Aukso cianido ekstrahavimo nuotekų valymo procesas

EsantNt, CianidasAukso gavyba metodas yra vienas iš MAin Brandus procesases už Aukso lydymas in Kinija, jis Naudojacianido tirpalas išgauti auksas iš rūdų, pasižyminčių dideliu atkūrimo rodiklis, stiprus prisitaikymas prie rūdos Skelbimųir galimybę išgauti auksą vietoje. Nuo pirmojo panaudojimo Cianidas sprendimas leAk auksas iš rūdų 1887. šis metodas buvo plačiai taikomas iki šiol. Tačiau Aukso cianido ekstrahavimas generuoja didelį kiekį nuodingas ir kenksmingų medžiagų, keliančių didžiulę grėsmę aplinkai aplinka ir žmonėms. Todėl, siekiant sumažinti žalą, būtina ištirti Gydymo metodai of Cianidinio aukso gavyba atliekosvanduoDaugybė tyrėjų apibendrino gydymo metodus, cheminius principusKIPir vystymosi tendencijos Cianido turinčios nuotekos, tačiau dauguma jų aptaria tik vieną ar du metodus. Todėl šiame straipsnyje pateikiama išsami įvairių gydymo metodų analizė. cianidasaukso gavyba nuotekos, šiuo metu naudojamos pramonė, palygina kiekvieno metodo privalumus, trūkumus ir taikymo scenarijus, kurie turi tam tikrą orientacinę reikšmę panašiems atvejams paraiškų iš tikrųjų gamyba.

I. Šaltiniai ir Galimi cianido Aukso gavyba Nuotekų

Pagrindinis cianido aukso išgavimo principas yra tas , kad aerobinėje aplinkoje natrio cianidas reaguoja su auksu ir sudaro aukso kompleksus , kurie vėliau ištirpsta. Po to auksą galima išgauti sodrinant aktyvuotos anglies adsorbcijos būdu arba išstumiant iš aukso cianido cinko milteliais. Tuo pačiu metu kiti sunkieji metalai, tokie kaip sidabras , varis ir cinkas, taip pat sudaro kompleksus ir ištirpsta.

Reakcijoje naudojami cianidai ir susidarę kompleksai yra toksiškos ir kenksmingos medžiagos. Natrio cianidas lengvai hidrolizuojamas ir yra 1 klasės labai toksiška medžiaga, kurios mirtina dozė yra 0.10 g. Kai cianidai nuteka į vandens telkinius, jie yra labai žalingi vandenyje gyvenantiems organizmams ir kelia didžiulę grėsmę žmonėms ir aplinkai . Todėl cianido aukso gavybos nuotekų valymas yra labai svarbus.

II. Pagrindiniai cianido aukso gavybos nuotekų valymo metodai

Šarminio chlorinimo metodas

Šarminis chlorinimas šiuo metu yra vienas iš dažniausiai naudojamų cianido turinčių nuotekų, susidarančių iš cianido aukso gavybos, valymo metodų. Jame daugiausia naudojami chloro pagrindo oksidatoriai , kurie šarminėmis sąlygomis oksiduoja nuotekose esančius cianidus ir paverčia juos netoksiškomis medžiagomis . Šarminio chlorinimo cianido skaidymo procesas skirstomas į du etapus:

Pirmasis etapas yra cianido oksidavimas iki cianato, kuris vadinamas „nepilna oksidacija “. CN⁻ reaguoja su OCl⁻ ir pirmiausia sudaro CNCl⁻, o tada hidrolizuojasi į CNO⁻. Reikėtų pažymėti, kad CNCl⁻ yra labai lakus ir toksiškas rūgštinėje aplinkoje. Todėl eksploatacijos metu pH vertė turi būti griežtai kontroliuojama, kad ji būtų šarminė.

Antrasis etapas – tolesnis cianato oksidavimas iki anglies dioksido ir azoto, tai vadinama „visiško oksidavimo“ etapu. Cianido skaidymo proceso metu pH vertė turi didelę įtaką oksidacijos reakcijai . Pirmojo etapo oksidacijos pH vertė turėtų būti kontroliuojama ties 10–11, o reakcijos laikas – 10–15 minučių. Antrojo etapo oksidacijos pH vertė turėtų būti kontroliuojama ties 6,5–7.0 , o reakcijos laikas – 10–15 minučių.

Tam tikroje kasykloje šarminiu chloravimu apdorojamas cianido uodegos suspensijos (kurioje yra 200 mg/l cianido kiekio) ir nusodinimo rezervuaro filtrato (kurio cianido kiekis yra 5 mg/l) UP išskyros . PH vertė kontroliuojama ties 10–11, o maišymui ir permaišymui įdedama balinimo miltelių santykiu 35–40 kartų didesnis už cianido kiekį. Po nusodinimo tirštikliu bendras cianido kiekis gali būti sumažintas iki 0.1 mg/l.

Šarminis chlorinimas yra dažniausiai naudojamas cianido turinčių nuotekų valymo metodas, o balinimo milteliai yra dažniausiai naudojamas chloro pagrindu pagamintas oksidantas . Šis metodas tinka didelės arba mažos koncentracijos cianido aukso ekstrahavimo nuotekoms valyti. Jis taip pat gali pašalinti tiocianatą ir cianido turinčius kompleksus (išskyrus ferocianido kompleksus). Vaistas yra plačiai prieinamas, susidariusias atliekas lengva filtruoti, o eksploatavimas paprastas. Tačiau naudojant balinimo miltelius nuotekoms valyti, eksploatavimo aplinka yra gana atšiauri. Dabar kai kurios įmonės naudoja išplovimo skystį arba chloro dioksidą TEA d, kuris tam tikru mastu pagerina eksploatavimo aplinką. Tačiau reakcijos proceso metu susidaro toksiškos dujos, kurios gana stipriai korozuoja įrangą. Vaisto kaina ir priežiūros išlaidos yra gana didelės.

Geležies druskų kompleksavimo metodas

Geležies druskų kompleksų sudarymo metodas yra pastaraisiais metais atsiradęs cianido aukso ekstrakcijos nuotekų valymo metodas. Kontroliuojant reakcijos pH vertę ties 7–8, geležies jonai reaguoja su laisvuoju cianidu ir kai kuriais cianido kompleksais cianido aukso ekstrakcijos nuotekose, sudarydami nuosėdas.

Eksperimentai parodė, kad paprastai vien geležies sulfato į cianido aukso gavybos nuotekas įpylus negalima užtikrinti, kad nuotekos atitiktų išleidimo standartus. Todėl, norint giliai pašalinti cianidus, į išvalytas nuotekas reikia įpilti bendrojo oksidatoriaus . Jei sąlygos yra gerai kontroliuojamos, oksidatorių galima tiesiogiai įpilti valymui neatskiriant nuosėdų, ir taip galima pasiekti išleidimo standartą. Tai yra teigiamesnė reikšmė, palyginti su tradiciniu metodu, kai pirmiausia atskyrimas atliekamas , o tik po to apdorojamas.

Tam tikra aukso lydymo įmonė naudoja natrio sulfido ir geležies sulfato metodą cianido neturinčiam skysčiui valyti. Ištekančiame vandenyje yra 2500 mg/l cianido. Po apdorojimo nuotekose cianido kiekis yra mažesnis nei 20 mg/l, o pašalinimo greitis siekia 99.2 %, o tai rodo puikius rezultatus. Vėlesniame giluminiame valyme naudojamas natrio metabisulfito ir oro metodas, siekiant sumažinti bendrą cianido kiekį iki mažiau nei 0.4 mg/l.

Geležies druskų kompleksizacijos metodas yra naujai atsiradęs valymo metodas, daugiausia naudojamas didelės koncentracijos cianido turinčioms nuotekoms valyti. Jo procesas yra paprastas, vienkartinė investicija nedidelė, jį lengva valdyti, vaistas (daugiausia geležies sulfatas ) yra plačiai prieinamas, nebrangus ir lengvai naudojamas. Tačiau kadangi geležies sulfato tirpalas yra rūgštus, jį sumaišius su cianido ir aukso gavybos nuotekomis, vietinė aplinka tampa rūgšti ir yra galimybė susidaryti vandenilio cianido dujoms . Be to, jis negali pašalinti tiocianato, o išvalytas nuotekas vis tiek reikia giliai valyti, kad jos atitiktų išleidimo standartus.

Natrio metabisulfitas - oro metodas

Natrio metabisulfito ir oro metodas yra sukurtas iš sieros dioksido ir oro metodo. Jis daugiausia naudoja sinergetinį natrio metabisulfito ir oro poveikį cianidams nuotekose tam tikrame pH diapazone, kartu su vario jonų kataliziniu poveikiu , siekiant oksiduoti CN⁻ į CNO⁻.

Jei cianido turinčiose nuotekose yra daug cianido, pirmiausia galima atlikti išankstinį valymą, kad bendra cianido koncentracija būtų sumažinta iki mažiau nei 100 mg/l. Tada pridedama natrio metabisulfito ir vario sulfato , įleidžiama pakankamai oro ir kontroliuojama pH vertė (paprastai kontroliuojama ties 7–8), kad cianidas oksiduotųsi į cianatą, kuris vėliau hidrolizuojamas ir susidaro bikarbonato jonai ir amoniakas.

Natrio metabisulfito ir oro metodas tinka mažos koncentracijos cianido aukso gavybos nuotekoms valyti. Vaisto dozė yra maža, darbo intensyvumas mažas, tačiau pradinės investicijos yra gana didelės, todėl reikia pridėti įrangos, pavyzdžiui, pūstuvų. Proceso indikatoriams keliami gana griežti reikalavimai , todėl labai svarbu kontroliuoti pH vertę. Taip pat reikia pridėti vario sulfato kaip katalizatoriaus . Reakcijos laikas yra ilgas. Jei apdorojimas netinkamas, susidarys didelis kiekis amonio jonų, o susidariusį šlaką sunku filtruoti. Vietoje susidaro nedidelis kiekis amoniako dujų, kurios neturi įtakos tiocianidų pašalinimui.

Vandenilio peroksido oksidacijos metodas

Vandenilio peroksido oksidacijos metodas yra cianidų oksidavimas iki CNO⁻ normalioje temperatūroje, šarminėje aplinkoje (pH = 10–11), naudojant Cu²⁺ kaip katalizatorių , ir jų hidrolizavimas į netoksiškas medžiagas. Kompleksiniai cianidai (Cu, Zn, Pb, Ni, Cd kompleksai) taip pat yra skaidomi dėl juose esančių cianidų skaidymo. Ferocianido jonai ir kiti HEA / metalų jonai sudaro ferocianido kompleksines druskas ir yra pašalinami. Galiausiai, bendra cianido koncentracija išvalytose nuotekose gali būti sumažinta iki mažiau nei 0.5 mg/l.

Šis metodas tinka valyti mažos koncentracijos cianido turinčias nuotekas. Vandenilio peroksido valymo įranga yra paprasta ir lengvai valdoma automatiškai. Tačiau susidaręs cianatas turi tam tikrą laiką būti suskaidytas į CO₂ ir NH₃. Trūkumai yra tai, kad naudojant varį kaip katalizatorių, išleidžiamo vandens vario kiekis gali viršyti standartą, žaliavų kaina yra gana didelė, tiocianidai negali būti oksiduojami, todėl susidaro amonio jonai. Iš tikrųjų nuotekos vis tiek yra tam tikru požiūriu toksiškos . Be to, kadangi vandenilio peroksidas yra oksidatorius, jis pasižymi dideliu koroziškumu, o transportuojant ir naudojant kyla tam tikrų sunkumų ir pavojų.

Parūgštinimo metodas

Naudojant rūgštinimo metodą cianido neturinčiam skysčiui valyti, jo reakcijos MEC mechanizmas yra gana sudėtingas, daugiausia apimantis tris procesus : cianido turinčių nuotekų rūgštinimo procesą, HCN dujų šalinimo ir absorbcijos procesą bei pašalinto skysčio neutralizavimo procesą.

(1) Rūgštėjimo reakcija: cianido neturintis skystis parūgštinamas ir išgryninamas rūgštimi. Kompleksiniai cianidai neturtingame skystyje susidaro tirpių nuosėdų, tokių kaip CuCN, CuSCN ir Zn₂Fe(CN)₆, pavidalu ir yra pašalinami, o tuo pačiu metu susidaro vandenilio cianidas .

(2) Lakinimo ir absorbcijos reakcija: Prieš parūgštinimą prastas skystis pašildomas iki maždaug 30 ℃. Kadangi HCN virimo temperatūra yra tik 26.5 ℃, jis yra labai lakus. Todėl parūgštinimo metodo metu dujų ir skysčio dvifazių sąlyčiui užtikrinti naudojamas užpildytas bokštas, kuris leidžia lengvai pašalinti ir absorbuoti HCN.

(3) Neutralizavimo reakcija: Rūgštimi pašalintas likęs skystis neutralizuojamas kalkėmis arba skystu šarmu . Tirpale esančios likusios HCN molekulės paverčiamos CN⁻ forma. Rūgštinimo metodu galima išgauti natrio cianidą iš cianido turinčių nuotekų ir išgauti išteklius . Tačiau jam keliami aukšti įrangos sandarumo reikalavimai, gana didelės pradinės investicijos, aukšti eksploatavimo įgūdžiai ir sudėtinga įrangos priežiūra. Taip pat kyla tam tikrų pavojų saugai . Po regeneravimo susidariusios nuotekos vis tiek turi būti kruopščiai valomos, kad atitiktų išleidimo standartus.

Elektrolizės metodas

Elektrolizės metodas naudoja elektrochemines redokso reakcijas, kad sunaikintų cianidus nuotekose. Jonų elektrolizės metu cianidai praranda elektronus prie anodo ir oksiduojasi iki cianato, karbonato, azoto arba amonio. Cianatas toliau oksiduojamas iki CO₂ ir H₂O. Pagrindinės reakcijos yra šios:

CN⁻ + 2OH⁻ - 2e → CNO⁻ + H24O (XNUMX)

2CN⁻ + 4OH⁻ - 6e → 2CO2 + N25 + XNUMXHXNUMXO (XNUMX)

Elektrolizės eksperimentai, naudojant savarankiškai pagamintą keraminį švino dioksido elektrodą ir nerūdijančio plieno katodo plokštę, parodė, kad naudojant elektrolizės metodą cianido turinčioms nuotekoms valyti, po 2 valandų elektrolizės CN⁻ koncentraciją galima sumažinti nuo 385 mg/l iki 58 mg/l, o Cu²⁺ koncentraciją – nuo ​​450 mg/l iki 48 mg/l. Be to, Hunano Zhongnan aukso lydymo gamykla naudoja elektrocheminį metodą cianido aukso gavybos nuotekoms valyti, kuris gali sumažinti bendrą cianido kiekį nuo 4 g/l iki 0.8 g/l. Skirtumas nuo aukščiau pateiktų yra tas, kad ir anodo, ir katodo plokštės yra pagamintos iš geležies plokščių. Eksploatacijos metu sunaudojama ne tik elektros energija, bet ir geležies plokštės.

Elektrolizės metodas daugiausia naudojamas didelės koncentracijos cianido turinčioms nuotekoms valyti. Įranga užima nedidelį plotą, procesas paprastas ir lengvai valdomas, tačiau sunaudoja daug elektros energijos, o eksploatacinės išlaidos yra didesnės nei šarminio chlorinimo metodo. Cianido pašalinimo greitis yra vidutinis ir jis neturi įtakos cianido kompleksų pašalinimui.

Šiuo metu iš cianido aukso gavybos nuotekų valymo metodų plačiai naudojami šarminio chlorinimo metodas, rūgštinimo metodas ir natrio metabisulfito-oro metodas. Elektrolizės metodas ir geležies druskų kompleksavimo metodas yra nauji metodai, sėkmingai taikomi pramoniniame valyme. Vandenilio peroksido oksidacijos metodas daugiausia yra avarinio valymo metodas. Yra daug kitų cianido aukso gavybos nuotekų valymo metodų, pavyzdžiui, natūralus valymo metodas, biologinis metodas, membraninis atskyrimo metodas, jonų mainų metodas ir kt. Tačiau, kaip pramoninis pritaikymas , visi jie turi tam tikrų apribojimų ir juos vis dar reikia nuolat tobulinti.