Eksperimentāls pētījums par cianīdu nabadzīga šķidruma attīrīšanas metodēm zelta raktuvēs

Ievads

Zelta ieguves rūpniecībā cianīdu saturošu šķidrumu apstrādei ir liela nozīme. Cianīdu saturoši šķidrumi, piemēram, šķīdums pēc zelta ieguves cianidēšanas procesā, satur dažādus piesārņotājus, īpaši cianīda savienojumus, kas, ja tos nepareizi apstrādā, var izraisīt nopietnu vides piesārņojumu. Tāpēc efektīvu un rentablu cianīdu saturošu šķidrumu apstrādes metožu izstrāde ir steidzams uzdevums. Šajā emuāra ierakstā uzmanība pievērsta cianīdu saturošu šķidrumu apstrādes metožu eksperimentālam pētījumam noteiktā zelta raktuvē , lai sniegtu vērtīgu ieskatu un atsauces nozarei.

Cianīdu saturošu šķidrumu attīrīšanas metožu pārskats

Parasti cianīdu saturošu šķidrumu apstrādes metodes var iedalīt divās kategorijās: attīrīšanas metodes un reģenerācijas (reģenerācijas) metodes.

Attīrīšanas metodes

1. Sārmu-hlora oksidācijas metode

• Šī ir relatīvi nobriedusi metode cianīdu iznīcināšanai notekūdeņos, un to plaši izmanto galvanizācijas rūpnīcās, koksēšanas rūpnīcās un zelta kausēšanas rūpnīcās. Pie pH 11–12 cianīdus saturošos notekūdeņos esošie cianīdi un metālu kompleksu joni tiek oksidēti par cianātiem, un pēc tam hloru pievieno otro reizi, lai tos oksidētu par oglekļa dioksīdu, slāpekli utt.

• Priekšrocības : Process ir relatīvi nobriedis, ar labiem apstrādes efektiem un plašu pielietojumu. Apstrādes procesu var viegli automatizēt.

• Trūkumi : cianīdus nevar pārstrādāt, apstrādes izmaksas ir augstas, un tas nevar noņemt dzelzs-cianīda kompleksus. Pastāv arī sekundārā piesārņojuma problēma.

2. Sēra dioksīds - gaisa oksidācijas metode

• Maisītā traukā pievieno izlietoto šķidrumu, ievada gaisu un SO₂ (šķidrumu, gāzi, sulfīta šķīdumu vai SO₂, kas iegūts, sadedzinot elementāro sēru). pH līmenis tiek kontrolēts 7–10 robežās, un kaļķi izmanto, lai neitralizētu oksidācijas reakcijas laikā radušos skābi. Reakcijai nepieciešams šķīstošs varš (kā katalizators).

• Inco-SO₂/gaisa oksidēšanas metode var sadalīt visus cianīdus, tostarp dzelzs cianīdus, un dzelzs cianīdus var nogulsnēt un atdalīt, izmantojot dažus drošus un lētus reaģentus.

3.Ūdeņraža peroksīda metode

• Šis process ir piemērots zemas koncentrācijas cianīdu saturošu notekūdeņu attīrīšanai. Ūdeņraža peroksīds var oksidēt cianīdu atlikumos par relatīvi vāju un viegli hidrolizējamu ciānskābi (HCNO), kas pēc tam tiek atdalīta ar tālāku oksidēšanu un hidrolīzi.

4. Ozona oksidācijas metode

• Ozons ir spēcīgs oksidētājs. Cianīdu saturošu notekūdeņu attīrīšanai tas ir pilnīgāks nekā sārmu-hlora oksidēšanas metode, un tam ir labāka cianīda atdalīšanas iedarbība. Pēc ozonēšanas palielinās izšķīdušā skābekļa daudzums notekūdeņu šķīdumā, ko var atgriezt cianidēšanas sistēmā pārstrādei, veicinot zelta izšķīšanu un uzlabojot zelta izskalošanās efektivitāti.

• Priekšrocības : Darbība ir vienkārša un ērta, viegli kontrolējama, un ražošanas automatizācijas pakāpe ir augsta. Ozonu var ražot uz vietas, kas ir ļoti svarīgi cianidēšanas iekārtām ar neērtu transportēšanu, bet pietiekamu enerģijas piegādi. Attīrīšanas efektivitāte ir augsta, un nerodas sekundārs piesārņojums.

• Trūkumi : ozona ražošanai nepieciešams liels enerģijas patēriņš un augstas ražošanas izmaksas, kas ierobežo tā plašu pielietojumu.

5. Elektrolītiskās oksidācijas metode

• Pirms elektrolīzes vispirms noregulē cianīdu saturošā šķidruma pH līmeni līdz >7. Pievieno nelielu daudzumu sāls, izmanto grafītu kā anodu un titāna plāksni kā katodu, un izmanto sārmainu vara-cinka ūdens šķīdumu kā elektrolītu. Kad plūst līdzstrāva, katodā rodas metāls varš un cinks, kā arī rodas ūdeņradis. Anodā CN⁻ oksidējas par CNO⁻, CO₂, N₂, un Cl⁻ oksidējas par Cl₂, un Cl₂ nonāk šķīdumā, veidojot HClO.

6.Mikrobiālās oksidācijas metode

• Šī metode izmanto mikroorganismu bioķīmiskās īpašības, lai sadalītu cianīdus, tiocianātus un dzelzs cianīdus, radot amonjaku, oglekļa dioksīdu un sulfātus vai hidrolizējot cianīdus formamīdā. Vienlaikus baktērijas adsorbē smago metālu jonus, izraisot to nokrišanu kopā ar bioplēvi un noņemšanu.

• Svarīga iezīme : Lai uzturētu saprātīgu cianīda izvadīšanas ātrumu, temperatūrai visu laiku jābūt virs 10 ℃.

Atgūšanas (reģenerācijas) metodes

1. Paskābināšanas metode

• Šīs metodes galvenais princips ir pievienot sērskābi cianīdu saturošiem notekūdeņiem, noregulēt pH līmeni līdz aptuveni 1.5 un pārvērst CN⁻ par HCN. Izplūdušo HCN gāzi ievada absorbentā un absorbē sārmainā šķīdumā (nātrija hidroksīda vai kalcija hidroksīda šķīdumā), iegūstot 20–30 % cianīda šķīdumu, ko var pārstrādāt.

• Priekšrocības : Šis process var maksimāli palielināt cianīdu atgūšanu, uzlabot cianīdu efektīvu izmantošanas līmeni un samazināt ražošanas izmaksas.

• Trūkumi : Vienreizējās investīciju izmaksas ir lielas, procesa plūsma ir sarežģīta, un apstrādātajam cianīdu saturošajam atlikumu šķidrumam ir grūti izpildīt izplūdes standartus.

2. Jonu apmaiņas metode

• Cianīdu saturošu šķidrumu apstrādē jonu apmaiņas sveķus var izmantot cianīdu bagātināšanai.

3.Adsorbcijas metode

• Aktivētās ogles adsorbcija : Aktivētās ogles adsorbcija galvenokārt ir atkarīga no tās daudzajām iekšējām porām un lielās īpatnējās virsmas laukuma. Adsorbcijas process ietver fizikālo adsorbciju un ķīmisko adsorbciju. Cianīda atdalīšanai galvenokārt ir trīs veidi: oksidēšana, hidrolīze un atdalīšana. Galvenais process ir cianīdu oksidatīvā sadalīšanās reakcija cianīdu saturošos notekūdeņos ar ūdeņraža peroksīdu uz aktivētās ogles virsmas.

4. Šķīdinātāja ekstrakcijas metode

• Šķīdinātājus izmanto, lai no cianīdu saturoša šķidruma iegūtu vērtīgas sastāvdaļas un cianīdus.

5. Šķidrās membrānas metode

• Cianīdu saturošu šķidrumu attīrīšanā galvenokārt izmanto eļļas-ūdens sistēmu. Pamatprincips ir šāds: vispirms cianīdu saturošos notekūdeņus paskābina, lai tajos esošos cianīda jonus pārvērstu par HCN. HCN iziet cauri eļļas fāzes šķidruma membrānai iekšējā ūdens fāzē un pēc tam reaģē ar NaOH, veidojot NaCN.

6.Elektrodialīzes metode

• Šī metode izmanto elektrisko lauku, lai virzītu jonu migrāciju caur jonu apmaiņas membrānām, lai panāktu vielu atdalīšanu un atgūšanu.

Eksperimentāls pētījums par zelta raktuvju cianīdu nabadzīgo šķidrumu

Eksperimenta pamatojums

Kādas zelta raktuves cianīdu saturošajam šķidrumam ir īpaši augsts kopējais cianīda saturs, sasniedzot pat 13000 XNUMX mg/l. Šādi augstas koncentrācijas cianīdu saturoši notekūdeņi rada lielus draudus videi un prasa efektīvu attīrīšanu.

Eksperimentālās metodes

1.H₂O₂ + ClO₂ + C adsorbcijas metode

• Šajā metodē vispirms kā oksidētājus izmanto ūdeņraža peroksīdu (H₂O₂) un hlora dioksīdu (ClO₂), lai oksidētu cianīdus cianīdu saturošā šķidrumā. Pēc tam veic aktivētās ogles (C) adsorbciju, lai vēl vairāk atdalītu atlikušos piesārņotājus.

2. Trīspakāpju oksidēšana (H₂O₂ + katalizators “M”) + hlorēšana, aerācija + C adsorbcijas metode

• Trīspakāpju oksidēšana : Trīspakāpju oksidēšanai tiek izmantots ūdeņraža peroksīds (H₂O₂) un īpašs katalizators “M”. Tas tiek darīts, lai nodrošinātu rūpīgāku dažādu cianīda savienojumu, tostarp komplekso cianīdu, oksidēšanu.

• Hlorēšanas aerācija : Pēc trīspakāpju oksidācijas tiek veikta hlorēšanas aerācija. Aerācijas laikā šķidrumā tiek ievadīts hlors, kas var vēl vairāk oksidēt atlikušās ar cianīdu saistītās vielas un dažus citus reducējamus piesārņotājus.

• C Adsorbcija : Visbeidzot, aktivētās ogles adsorbcija tiek izmantota, lai adsorbētu atlikušos smalkgraudainos piesārņotājus un jebkādas atlikušās ar cianīdu saistītās vielas, lai sasniegtu mērķi attīrīt cianīdu nabadzīgo šķidrumu.

Eksperimentālie rezultāti un salīdzinājums

1.H₂O₂ + ClO₂ + C adsorbcijas metode

• Ar šo metodi tika panākta zināma cianīda atdalīšanas pakāpe, taču kopējais cianīda saturs apstrādātajā šķidrumā joprojām bija relatīvi augsts, neatbilstot stingrajiem valsts izplūdes standartiem.

2. Trīspakāpju oksidēšana (H₂O₂ + katalizators “M”) + hlorēšana, aerācija + C adsorbcijas metode

• Šī metode uzrādīja apmierinošākus rezultātus. Galīgais kopējais cianīda saturs tika samazināts līdz 0.44 mg/l, kas atbilst valsts izplūdes standartiem. Turklāt arī citu smago metālu saturs atbilda attiecīgajām valsts standarta prasībām.

• Izmaksu efektivitāte : Runājot par izmaksām, lai gan trīspakāpju oksidācijas process ar katalizatoru un papildu hlorēšanas aerāciju prasa sarežģītākas darbības un noteiktu katalizatoru un hlora izmantošanu, kopumā, salīdzinot ar dažām citām pārāk sarežģītām vai dārgām metodēm, izmaksas ir samērā saprātīgas. Tas var efektīvi apstrādāt augstas koncentrācijas cianīda nabadzīgus šķidrumus, vienlaikus kontrolējot izmaksas pieņemamā diapazonā.

Secinājumi

Zelta raktuvēs esošā cianīdu saturošā šķidruma attīrīšana ir sarežģīts, bet izšķirošs uzdevums. Veicot eksperimentālu pētījumu par noteiktas zelta raktuves cianīdu saturošo šķidrumu, var redzēt, ka dažādām attīrīšanas metodēm ir savas priekšrocības un trūkumi. Trīspakāpju oksidācijas (H₂O₂ + katalizators “M”) + hlorēšanas aerācija + C adsorbcijas metode uzrāda relatīvi ideālu attīrīšanas efektu un izmaksu efektivitāti cianīdu saturošam šķidrumam ar augstu kopējo cianīda saturu šajās zelta raktuvēs. Tomēr nākotnē joprojām ir nepieciešami nepārtraukti pētījumi un uzlabojumi, lai izstrādātu efektīvākas, rentablākas un videi draudzīgākas attīrīšanas metodes, kas labāk atbilstu vides aizsardzības un ilgtspējīgas attīstības prasībām zelta ieguves nozarē.