Методи за третирање на цијанидни остатоци со хидроген пероксид

Вовед

Јаловината од цијанид е нуспроизвод генериран во рударството на злато и други индустрии кои користат цијанид во процесот на екстракција. Поради присуството на токсични цијанидни соединенија, Јаловина од цијанид претставуваат сериозна закана за животната средина. Третманот со водород пероксид е ефикасен метод за справување со овие јаловини. Оваа статија детално ќе го истражи овој метод на третман.

Принцип на третман со водород пероксид

Водород пероксид (H₂O₂) е моќен оксидирачки агенс. При третирање на цијанидни јаловини, основниот принцип е дека Хидроген пероксид реагира со цијанидни соединенија во алкална средина (обично со pH од 10 - 11). Катализиран од супстанции (обично бакарни јони, Cu²⁺), се случуваат следниве реакции:

Цијанидот (CN⁻) се оксидира до цијанат (CNO⁻). Реакцијата може едноставно да се изрази како:

2CN- + 5H2O2 + 6OH- → XNUMXCNO- + XNUMXHXNUMXO

Под специфични услови, цијанатот може понатаму да реагира и да се распаѓа во помалку штетни супстанции, како што е амонијак (NH₃), Јаглерод диоксид (CO₂) и азот (N₂).

CNO⁻ + 2H₂O → NH₃ + HCO₃⁻

Последователно, амонијакот може понатаму да оксидира или испарува под соодветни услови на животната средина.

Чекори на лекување

Подготовка на кашеста маса од јаловинаПрво, јаловината од цијанид треба да се претвори во кашеста маса. Ова обично се прави со додавање вода во јаловината и темелно мешање во соодветен сад (како што е голем резервоар за мешање). Конзистентноста на кашестата маса се прилагодува за да се обезбеди добар контакт помеѓу водород пероксидот и честичките што содржат цијанид.

Прилагодување на pH вредностаpH вредноста на кашестата јаловина од цијанид се прилагодува на соодветниот алкален опсег, обично pH 10 - 11. Овој чекор е клучен бидејќи реакцијата на оксидација на водород пероксид со цијанид е многу зависна од pH вредноста. Вар (Ca(OH)₂) или натриум хидроксид (NaOH) најчесто се користи за зголемување на pH вредноста.

Додавање катализаторКатализатори на база на бакар, како што е бакар сулфат (CuSO₄), се додаваат во кашестата смеса. Бакарните јони можат да ја катализираат реакцијата помеѓу водород пероксид и цијанид, значително забрзувајќи ја брзината на реакцијата. Концентрацијата на бакарни јони во кашестата смеса обично се контролира на околу 50 mg/L. Меѓутоа, ако јаловината веќе содржи доволно бакар или други каталитички супстанции, дополнително додавање на катализатор можеби нема да биде потребно.

Додавање на водород пероксидПотоа, во кашестата смеса се додава водород пероксид. Количината на додаден водород пероксид зависи од концентрацијата на цијанид во јаловината. Моларниот однос на водород пероксид и цијанид е генерално во опсег од 3:1 - 8:1. На пример, ако содржината на цијанид во јаловината е висока, потребен е поголем однос на водород пероксид. Водород пероксидот треба да се додава полека со континуирано мешање за да се обезбеди рамномерна распределба и целосна реакција.

Реакција и мешањеКашестата смеса континуирано се меша за време на реакцијата за да се обезбеди доволен контакт помеѓу реактантите. Времето на реакција варира во зависност од почетната концентрација на цијанид и целите на третманот, генерално не помалку од 1-2 часа. Во текот на овој период, водородниот пероксид го оксидира цијанидот во помалку штетни производи.

Одделување на цврсти - течностиОткако реакцијата ќе заврши, врз третираната кашеста маса се врши одвојување на цврста материја од течност. Ова може да се постигне преку методи како што се седиментација во згуснувач, проследено со филтрација со употреба на филтер-преса. Одвоената цврста материја (т.е. третираната јаловина) може безбедно да се отстрани, на пример, да се складира во добро обложена и следена езерце за јаловина. Филтратот, со намалени концентрации на цијанид и други супстанции, може дополнително да се третира или повторно да се употреби во производствениот процес доколку условите дозволуваат.

Фактори што влијаат на ефикасноста на третманот

Концентрација на водород пероксидКолку е поголема концентрацијата на додаден водород пероксид, толку е подобар ефектот на оксидација врз цијанидот. Сепак, прекумерната употреба на водород пероксид не само што ги зголемува трошоците, туку може да предизвика и несакани реакции и потенцијални еколошки проблеми.

pH вредностКако што е споменато погоре, pH вредноста на реакцискиот систем има значително влијание врз брзината и ефикасноста на реакцијата. Отстапувањата од оптималниот pH опсег од 10 - 11 ќе ја забават реакцијата на оксидација на цијанид со водород пероксид.

Концентрација на катализаторКонцентрацијата на катализаторот на база на бакар влијае на брзината на реакцијата. Ако концентрацијата на катализаторот е прениска, реакцијата може да биде многу бавна; ако е превисока, може да предизвика други сложени хемиски реакции, а исто така и да ги зголеми трошоците.

Време на реакцијаПотребно е доволно време на реакција за да се обезбеди целосна оксидација на цијанидот колку што е можно повеќе. Недоволното време на реакција ќе резултира со остаток од цијанид во третираната јаловина.

Почетна концентрација на цијанидКолку е поголема почетната концентрација на цијанид во јаловината, толку е потешко да се постигне целосен третман, а може да бидат потребни повеќе водород пероксид и подолго време на реакција.

Предности на третманот со водород пероксид

Висока ефикасност на оксидацијаВодород пероксидот може ефикасно да оксидира различни форми на цијанид, вклучувајќи слободен цијанид и некои метално-цијанидни комплекси, значително намалувајќи ја токсичноста на цијанидните остатоци.

Релативно едноставен процесВо споредба со некои други методи на третман со цијанид (како што се сложени хемиски таложења или биолошки методи на третман), процесот на третман со водород пероксид е релативно интуитивен и лесен за ракување.

Низок ризик од секундарно загадувањеНуспроизводите од реакцијата на оксидација на водород пероксид се помалку штетни. Среднопроизводот цијанат може понатаму да се разгради во нетоксични супстанции, а самиот водород пероксид се разградува во вода и кислород, со што се минимизира ризикот од секундарно загадување.

Широка применливостОвој метод е применлив и за мали рударски операции и за големи индустриски постројки, што го прави разновиден избор за третирање на јаловина од цијанид.

Студии на случај

Компанија за рударство на златоКомпанија за рударство на злато лоцирана во [специфична локација] имала голема количина на цијанидна јаловина со висока концентрација на цијанид. Тие го усвоиле методот за третман со водород пероксид. Со оптимизирање на параметрите на процесот, вклучително и прилагодување на pH вредноста на 10.5, додавање на бакар сулфат со концентрација од 50 mg/L како катализатор, користејќи моларен однос на водород пероксид и цијанид од 5:1 и спроведување на реакција од 1.5 часа, тие успешно ја намалиле концентрацијата на цијанид во јаловината на нивоа далеку под регулаторните стандарди. Третираната јаловина била безбедно складирана во езерцето за јаловина, а филтратот бил повторно употребен во процесот на рударство, со што се намалила потрошувачката на вода.

Рударска операција во мал обемЕдна мала рударска операција за злато во оддалечена област, исто така, се соочи со проблемот на јаловина што содржи цијанид. Поради ограничените ресурси, со оглед на неговата оперативна едноставност, тие го избраа методот на третман со водород пероксид. Со внимателно контролирање на количината на додаден водород пероксид според проценетата содржина на цијанид во јаловината, прилагодување на pH вредноста со локално достапна вар и користење на едноставна механичка мешалка за мешање, тие успешно ја намалија токсичноста на јаловината од цијанид. Иако обемот на третман беше мал, тој беше доволен за да се задоволат локалните еколошки барања за отстранување на јаловината, заштитувајќи ја околната средина од потенцијално загадување со цијанид.

Мерки на претпазливост

Безбедно ракување со водород пероксидВодород пероксидот е силен оксидирачки агенс и може да биде исклучително опасен ако не се ракува правилно. Работниците вклучени во процесот на третман треба да носат соодветна лична заштитна опрема, како што се ракавици, очила и заштитна облека. Складирањето на водород пероксид исто така треба строго да се придржува до безбедносните прописи за да се спречи случајно распаѓање или контакт со запаливи супстанции.

Точно следењеКонтинуирано следење на процесот на реакција е од суштинско значење. Ова вклучува следење на pH вредноста на кашестата смеса за време на реакцијата, концентрациите на водород пероксид и цијанид, како и температурата на реакцијата. Треба да се спроведува редовно земање примероци и анализа за да се осигури дека процесот на третман се одвива според очекувањата и да се направат навремени прилагодувања доколку е потребно.

Отстранување на третирана јаловинаДури и по третманот, цврстата јаловина треба да се складира во обичен езер за јаловина што ги исполнува еколошките стандарди. Езерото за јаловина треба да има соодветна структура на облога за да се спречи истекување на преостанати штетни супстанции во почвата и подземните води.

Проценка на влијанието врз животната срединаПред да се имплементира методот на третман со водород пероксид, треба да се спроведе сеопфатна проценка на влијанието врз животната средина за да се проценат неговите потенцијални влијанија врз квалитетот на воздухот, водата и почвата, како и врз околниот екосистем. Оваа проценка помага да се оптимизира процесот на третман и обезбедува усогласеност со прописите за животна средина.

Како заклучок, методот на третман со водород пероксид обезбедува одржливо и ефикасно решение за третман на цијанидна јаловина. Со разбирање на неговиот принцип, следење на правилните чекори за третман, земање предвид на факторите на влијание и преземање на потребните мерки на претпазливост, овој метод може значително да ги намали еколошките ризици што ги претставуваат цијанидните јаловини, придонесувајќи за одржлив развој на рударската индустрија и заштита на животната средина.