : Olah lebih lanjut air limbah yang telah dipisahkan untuk memenuhi standar pembuangan nasional. Oksidasi sekunder, adsorpsi, dan metode lainnya dapat digunakan untuk menghilangkan sianida dalam air limbah secara menyeluruh guna memastikan pembuangan yang aman.

Kesimpulan

Ada berbagai metode untuk menghilangkan sianida pada permukaan bijih sulfida, dan masing-masing metode memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri. Dalam aplikasi praktis, perlu mempertimbangkan secara komprehensif faktor-faktor seperti sifat bijih, konsentrasi sianida, biaya pengolahan, dan persyaratan perlindungan lingkungan untuk memilih metode dan alur proses yang tepat. Dengan persyaratan perlindungan lingkungan yang semakin ketat dan kemajuan teknologi yang berkelanjutan, pengembangan teknologi yang lebih efisien, ramah lingkungan, dan berbiaya rendah untuk menghilangkan sianida pada permukaan bijih sulfida akan menjadi arah penelitian utama di masa mendatang. Melalui optimalisasi proses yang berkelanjutan, diharapkan dapat mencapai pembuangan nol sianida dalam proses pemurnian dan peleburan bijih sulfida dan mendorong pembangunan berkelanjutan industri logam non-ferrous.