Nātrija cianīda piesārņojuma kontroles tehnoloģijas zelta rūpniecībā

Ievads

The zelta rūpniecība jau sen paļāvās nātrija cianīds ieguves procesā, pateicoties tā efektivitātei zelta šķīdināšanā no rūdām, pat no zemas kvalitātes rūdām. Kopš tās pirmās izmantošanas 1887. gadā zelta un sudraba ieguvei, cianidēšanas metode ir kļuvusi par galveno virzienu pasaules zelta ieguves nozarē. Pamata ķīmiskā reakcija ir 4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na(Au(CN)₂) + 4NaOH, kur rūdā esošais zelts reaģē ar cianīdu jonus skābekļa klātbūtnē, veidojot šķīstošus zelta cianīda kompleksus. Tomēr Nātrija cianīds rada ievērojamus piesārņojuma riskus, apgrūtinot izstrādi un ieviešanu piesārņojuma kontrole tehnoloģijas ir izšķirošas.

Ar nātrija cianīdu saistītās vides un drošības problēmas

Toksicitāte un vides piesārņojums

Cianīds ir ļoti toksiska viela. Nātrija cianīda atkritumu šķidrums var izraisīt nopietnu vides piesārņojumu. Pat nelielos daudzumos tas var būt nāvējošs ūdens organismiem un apdraudēt cilvēku veselību, ja tas piesārņo ūdens avotus. Zelta ieguves procesā nepareiza cianīdu saturošu atkritumu apglabāšana var izraisīt augsnes, virszemes ūdeņu un gruntsūdeņu piesārņojumu. Piemēram, dažās zelta ieguves zonās cianīdu saturošu atlikumu noplūde ir izraisījusi zivju bojāeju tuvējās upēs un ūdens kvalitātes pasliktināšanos, ietekmējot vietējo kopienu, kas ir atkarīgas no ūdens, iztiku.

Drošības riski apstrādes laikā

Transportēšana, uzglabāšana un lietošana Nātrija cianīds prasa stingrus drošības pasākumus. Tā ir īpaša ķīmiska viela, kurai pirms importēšanas nepieciešama importa licence un gala lietotāja sertifikāts. Uzglabāšanas laikā to nedrīkst novietot kopā ar skābēm, nitrītiem, nitrātiem un citām vielām, jo ​​iedarbība skābā vidē var izraisīt toksiskas ciānūdeņraža gāzes izdalīšanos, samazinot produkta kvalitāti un lietošanas efektivitāti. Tas jāuzglabā vēdināmā un sausā vietā, vēlams, speciālā noliktavā vai divkārši aizslēdzamā speciālā skapī. Nepieciešamas regulāras pārbaudes, apkope un uzglabāšanas vietas temperatūras un mitruma kontrole, kā arī atbilstoši ventilācijas vai mitruma samazināšanas pasākumi. Uzglabāšanas vietai jābūt aprīkotai arī ar atbilstošām gāzmaskām, maskām, individuālajiem aizsardzības līdzekļiem un ugunsdzēsības aprīkojumu. Negadījumi apstrādes laikā, piemēram, izlīšana vai noplūde, var radīt postošas ​​sekas darbiniekiem un apkārtējai videi.

Piesārņojuma kontroles tehnoloģijas

Avota samazināšana

1.Procesa optimizācija

• Dažas zelta raktuves ievieš jaunus ieguves procesus, lai samazinātu nātrija cianīda izmantošanu. Piemēram, tiek pētīta cianīdu nesaturošu izskalošanas līdzekļu izstrāde un pielietošana. Lai gan cianidēšanas metode ir dominējošā, alternatīvas tehnoloģijas, piemēram, uz tiosulfāta bāzes veidotu izskalošanas līdzekļu izmantošana, ir potenciāls. Šie cianīdu nesaturošie līdzekļi noteiktos apstākļos var iegūt zeltu bez augsta toksicitātes riska, kas saistīts ar cianīdu.

• Vēl viena pieeja ir uzlabot rūdas apstrādes procesu. Izmantojot efektīvākas malšanas un atdalīšanas metodes, rūdā esošo zeltu var koncentrēt vairāk pirms izskalošanas posma. Tas samazina rūdas daudzumu, kas jāapstrādā ar cianīdu, tādējādi samazinot kopējo cianīda patēriņu.

2. Aprīkojuma uzlabojumi

• Iekārtu modernizācija var arī veicināt avotu samazināšanu. Piemēram, modernas zelta ieguves iekārtas ir konstruētas slēgtākā ciklā, samazinot cianīda noplūdes iespējamību. Augstas tehnoloģijas izskalošanas tvertnes ar moderniem blīvēšanas mehānismiem var novērst cianīdu saturošu gāzu un šķidrumu noplūdi ieguves procesā.

Procesu vadība

1. Cianīda lietošanas uzraudzība un pielāgošana

• Daudzās zelta ieguves rūpnīcās tiek uzstādītas reāllaika uzraudzības sistēmas, lai kontrolētu izmantotā cianīda daudzumu. Šīs sistēmas var analizēt rūdas sastāvu un attiecīgi pielāgot cianīda devu. Piemēram, ja rūdas zelta saturs ir zemāks, sistēma var samazināt pievienotā cianīda daudzumu, vienlaikus nodrošinot efektīvu ieguvi.

• Turklāt nepārtraukta cianīda koncentrācijas uzraudzība izskalošanas šķīdumā ļauj veikt tūlītējas korekcijas. Ja cianīda koncentrācija ir pārāk augsta, tas ne tikai izšķiež resursus, bet arī palielina piesārņojuma risku. Uzturot optimālu cianīda koncentrāciju, var palielināt ekstrakcijas efektivitāti, vienlaikus samazinot ietekmi uz vidi.

2. Starpproduktu atkritumu apstrāde

• Tehnoloģijas zelta ieguves procesā radušos starpproduktu atkritumu apstrādei arī ir daļa no procesa kontroles. Piemēram, cianīdu un citus piemaisījumus saturošu atkritumu šķīdumu gadījumā vērtīgu metālu atdalīšanai un atgūšanai, vienlaikus samazinot cianīda saturu, var izmantot tādas metodes kā jonu apmaiņa. Tas ne tikai palīdz atgūt resursus, bet arī samazina atkritumu toksicitāti pirms turpmākas apstrādes vai apglabāšanas.

Notekūdeņu attīrīšana

1. Ķīmiskā oksidēšana

• Ķīmiskā oksidēšana ir izplatīta metode cianīdu saturošu notekūdeņu attīrīšanai. Ūdeņraža peroksīda apstrāde tiek plaši izmantota. Kad ūdeņraža peroksīds reaģē ar nātrija cianīda atkritumu šķidrumu, rodas nātrija bikarbonāts un amonjaka gāze. Šis oksidācijas un noārdīšanās process ir efektīvs un relatīvi ekonomisks. Var izmantot arī citus oksidētājus, piemēram, ozonu. Ozonam piemīt spēcīga oksidēšanas spēja, un tas var ātri sadalīt cianīda savienojumus notekūdeņos, pārvēršot tos mazāk kaitīgās vielās.

2. Bioloģiskā apstrāde

• Kā dzīvotspējīga iespēja parādās arī bioloģiskās attīrīšanas metodes. Dažas baktērijas un mikroorganismi var metabolizēt cianīda savienojumus. Labi izstrādātā bioloģiskās attīrīšanas sistēmā šos mikroorganismus var kultivēt reaktorā, caur kuru tiek laistas cianīdu saturošas notekūdeņi. Mikroorganismi sadala cianīdu oglekļa dioksīdā, amonjakā un citās nekaitīgās vielās. Šī metode ir videi draudzīgāka, jo tā neievieš papildu ķīmiskos piesārņotājus, taču tai nepieciešama rūpīga vides apstākļu, piemēram, temperatūras, pH un barības vielu pieejamības, kontrole, lai nodrošinātu mikroorganismu pareizu augšanu un aktivitāti.

Cieto atkritumu apsaimniekošana

1. Droša cianīda utilizācija — satur sārņus

• Cianīdu saturošu atkritumu pareiza utilizācija ir būtiska. Viena pieeja ir izmantot drošus poligonus, kas konstruēti tā, lai novērstu cianīda noplūdi vidē. Šie poligoni ir izklāti ar vairākiem necaurlaidīgu materiālu slāņiem, piemēram, mālu un sintētiskām membrānām, lai apturētu cianīdu saturošu piesārņotāju migrāciju.

• Vēl viena iespēja ir atkritumu apstrāde, lai samazinātu to cianīda saturu pirms to apglabāšanas. Cianīda saistīšanai atkritumu atlikumos var izmantot tādas metodes kā ķīmiskā stabilizācija, tādējādi samazinot to noplūdi vidē.

2. Resursu atgūšana no atkritumiem

• Papildus drošai apglabāšanai tiek pieliktas pūles, lai atgūtu vērtīgus resursus no cianīdu saturošām atliekām. Izmantojot progresīvas atdalīšanas metodes, var iegūt zeltu un citus metālus, kas joprojām var būt atliekās. Tas ne tikai samazina atlieku ietekmi uz vidi, bet arī sniedz papildu ekonomisku labumu. Piemēram, dažas raktuves izmanto flotācijas un magnētiskās atdalīšanas metodes, lai atgūtu zeltu un citus minerālus no atliekām, samazinot atkritumus un maksimāli palielinot resursu izmantošanu.

Case Studies

Zijin Mining pieteikums

Zijin Mining ir veiksmīgi pielietojis cianidēšanas metodi, izmantojot nātrija cianīdu Zijinshan zelta raktuvēs. Izsmidzinot cianīda šķīdumu (nātrija cianīda šķīdumu) uz sasmalcinātām zemas kvalitātes zelta rūdām, viņi ir panākuši lētu zelta ieguvi. Tomēr viņi pievērš lielu uzmanību arī piesārņojuma kontrolei. Viņi ir uzstādījuši modernas notekūdeņu attīrīšanas sistēmas, kas izmanto ķīmiskās oksidācijas un bioloģiskās attīrīšanas metožu kombināciju, lai nodrošinātu, ka cianīdu saturošie notekūdeņi pirms novadīšanas atbilst stingrajiem vides standartiem. Runājot par cieto atkritumu apsaimniekošanu, viņi ir izveidojuši drošas atlikumu uzglabāšanas iekārtas ar atbilstošu oderējumu un uzraudzības sistēmām, lai novērstu cianīda noplūdi.

Rietumu sausā reģiona zelta raktuves

Rietumu sausā reģiona zelta raktuvēs vēsturiskā mantojuma kaudze, no kuras izskalojās cianīda atlikumi, radīja nopietnas vides problēmas. Atkritumi, kas ilgu laiku nebija apstrādāti, radīja apkārtējās augsnes un gruntsūdeņu piesārņojuma risku. Lai risinātu šo problēmu, tika izmantota uz vietas veikta blīvēšanas un bloķēšanas metode. Atkritumi tika pārklāti ar vairākiem necaurlaidīgu materiālu slāņiem, tostarp mālu un ģeomembrānām. Tas efektīvi bloķēja piesārņotāju difūziju un iesūkšanos ar nokrišņiem. Pēc projekta īstenošanas monitoringa rezultāti parādīja, ka cianīda un citu piesārņotāju koncentrācija apkārtējā vidē ievērojami samazinājās, sasniedzot paredzētos inženiertehniskos mērķus.

Nākotnes tendences

1. Cianīdu nesaturošu ekstrakcijas tehnoloģiju izstrāde

• Paredzams, ka zelta rūpniecībā vairāk pētniecības un attīstības centienu būs vērsti uz ieguves tehnoloģijām bez cianīda. Tā kā vides noteikumi kļūst stingrāki un sabiedrības izpratne par vides aizsardzību pieaug, pieaugs pieprasījums pēc netoksiskām ieguves metodēm. Tas tuvākajā nākotnē varētu novest pie jaunu cianīdu nesaturošu izskalošanas līdzekļu un procesu komercializācijas.

2. Uzlabotu uzraudzības un vadības sistēmu integrācija

• Zelta rūpniecībā arvien svarīgāka loma būs modernām uzraudzības un kontroles sistēmām. Piemēram, lietu interneta (IoT) tehnoloģijas izmantošana var nodrošināt cianīda lietošanas, notekūdeņu kvalitātes un atlikumu uzglabāšanas iekārtu stāvokļa uzraudzību reāllaikā. Šos datus var analizēt reāllaikā, ļaujot nekavējoties pielāgot ieguves procesu, lai samazinātu piesārņojumu un nodrošinātu drošību.

3. Aprites ekonomikas pieejas

• Zelta rūpniecībā lielāka uzmanība tiks pievērsta aprites ekonomikas pieejām. Tas ietver ne tikai zelta un citu vērtīgu metālu atgūšanu no atlikumiem, bet arī ūdens un citu resursu pārstrādi un atkārtotu izmantošanu ieguves procesā. Samazinot atkritumus un maksimāli izmantojot resursus, zelta rūpniecība var kļūt ilgtspējīgāka un videi draudzīgāka.

Noslēgumā jāsaka, ka piesārņojuma kontroles tehnoloģijas nātrija cianīda izmantošanai zelta rūpniecībā ir būtiskas, lai samazinātu ar zelta ieguvi saistītos vides un drošības riskus. Apvienojot piesārņojuma samazināšanu, procesa kontroli, notekūdeņu attīrīšanu un cieto atkritumu apsaimniekošanu, zelta rūpniecība var turpināt darboties, vienlaikus samazinot ietekmi uz vidi. Attīstoties jaunām tehnoloģijām un ieviešot ilgtspējīgāku praksi, zelta rūpniecības nākotne var būt videi draudzīgāka un ilgtspējīgāka.