Сульфидті кендердің бетіндегі цианидті жою әдістері мен процестері

1. кіріспе

Металлургия саласында, әсіресе, алтын алу және сульфидті кенді өңдеуде болуы Cyanide бетінде Сульфидті кендер елеулі қиындықтар туғызады. Цианид алтынды алу үшін цианидті сілтісіздендіру процесінде оның ерітуін жеңілдетіп, алтынмен комплекстер түзу қабілетіне байланысты кеңінен қолданылады. Дегенмен, сілтісіздену процесінен кейін қалған цианид қалдық қоймаларындағы сульфидті кендердің бетінде қоршаған ортаның ластануына әкеліп қана қоймайды, сонымен қатар сульфидті минералдардың кейіннен байытылуын тежейді, бағалы металдардың жалпы алыну жылдамдығын төмендетеді. Сондықтан сульфидті кендердің бетіндегі цианидті жоюдың тиімді әдістерін әзірлеу минералды шикізатты тұрақты өңдеу және қоршаған ортаны қорғау үшін өте маңызды.

2. Сульфидті кен бетіндегі цианидпен бар проблемалар

2.1 Қоршаған ортаға әсері

Цианид – өте улы зат. Қоршаған ортаға беткі адсорбцияланған цианиді бар сульфидті кендер шығарылған кезде цианид біртіндеп шайылып, топырақты, су көздерін және ауаны ластауы мүмкін. Тіпті төмен концентрацияда да цианид су ағзаларына, өсімдіктеріне және адам денсаулығына өте зиянды болуы мүмкін. Мысалы, құрамында цианид бар қалдықтарды жөнсіз көму орын алған кейбір тау-кен өндіру аймақтарында жақын маңдағы су объектілерінде еріген оттегінің мөлшері айтарлықтай төмендеген, нәтижесінде балықтар мен басқа да су жануарлары қырылған.

2.2 Сульфидті минералды байытуды тежеу

Пирит, халькопирит, сфалерит сияқты сульфидті кендердің бетіне адсорбцияланған цианид минералдың бетінде пассивациялық пленка түзе алады. Бұл пленка келесі флотация немесе басқа байыту процестері кезінде сульфидті минералдардың реактивтілігін төмендетеді. Мысалы, құрамында мыс бар сульфидті кендерді флотациялау кезінде халькопирит бетінде цианидтің болуы оның коллекторлармен әрекеттесуін әлсіретуі мүмкін, мыс минералдарын ганг минералдарынан тиімді бөлуді қиындатады, осылайша мыс концентраттарының сорты мен алыну жылдамдығын төмендетеді.

3. Сульфидті кендердің бетіндегі цианидті жою әдістері

3.1 Қышқылды белсендіру әдісі

3.1.1 Принцип

Қышқылды белсендіру әдісі негізінен сульфидті кендердің бетіндегі цианидті құрайтын қосылыстармен әрекеттесу үшін күкірт қышқылы немесе қымыздық қышқылы сияқты қышқылдарды пайдаланады. Қышқылды қосқанда цианид – металл кешендерінің ыдырауын тудырады. Нәтижесінде цианид сутегі газы түзіледі. Бірақ жақсы жобаланған процесте бұл ұшпа сутегі цианидін тиісті сіңіру жүйелері арқылы қалпына келтіруге және қайта пайдалануға болады.

3.1.2 Процесс қадамдары

1. Кен целлюлозасын дайындау: Біріншіден, сульфидті кен қалдықтарын беткі адсорбцияланған цианидпен сумен араластырып, біртекті руда массасын жасаңыз. Кен массасының қатты-сұйық қатынасы әдетте руданың сипаттамаларына және процеске қойылатын арнайы талаптарға негізделеді, әдетте 1:2 - 1:5 диапазонында.

2. Қышқылды қосу: Үздіксіз араластыра отырып, кен массасына күкірт қышқылын немесе қымыздық қышқылын баяу қосыңыз. Қосылған қышқылдың мөлшерін кен массасындағы цианид мөлшеріне сәйкес мұқият бақылау керек. Әдетте, кен массасының рН мәні 2 - 4 дейін реттеледі және қосу процесі кезінде рН өлшегіш көмегімен нақты уақыт режимінде рН бақылануы керек.

3. Реакция және газды өңдеу: Қышқылды қосқаннан кейін реакцияны шамамен 1 - 3 сағатқа қалдырыңыз. Осы уақыт ішінде цианид сутегі газы өндіріледі. Бұл газдың қоршаған ортаны ластамауы үшін газды жинау және тазарту жүйесі орнатылған. Түзілген цианид сутегі газы натрий гидроксиді ерітіндісі сияқты сілтілі ерітіндімен толтырылған сіңіру мұнарасына жіберіледі. Мұнда цианид сутегі натрий гидроксидімен әрекеттеседі және қалпына келтіріледі Натрий цианиді егер оның сапасы талаптарға сай болса, ерітіндіні цианидтеу процесіне қайта өңдеуге болады.

3.1.3 Артықшылықтары мен кемшіліктері

• артықшылықтары: Бұл әдіс принципі мен жұмысы жағынан салыстырмалы түрде қарапайым. Ол сульфидті кендердің бетіндегі цианидті – құрамындағы қосылыстарды тиімді түрде ыдырай алады және цианидті қайта өңдеуге әлеуеті бар, бұл тау-кен процесінде цианидті пайдаланудың жалпы құнын төмендетеді.

• кемшіліктері: Қауіпсіздікке қатысты маңызды қауіптер бар. Цианид сутегі газы өте уытты және реакция кезінде кез келген ағып кету операторларға және қоршаған ортаға елеулі зиян келтіруі мүмкін. Бұған қоса, бұл әдісте қолданылатын қышқылдар тоттандырғыш болып табылады, олар жабдықты және құбырларды зақымдауы мүмкін, техникалық қызмет көрсету шығындарын арттырады және жабдықтың қызмет ету мерзімін қысқартады.

3.2 Тотықтырғышты белсендіру әдісі

3.2.1 Принцип

Сульфид кендерінің бетіндегі цианидті тотықтыру үшін сутегі асқын тотығы, калий перманганаты және озон сияқты тотықтырғыштар қолданылады. Бұл тотықтырғыштар цианид қосылыстарының химиялық байланыстарын бұзып, цианидті азот газы және басқа да улы емес заттарға айналдырады. көміртегіates.

3.2.2 Процесс қадамдары

1. Кен целлюлозасын дайындау: Қышқылды белсендіру әдісіне ұқсас, сульфидті кен қалдықтарын тиісті қатты-сұйық қатынасы бар кен массасына дайындаңыз.

2. Тотықтырғыш қоспа: Таңдалған тотықтырғышты кен массасына қосыңыз. Қосылатын тотықтырғыштың мөлшері руда массасындағы цианидтің құрамына және тотықтырғыштың тотығу потенциалына байланысты. Мысалы, сутегі асқын тотығын пайдаланған кезде доза әдетте руда массасының тоннасына 1 - 5 кг құрайды, ал калий перманганаты әдетте руда массасының тоннасына 0.5 - 2 кг қосылады. Біркелкі араластыруды қамтамасыз ету үшін қосуды үздіксіз араластыру арқылы баяу жасау керек.

3. Реакция және бақылау: Тотықтырғыштың кен массасындағы цианидпен әрекеттесуі үшін 2 - 4 сағат күтіңіз. Реакция кезінде руда массасындағы тотығу – тотықсыздану потенциалын және цианид мөлшерін бақылаңыз. Тотығу - тотықсыздану потенциалының мәні тотығу реакциясының барысын көрсете алады. Мән тұрақтанған кезде және кен массасындағы цианид мөлшері талап етілетін стандартқа сәйкес келгенде (әдетте 0.5 мг/л-ден аз), реакция аяқталды деп саналады.

3.2.3 Артықшылықтары мен кемшіліктері

• артықшылықтары: Бұл әдіс қышқылды белсендіру әдісі сияқты улы және ұшқыш газдарды шығармайды, бұл оны жұмыс ортасы үшін қауіпсіз етеді. Ол сульфидті кендердің бетінен цианидті жою мақсатына қол жеткізе отырып, цианидті тиімді тотықтырып, ыдырай алады. Сонымен қатар, реакция өнімдері салыстырмалы түрде экологиялық таза.

• кемшіліктері: Тотықтырғыштардың құны салыстырмалы түрде жоғары, әсіресе озон сияқты күшті тотықтырғыштар үшін, бұл сульфидті кендерді өңдеу құнын арттырады. Сонымен қатар, тотығу реакциясына руда массасының рН мәні, температурасы және басқа қоспалардың болуы сияқты факторлар оңай әсер етеді, бұл реакция жағдайларын қатаң бақылауды қажет етеді.

3.3 Мыс тұзы әдісі

3.3.1 Принцип

Мыс тұздары, мысалы, мыс сульфаты, сульфидті кен массасына үстіңгі адсорбцияланған цианидпен қосылады. Мыс иондары цианидпен әрекеттесіп, ерімейтін мыс – цианидті комплекстер түзеді. Бұл кешендерді кейіннен қатты-сұйық айыру әдістері арқылы кен массасынан бөлуге болады, осылайша цианидті жоюға қол жеткізуге болады.

3.3.2 Процесс қадамдары

1. Кен целлюлозасын дайындау: Сульфидті кен қалдықтарын тиісті қатты-сұйық қатынасы бар кен массасына дайындаңыз.

2. Мыс тұзы қоспасы: Кен массасына мыс сульфатының тиісті мөлшерін қосыңыз. Қосылған мыс сульфатының мөлшері кен массасындағы цианид мөлшерімен анықталады, әдетте мыс иондарының цианид иондарына молярлық қатынасы 1 - 2:1. Мыс сульфаты әдетте сулы ерітінді ретінде қосылады, ал қосу процесі кен массасында мыс иондарының біркелкі таралуын қамтамасыз ету үшін үздіксіз араластырумен бірге жүруі керек.

3. Реакция және қатты дене – сұйықты бөлу: Мыс тұзын қосқаннан кейін реакцияны 1 - 2 сағатқа жалғастырыңыз. Содан кейін сүзу немесе тұндыру сияқты әдістерді пайдалана отырып, кен массасында қатты-сұйықты бөлуді орындаңыз. Бөлінген қатты заттың құрамында мыс-цианидті тұнбалар мен сульфидті минералдар бар, ал бөлінген сұйықтықты ағызу стандартына сәйкес өңдеуге немесе басқа мақсаттар үшін қайта өңдеуге болады.

3.3.3 Артықшылықтары мен кемшіліктері

• артықшылықтары: Бұл әдіс ерімейтін тұнбаларды түзу арқылы сульфидті кендердің бетінен цианидті тиімді түрде жоя алады. Операция процесі салыстырмалы түрде қарапайым, ал мыс сульфаты белгілі бір экономикалық тиімділік беретін қарапайым және арзан химиялық реагент болып табылады.

• кемшіліктері: Мыс тұздарын қосу кен массасына мыс қоспаларын енгізуі мүмкін, бұл сульфидті минералдардың кейінгі байытылуына әсер етуі мүмкін. Мысалы, қорғасын – мырыш сульфидті кендерді флотациялау кезінде мыс иондарының артық болуы сфалеритті белсендіріп, қорғасын мен мырыш минералдарының бөлінуіне кедергі келтіруі мүмкін. Сонымен қатар, екінші реттік ластануды болдырмау үшін бөлінген мыс-цианидті тұнбаларды дұрыс жою қажет.

3.4 Жаңа композиттік реагент әдісі

3.4.1 Принцип

Кейбір жаңадан жасалған композиттік реагенттер, мысалы, полисульфидтер мен натрий метабисульфитінің комбинациясы қолданылады. Полисульфидтер сульфидті кендердің бетіндегі цианидтің құрамындағы күкіртті құрамдас бөліктермен әрекеттеседі, ал натрий метабисульфиті жүйенің тотығу-тотықсыздану потенциалын реттейді және цианидтің ыдырауына ықпал етеді, осылайша оның жойылуын жеңілдетеді.

3.4.2 Процесс қадамдары

1. Кен целлюлозасын дайындау: Сульфидті кен қалдықтарын кен массасына дайындаңыз.

2. Композиттік реагентті қосу: Кен массасына полисульфидтер мен натрий метабисульфитінен тұратын композиттік реагент қосыңыз. Полисульфидтердің натрий метабисульфитіне салмақ қатынасы әдетте 1:1 құрайды. және қосылатын композициялық реагенттің мөлшері руда массасындағы цианидтің мөлшері мен сульфидті кеннің табиғатына байланысты анықталады, әдетте руда массасының тоннасына 0.5 - 2 кг аралығында.

3. Реакция және бақылау: Композиттік реагентті қосқаннан кейін реакцияны 1 - 3 сағатқа жалғастырыңыз. Реакция кезінде руда массасындағы цианид құрамын және тиісті химиялық параметрлерді, мысалы, тотығу-тотықсыздану потенциалы мен рН мәнін бақылаңыз. Цианидтің толық жойылуын қамтамасыз ету үшін бақылау нәтижелеріне сәйкес реакция жағдайларын дереу реттеңіз.

3.4.3 Артықшылықтары мен кемшіліктері

• артықшылықтары: Бұл әдіс сульфидті кендердің әртүрлі түрлеріне жақсы бейімделуді көрсетеді. Композиттік реагент сульфидті кендердің бетінен цианидті тиімді жою үшін синергетикалық әсер етеді. Бір реагентті әдістермен салыстырғанда ол сульфидті минералдарды кейіннен байытуға азырақ әсер ету және жоюдың жақсы тиімділігін ұсынуы мүмкін.

• кемшіліктері: Композиттік реагенттерді жасау және өндіру салыстырмалы түрде күрделі және құны кейбір дәстүрлі жалғыз реагенттік әдістерге қарағанда жоғары болуы мүмкін. Сонымен қатар, композициялық реагенттердің нақты реакция механизмі әлі толық түсінілмеген, бұл нақты өнеркәсіптік қолданбаларда белгісіздіктерді тудыруы мүмкін.

4. Процесті оңтайландыру және қарастырулар

4.1 Кендерді алдын ала өңдеу

Сульфидті кендердің бетіндегі цианидті жою үшін жоғарыда аталған әдістердің кез келгенін қолданбас бұрын, көбінесе кенді тиісті алдын ала өңдеу қажет. Мысалы, сульфидті кен қалдықтарында ұсақ түйіршікті ганг минералдары көп болса, өңдеуге қиын ұсақ түйіршікті фракцияларды жою үшін алдын ала сүзгілеу немесе жіктеу операцияларын жүргізуге болады. Бұл реагент пен сульфидті минералдардың беткі адсорбцияланған цианидпен байланыс тиімділігін арттырып, реакция процесіне ганг минералдарының араласуын азайтады.

4.2 Реакция жағдайларын бақылау

• рН мәні: Кен массасының рН мәні реакция процесіне айтарлықтай әсер етеді. Қышқылды белсендіру әдісі құрамында цианид бар қосылыстардың ыдырауына ықпал ету үшін төмен рН қажет, ал тотықтырғышты белсендіру әдісі мен мыс тұзы әдісі сәйкес рН диапазонын сақтауды қажет етеді. Мысалы, тотықтырғыш ретінде сутегі асқын тотығын пайдаланған кезде руда массасының оңтайлы рН мәні әдетте 8 - 10, ал мыс сульфатын пайдаланған кезде руда массасының рН мәні әдетте 6 - 8 деңгейінде бақыланады.

• температура: Реакция температурасы реакция жылдамдығы мен тиімділігіне де әсер етеді. Әдетте, температураның жоғарылауы реакция жылдамдығын тездетуі мүмкін. Дегенмен, кейбір реакциялар үшін, мысалы, цианидтің сутегі асқын тотығымен тотығуы, тым жоғары температура тотықтырғыштың ыдырауын тудыруы мүмкін, бұл тотығу тиімділігін төмендетеді. Сондықтан реакция температурасын әдетте 20 - 40 °C диапазонында нақты реакция жүйесіне сәйкес оңтайландыру қажет.

• Араластыру қарқындылығы: Кен целлюлозасындағы реагенттердің біркелкі таралуын қамтамасыз ету және сульфидті кендердің бетіндегі цианидті құрамдас заттардың реагентпен жанасу ықтималдығын арттыру үшін жеткілікті түрде араластыру өте маңызды. Дегенмен, шамадан тыс араластыру қажетсіз энергияны тұтынуға және жабдықтың механикалық тозуына әкелуі мүмкін. Тиісті араластыру қарқындылығын тәжірибелік зерттеулер мен практикалық өндірістік тәжірибе арқылы анықтау керек.

4.3 Қатты – сұйықты бөлу және ағынды суларды тазарту

Сульфидті кендердің бетінен цианидті кетіру реакциясынан кейін өңделген сульфидті минералдарды реакция ерітіндісінен бөлу үшін тиімді қатты - сұйықты бөлу қажет. Жиі қолданылатын қатты сұйықтықтарды бөлу әдістеріне сүзу, тұндыру және центрифугалау жатады. Бөлінген ағынды суларда әдетте цианид қалдығы және басқа қоспалар әлі де болады, оларды ағызу стандартына сәйкес одан әрі тазарту қажет. Ағынды суларды тазарту процестері одан әрі тотығу, адсорбциялау және биологиялық тазарту сияқты әдістерді қамтуы мүмкін.

5. Жағдайлар

5.1 Алтын кенішінде қышқылды белсендіру әдісін қолдану

Белгілі бір алтын кенішінде цианидті сілтісіздендіру процесінен кейін сульфидті кен қалдықтарында белгілі бір мөлшерде беткі қабат – адсорбцияланған цианид болды. Шахта өңдеу үшін қышқылды белсендіру әдісін қолданды. Біріншіден, қалдықтар қатты-сұйық қатынасы 1:3 болатын кен массасына айналдырылды. Содан кейін руда массасының рН мәнін 3-ке келтіру үшін күкірт қышқылы қосылды. 2 сағат бойы әрекеттескеннен кейін түзілген цианид сутегі газы жиналып, натрий гидроксиді ерітіндісімен сіңірілді. Өңдеуден кейін кен целлюлозасындағы цианид мөлшері 5 мг/л-ден 0.5 мг/л-ге дейін төмендеді, ал сульфидті минералдардың кейінгі флотациялық қалпына келу жылдамдығы шамамен 10%-ға өсті. Дегенмен, пайдалану кезінде цианид сутегі газының ағуы пайдалану орнында қауіпсіздікке қауіп төндірді, ал жабдық құбырлары салыстырмалы түрде қатты коррозияға ұшырады.

5.2 Полиметалл сульфидті кеніште тотықтырғышты белсендіру әдісі

Полиметалл сульфидті кеніш сульфидті кендердің бетіндегі цианидті жою үшін тотықтырғыш ретінде сутегі асқын тотығын пайдаланды. Кен массасының рН мәні алдымен 9-ға реттелді, содан кейін руда массасының тоннасына 3 кг дозада сутегі асқын тотығы қосылды. 3 сағат бойы әрекеттенгеннен кейін кен массасындағы цианид мөлшері өте төмен деңгейге дейін төмендеді. Мыстың, қорғасынның және мырыштың сульфидті минералдарының кейінгі байытылуына қалған цианид әсер етпеді, жалпы металды алу көрсеткіші жақсарды. Дегенмен, сутегі асқын тотығының жоғары құны кенді өңдеу құнының тоннасына шамамен 5 долларға өсуіне әкелді.

6. қорытынды

Сульфидті кендердің бетіндегі цианидті жою минералды өңдеу саласындағы шешуші міндет болып табылады. Қышқылды белсендіру әдісі, тотықтырғышты белсендіру әдісі, мыс тұзы әдісі және жаңа композиттік реагент әдісінің әрқайсысының өз артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Нақты өнеркәсіптік қолдануда ең қолайлы әдісті таңдау үшін сульфидті кендердің табиғаты, қоршаған ортаны қорғау талаптары және экономикалық шығындар сияқты факторларды жан-жақты қарастыру қажет. Сонымен қатар, технологиялық жағдайларды оңтайландыру, кендерді алдын ала тазарту және қатты - сұйықты бөлу және ағынды суларды тазарту арқылы дұрыс өңдеу арқылы сульфидті кендердің бетіндегі цианидті жою тиімділігін одан әрі арттыруға болады, ресурстарды қалпына келтіру және қоршаған ортаны қорғау мақсаттарына қол жеткізуге болады.