시안화물 금 추출 폐수 처리 공정

현재, 시안화물 금 추출법은 중국에서 금 제련을 위한 주요 성숙한 공정 중 하나입니다. 시안화물 용액을 사용하여 광석에서 금을 추출하며, 높은 회수율, 광석 특성에 대한 강한 적응성, 현장에서 금을 생산할 수 있는 능력이 특징입니다. 1887년 광석에서 금을 침출하기 위해 시안화물 용액을 처음 사용한 이래로 이 방법은 지금까지 널리 적용되었습니다. 그러나 시안화물 금 추출은 많은 양의 독성 및 유해 물질을 생성하여 주변 환경과 인간에게 큰 위협을 가합니다. 따라서 피해를 줄이기 위해 시안화물 금 추출 폐수의 처리 방법을 연구할 필요가 있습니다. 많은 연구자들이 시안화물이 포함된 폐수의 처리 방법, 화학 원리 및 개발 추세를 요약했지만 대부분은 하나 또는 두 가지 방법만 논의합니다. 따라서 이 기사에서는 현재 산업에 적용되는 시안화물 금 추출 폐수의 다양한 처리 방법에 대한 자세한 분석을 수행하고 각 방법의 장단점 및 적용 시나리오를 비교하여 실제 생산에서 유사한 응용 분야에 대한 특정 지침적 의미를 갖습니다.

I. 시안화물 금 추출 폐수의 출처 및 위험

시안화물 금 추출의 주요 원리는 호기성 환경에서 시안화 나트륨 활성탄은 금과 반응하여 금 착물을 형성하고, 이 착물은 용해됩니다. 그 후, 활성탄을 이용한 농축 과정을 통해 금을 추출할 수 있습니다. 탄소 아연 분말에 의한 흡착 또는 치환으로 금 시안화물이 분리됩니다. 동시에 은, 구리, 아연과 같은 다른 중금속도 착물을 형성하고 용해됩니다.

The 시안화물 반응에 사용된 물질과 생성된 착물은 모두 독성이 있고 유해한 물질입니다. 시안화나트륨은 가수분해하기 쉽고 치사량이 1g인 0.10급 고독성 물질입니다. 시아 나이드 수역으로 누출되면 수중 유기체에 극도로 해롭고 인간과 주변 환경에 큰 위협을 초래합니다. 따라서 시안화 금 추출 폐수 처리가 매우 중요합니다.

II. 시안화물 금 추출 폐수의 주요 처리 방법

알칼리성 염소화 방법

알칼리성 염소화 방법은 현재 시안화물 금 추출에서 시안화물이 포함된 폐수를 처리하는 데 가장 일반적으로 사용되는 방법 중 하나입니다. 주로 염소 기반 산화제를 사용하여 알칼리 조건에서 폐수에 있는 시안화물을 산화하여 무독성 물질로 전환합니다. 알칼리성 염소화의 시안화물 분해 과정은 두 단계로 나뉩니다.

첫 번째 단계는 시안화물을 시안산염으로 산화시키는 것으로, 이를 "불완전 산화" 단계라고 합니다. CN⁻은 OCl⁻과 반응하여 먼저 CNCl을 형성한 다음 CNO⁻로 가수분해됩니다. CNCl은 산성 조건에서 매우 휘발성이 강하고 독성이 있다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 작동 중에는 pH 값을 엄격히 제어하여 알칼리성 상태가 되도록 해야 합니다.

두 번째 단계는 시안산염을 이산화탄소와 질소로 더욱 산화시키는 것으로, 이를 "완전 산화" 단계라고 합니다. 시안화물 분해 공정 동안 pH 값은 산화 반응에 큰 영향을 미칩니다. 첫 번째 단계 산화의 pH 값은 10-11로 조절해야 하며 반응 시간은 10-15분입니다. 두 번째 단계 산화의 pH 값은 6.5-7.0으로 조절해야 하며 반응 시간은 10-15분입니다.

어떤 광산에서는 알칼리성 염소화 방법을 사용하여 시안화물 꼬리 슬러리(시안화물 함량 200mg/L)의 상층액과 침전조에서 흘러나온 물(시안화물 함량 5mg/L)을 처리합니다. pH 값은 10~11로 조절하고, 혼합 및 교반을 위해 시안화물 함량의 35~40배 비율로 표백제를 첨가합니다. 농축기에서 침전시킨 후, 총 시안화물 함량을 0.1mg/L로 줄일 수 있습니다.

알칼리성 염소화 방법은 시안화물이 포함된 폐수를 처리하는 데 가장 일반적으로 사용되는 방법이고 표백제는 가장 일반적으로 사용되는 염소 기반 산화제입니다. 이 방법은 높거나 낮은 농도의 시안화물 금 추출 폐수를 처리하는 데 적합합니다. 또한 티오시안산염과 시안화물이 포함된 복합체(페로시안화물 복합체 제외)를 제거할 수 있습니다. 약물은 널리 사용 가능하며 생성된 폐기물 잔류물은 여과하기 쉽고 조작이 간단합니다. 그러나 표백제를 사용하여 폐수를 처리할 때 작업 환경이 비교적 가혹합니다. 현재 일부 기업은 대신 표백액이나 이산화염소를 사용하여 작업 환경을 어느 정도 개선합니다. 그러나 반응 과정에서 독성 가스가 발생하고 장비에 대한 부식성이 비교적 큽니다. 약물 비용과 유지 관리 비용이 비교적 높습니다.

철염 복합화 방법

철염 착물화법은 최근 몇 년 동안 등장한 시안화 금 추출 폐수 처리 방법입니다. 반응 pH 값을 7~8로 제어함으로써 철 이온은 시안화 금 추출 폐수에서 자유 시안화물 및 일부 시안화물 착물과 반응하여 침전물을 형성합니다.

실험 결과 일반적으로 황산제1철만을 첨가하여 시안화물 금 추출 폐수를 처리하면 폐수가 배출 기준을 충족할 수 없다는 것이 밝혀졌습니다. 따라서 심층 시안화물 제거를 위해 처리된 폐수에 일반 산화제를 첨가해야 합니다. 조건이 잘 제어되는 한, 침전물을 분리하지 않고 산화제를 직접 첨가하여 처리할 수 있으며 배출 기준도 달성할 수 있습니다. 이는 먼저 분리한 다음 처리하는 기존 방법과 비교할 때 긍정적인 의미가 있습니다.

어떤 금 제련소는 시안화물-불량 액체를 처리하기 위해 황화나트륨-황산철 방법을 사용합니다. 유입수의 시안화물 함량은 2500mg/L입니다. 처리 후 유출수의 시안화물 함량은 20mg/L 미만이고 제거율은 99.2%로 놀라운 결과를 보여줍니다. 이후의 심층 처리에서는 메타중아황산나트륨-공기 방법을 사용하여 총 시안화물을 0.4mg/L 미만으로 줄입니다.

철염 착화법은 새롭게 부상한 처리 방법으로, 주로 고농도 시안화물 함유 폐수를 처리하는 데 사용됩니다. 공정이 간단하고, 일회 투자가 적고, 조작이 쉽고, 약제(주로 황산제일철)가 널리 이용 가능하고, 저렴하며, 사용하기 쉽습니다. 그러나 황산제일철 용액은 산성이기 때문에 시안화물 금 추출 폐수와 혼합하면 국소가 산성화되고 시안화수소 가스가 발생할 가능성이 있습니다. 게다가 티오시안산염을 제거할 수 없으며, 처리된 폐수는 여전히 배출 기준을 충족시키기 위해 심층 처리가 필요합니다.

중아황산나트륨 - 공기법

중아황산나트륨-공기법은 이산화황-공기법에서 개발된 것입니다. 주로 특정 pH 범위 내에서 폐수 내 시안화물에 대한 중아황산나트륨과 공기의 상승효과를 사용하고 구리 이온의 촉매효과를 이용하여 CN⁻을 CNO⁻로 산화합니다.

시안화물 함유 폐수에 시안화물 함량이 높으면 먼저 전처리를 수행하여 총 시안화물 농도를 100mg/L 미만으로 줄일 수 있습니다. 그런 다음 중아황산나트륨과 황산구리를 첨가하고 충분한 공기를 주입하고 pH 값을 제어하여(일반적으로 7~8로 제어) 시안화물이 시안산염으로 산화되고, 시안산염이 가수분해되어 중탄산염 이온과 암모니아를 형성합니다.

중아황산나트륨-공기법은 저농도 시안화물 금 추출 폐수 처리에 적합합니다.약물의 투여량은 적고 노동 강도는 낮지만 선행 투자가 비교적 크고 송풍기와 같은 장비를 추가해야 합니다.공정 지표에 대한 요구 사항은 비교적 엄격하고 pH 값을 제어하는 ​​것이 매우 중요합니다.황산구리도 촉매로 추가해야 합니다.반응 시간이 깁니다.처리가 적절하지 않으면 많은 양의 암모늄 이온이 생성되고 생성된 슬래그는 여과하기 쉽지 않습니다.현장에서 소량의 암모니아 가스가 생성되며 티오시안화물 제거에 효과가 없습니다.

과산화수소 산화 방법

과산화수소 산화법은 Cu²⁺를 촉매로 하여 상온, 알칼리성(pH=10~11) 조건에서 시안화물을 CNO⁻로 산화시킨 후 가수분해하여 무독성 물질로 만드는 방법이다. 복합 시안화물(Cu, Zn, Pb, Ni, Cd의 복합체)도 시안화물의 파괴로 인해 해리된다. 페로시안화물 이온과 기타 중금속 이온은 페로시안화물 복합염을 형성하여 제거된다. 마지막으로 처리된 폐수의 총 시안화물 농도를 0.5mg/L 이하로 줄일 수 있다.

이 방법은 저농도 시안화물 함유 폐수 처리에 적합합니다. 과산화수소 처리 장비는 간단하고 자동 제어를 쉽게 달성할 수 있습니다. 그러나 생성된 시안산염은 일정 시간 동안 머물러서 CO₂와 NH₃로 분해되어야 합니다. 단점은 구리를 촉매로 사용하면 배출수의 구리가 표준을 초과할 수 있고, 원료 비용이 비교적 높고, 티오시안화물을 산화시킬 수 없으며, 암모늄 이온이 생성된다는 것입니다. 사실, 폐수는 여전히 어느 정도 독성이 있습니다. 게다가 과산화수소는 산화제이기 때문에 부식성이 크고 운송 및 사용에 어느 정도 어려움과 위험이 있습니다.

산성화 방법

시안화물(부족액)을 산성화법으로 처리할 경우, 그 반응 메커니즘은 비교적 복잡하며, 주로 시안화물이 포함된 폐수의 산성화 공정, HCN가스의 분리 및 흡수 공정, 분리된 액의 중화 공정의 세 가지 공정으로 구성됩니다.

(1) 산성화 반응 : 시안화물-빈액은 산으로 산성화 및 정제된다. 빈액 중의 복잡한 시안화물은 CuCN, CuSCN, Zn₂Fe(CN)₆와 같은 불용성 침전물을 형성하여 제거되고 동시에 시안화수소가 생성된다.

(2) 휘발 및 흡수 반응: 빈약한 액체는 산성화 전에 약 30℃로 예열됩니다. HCN의 비등점은 26.5℃에 불과하기 때문에 매우 휘발성이 있습니다. 따라서 산성화 방법에서 기체-액체 XNUMX상 접촉을 위한 물질 전달 장비로 충전탑을 사용하면 HCN의 탈거 및 흡수를 쉽게 달성할 수 있습니다.

(3) 중화 반응: 석회 또는 액상 알칼리를 사용하여 산 제거된 잔류 액체를 중화합니다. 용액의 잔류 HCN 분자는 CN⁻ 형태로 전환됩니다. 산성화 방법은 회수할 수 있습니다. 시안화 나트륨 시안화물 함유 폐수에서 자원 회수를 실현합니다. 그러나 장비 밀봉에 대한 요구 사항이 높고, 초기 투자가 비교적 크고, 높은 수준의 운영 기술이 필요하며, 장비 유지 관리가 어렵습니다. 또한 특정 안전 위험도 있습니다. 회수 후 발생하는 폐수는 여전히 배출 기준을 충족하기 위해 심층 처리가 필요합니다.

전해 방법

전기분해법은 전기화학적 산화환원 반응을 사용하여 폐수에 있는 시안화물을 파괴합니다. 이온 전기분해 동안 시안화물은 양극에서 전자를 잃고 시안산염, 탄산염, 질소 또는 암모늄으로 산화됩니다. 시안산염은 추가로 CO₂와 H₂O로 산화됩니다. 주요 반응은 다음과 같습니다.

CN⁻ + 2OH⁻ - 2e → CNO⁻ + H24O (XNUMX)

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

자체 제작한 세라믹 기반 이산화납 전극봉과 스테인리스 스틸 음극판을 사용한 전기분해 실험에서 시안화물이 포함된 폐수를 전기분해법으로 처리하면 2시간 전기분해 후 CN⁻ 농도를 385mg/L에서 58mg/L로, Cu²⁺ 농도를 450mg/L에서 48mg/L로 줄일 수 있다는 것이 입증되었습니다. 또한 후난 중난 금 제련소는 전기화학적 방법을 사용하여 시안화물 금 추출 폐수를 처리하여 총 시안화물을 4g/L에서 0.8g/L로 줄일 수 있습니다. 위와 다른 점은 양극판과 음극판이 모두 철판으로 만들어졌다는 것입니다. 작동 과정에서 전기 에너지가 소모될 뿐만 아니라 철판도 소모됩니다.

전기분해법은 주로 고농도 시안화물 함유 폐수를 처리하는 데 사용됩니다. 장비는 작은 면적을 차지하고 공정이 간단하고 제어하기 쉽지만 많은 양의 전기 에너지를 소모하고 운영 비용은 알칼리성 염소화법보다 높습니다. 시안화물 제거율은 평균이며 시안화물 복합체 제거에는 효과가 없습니다.

현재 시안화 금 추출 폐수 처리 방법 중 알칼리성 염소화 방법, 산성화 방법, 메타중아황산나트륨-공기 방법이 널리 사용되고 있습니다. 전기 분해 방법과 철염 착화 방법은 산업 처리에 성공적으로 적용된 새로운 방법입니다. 과산화수소 산화 방법은 주로 응급 처리 방법입니다. 시안화 금 추출 폐수를 처리하는 다른 처리 방법으로는 자연 정화 방법, 생물학적 방법, 막 분리 방법, 이온 교환 방법 등이 있습니다. 그러나 산업 응용 분야로서 모두 일정한 한계가 있으며 여전히 지속적인 개선이 필요합니다.