Цианидын алт олборлох бохир ус цэвэрлэх үйл явц

Одоогоор цианид алт олборлох арга нь Хятадад алт хайлуулах гол боловсорсон процессуудын нэг юм. Энэ нь хүдрээс алт олборлохдоо цианидын уусмалыг ашигладаг бөгөөд олборлолт өндөр, хүдрийн шинж чанарт дасан зохицох чадвар сайтай, газар дээр нь алт олборлох чадвартай. 1887 онд хүдрээс алт уусган цианидын уусмалыг анх хэрэглэснээс хойш өнөөг хүртэл энэ аргыг өргөн хэрэглэж байна. Гэвч цианит алт олборлох нь маш их хэмжээний хорт болон хортой бодисыг бий болгож, хүрээлэн буй орчин, хүн төрөлхтөнд асар их аюул учруулж байна. Иймд хор хөнөөлийг бууруулахын тулд цианит алт олборлох хаягдал усыг цэвэрлэх аргыг судлах шаардлагатай. Олон тооны судлаачид цианид агуулсан бохир усыг цэвэрлэх арга, химийн зарчим, хөгжлийн чиг хандлагыг нэгтгэн дүгнэсэн боловч ихэнх нь ганц хоёр аргыг л авч үздэг. Иймд энэ нийтлэлд одоо аж үйлдвэрт хэрэглэгдэж байгаа цианит алтны хаягдал усыг цэвэрлэх төрөл бүрийн аргуудын нарийвчилсан дүн шинжилгээ хийж, аргын давуу тал, сул тал, хэрэглээний хувилбаруудыг харьцуулан авч үзсэн нь бодит үйлдвэрлэлд ижил төстэй хэрэглээнд тодорхой чиглүүлэгч ач холбогдолтой юм.

I. Цианидын алт олборлох бохир усны эх үүсвэр ба аюул

Цианидын алт олборлох гол зарчим нь аэробик орчинд, натрийн цианид алттай урвалд орж алтны цогцолбор үүсгэдэг бөгөөд эдгээр нь уусдаг. Үүний дараа идэвхжүүлсэн аргаар баяжуулж алтыг гаргаж авч болно. Нүүрстөрөгчийн алтны цианидын цайрын нунтагаар адсорбци эсвэл нүүлгэн шилжүүлэлт. Үүний зэрэгцээ мөнгө, зэс, цайр зэрэг бусад хүнд металлууд нь цогцолбор үүсгэж, уусдаг.

The цианидууд урвалд ашигласан болон үйлдвэрлэсэн цогцолборууд нь бүгд хортой, хортой бодис юм. Натрийн цианид нь гидролиз хийхэд хялбар бөгөөд 1-р зэрэглэлийн маш хортой бодис бөгөөд үхлийн тун нь 0.10г. Хэзээ Цианид Усны биетүүдэд урсах нь усан дахь организмд маш их хор хөнөөл учруулж, хүн төрөлхтөн болон хүрээлэн буй орчинд асар их аюул учруулах болно. Иймд цианид алт олборлох бохир усыг цэвэрлэх нь маш чухал юм.

II. Цианидын алт олборлох бохир усыг цэвэрлэх үндсэн аргууд

Шүлтлэг хлоржуулах арга

Шүлтлэг хлоржуулах арга нь одоогоор цианидын алтны олборлолтоос үүссэн бохир ус агуулсан цианидыг цэвэрлэх хамгийн түгээмэл аргуудын нэг юм. Бохир ус дахь цианидуудыг шүлтлэг нөхцөлд исэлдүүлэхийн тулд хлор дээр суурилсан исэлдүүлэгчийг голчлон ашигладаг. Шүлтлэг хлоржуулалтын цианид задлах процессыг хоёр үе шатанд хуваадаг.

Эхний шат нь цианидыг цианат болгон исэлдүүлэх бөгөөд үүнийг "бүрэн бус исэлдэлтийн" үе шат гэж нэрлэдэг. CN⁻ нь OCl⁻-тэй урвалд орж эхлээд CNCl үүсгэдэг ба дараа нь CNO⁻ болж гидролиз болдог. CNCl нь хүчиллэг нөхцөлд маш их дэгдэмхий, хортой байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тиймээс үйл ажиллагааны явцад рН-ийн утгыг шүлтлэг байдалд байлгахын тулд хатуу хяналт тавих ёстой.

Хоёр дахь шат нь цианатыг нүүрстөрөгчийн давхар исэл, азот болгон исэлдүүлэх бөгөөд үүнийг "бүрэн исэлдэлтийн" үе шат гэж нэрлэдэг. Цианидыг задлах явцад рН-ийн утга нь исэлдэлтийн урвалд ихээхэн нөлөөлдөг. Эхний шатны исэлдэлтийн рН-ийн утгыг 10 - 11., урвалын хугацаа 10 - 15 минут байх ёстой. Хоёр дахь шатны исэлдэлтийн рН-ийн утгыг 6.5 - 7.0-д хянах ёстой. урвалын хугацаа 10-15 минут байна.

Тодорхой уурхайд цианидын сүүлний зутан (200 мг/л цианидын агууламжтай) болон тунадасны савнаас (5 мг/л цианидын агууламжтай) шүүрэх усыг цэвэрлэхийн тулд шүлтлэг хлоржуулах аргыг ашигладаг. РН-ийн утгыг 10 - 11., цайруулагч нунтагыг цианидын агууламжаас 35 - 40 дахин их хэмжээгээр нэмж холих, хутгахдаа хэрэглэнэ. Өтгөрүүлэгчид тунадасны дараа нийт цианидын агууламжийг 0.1мг/л хүртэл бууруулж болно.

Шүлтлэг хлоржуулах арга нь цианид агуулсан бохир усыг цэвэрлэхэд хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг арга бөгөөд цайруулагч нунтаг нь хлор дээр суурилсан исэлдүүлэгч юм. Энэ арга нь цианид алт олборлох өндөр эсвэл бага агууламжтай бохир усыг цэвэрлэхэд тохиромжтой. Мөн тиоцианат ба цианид агуулсан цогцолборыг (ферроцианидын нэгдлээс бусад) арилгах боломжтой. Уг эм нь өргөн тархсан, үүссэн хог хаягдлыг шүүж цэвэрлэхэд хялбар, үйл ажиллагаа нь энгийн. Гэсэн хэдий ч бохир усыг цэвэрлэхэд цайруулах нунтаг ашиглах үед үйл ажиллагааны орчин харьцангуй хатуу байдаг. Одоо зарим үйлдвэрүүд цайруулагч шингэн юм уу хлорын давхар исэл хэрэглэж байгаа нь үйл ажиллагааны орчныг тодорхой хэмжээгээр сайжруулж байна. Гэхдээ урвалын явцад хортой хий үүсдэг бөгөөд энэ нь тоног төхөөрөмжид харьцангуй их идэмхий шинж чанартай байдаг. Эмийн зардал, засвар үйлчилгээний зардал харьцангуй өндөр байдаг.

Төмрийн давсны нийлэгжилтийн арга

Төмрийн давсны цогцолбор арга нь сүүлийн жилүүдэд бий болсон цианид алт олборлох бохир усыг цэвэрлэх арга юм. Урвалын рН-ийн утгыг 7 - 8-д тохируулснаар төмрийн ионууд нь цианидын алт олборлох хаягдал усан дахь чөлөөт цианид болон зарим цианидын цогцолборуудтай урвалд орж тунадас үүсгэдэг.

Цианидын алт олборлох хаягдал усыг цэвэршүүлэхдээ зөвхөн төмрийн сульфат нэмэх нь бохир усыг гадагшлуулах стандартад нийцүүлэхгүй гэдгийг туршилтаар харуулсан. Тиймээс цианидыг гүнээс зайлуулахын тулд цэвэршүүлсэн бохир усанд ерөнхий исэлдүүлэгч нэмэх шаардлагатай. Нөхцөл байдал нь сайн хяналттай байвал тунадасыг ялгахгүйгээр исэлдүүлэгчийг шууд эмчилгээнд нэмж, ялгаруулах стандартад хүрч болно. Энэ нь эхлээд салгах, дараа нь эмчлэх уламжлалт аргатай харьцуулахад эерэг ач холбогдолтой юм.

Тодорхой алт хайлуулах үйлдвэр нь цианид - муу шингэнийг цэвэрлэхийн тулд натрийн сульфид - төмрийн сульфатын аргыг ашигладаг. Усны урсгал нь 2500мг/л цианидын агууламжтай. Цэвэршүүлсний дараа урсацын цианидын агууламж 20мг/л-ээс бага байгаа нь 99.2%-ийн ялгаралттай байгаа нь гайхалтай үр дүнг харуулж байна. Дараачийн гүн боловсруулалт нь натрийн метабисульфит-агаарын аргыг ашиглан нийт цианидын хэмжээг 0.4 мг/л-ээс бага хэмжээнд хүртэл бууруулдаг.

Төмрийн давсны нэгдэл боловсруулах арга нь ихэвчлэн өндөр концентрацитай цианид агуулсан бохир усыг цэвэршүүлэхэд ашигладаг шинээр гарч ирж буй цэвэрлэх арга юм. Түүний үйл явц нь энгийн, нэг удаагийн хөрөнгө оруулалт бага, хэрэглэхэд хялбар, эм (ихэвчлэн төмрийн сульфат) нь өргөн тархсан, хямд, хэрэглэхэд хялбар байдаг. Харин төмрийн сульфатын уусмал нь хүчиллэг учраас цианидын алт олборлох хаягдал устай холилдоход тухайн нутаг дэвсгэр нь хүчиллэг болж, цианит устөрөгчийн хий үүсэх боломжтой. Түүгээр ч зогсохгүй тиоцианатыг зайлуулж чадахгүй бөгөөд цэвэршүүлсэн бохир ус нь гадагшлуулах стандартыг хангахын тулд гүн цэвэрлэх шаардлагатай хэвээр байна.

Натрийн метабисульфит - Агаарын арга

Натрийн метабисульфит-агаарын аргыг хүхрийн давхар исэл-агаарын аргаар боловсруулсан. Энэ нь голчлон CN⁻-ийг CNO⁻ болгон исэлдүүлэхийн тулд зэсийн ионуудын катализаторын нөлөөгөөр тодорхой рН-ийн хүрээнд бохир ус дахь цианидуудад натрийн метабисульфит ба агаарын синергетик нөлөөг ашигладаг.

Хэрэв цианид агуулсан бохир ус дахь цианидын агууламж өндөр байвал эхлээд цианидын нийт агууламжийг 100мг/л-ээс доош буулгахын тулд урьдчилсан боловсруулалтыг хийж болно. Дараа нь натрийн метабисульфит, зэсийн сульфатыг нэмж, хангалттай хэмжээний агаар оруулж, рН-ийн утгыг (ерөнхийдөө 7 - 8-д хянадаг) хянадаг тул цианид нь исэлдэж цианат болж, дараа нь гидролиз болж бикарбонатын ион, аммиак үүсгэдэг.

Натрийн метабисульфит-агаарын арга нь бага агууламжтай цианид алт олборлох бохир усыг цэвэрлэхэд тохиромжтой. Эмийн тун нь бага, хөдөлмөр бага боловч урьдчилгаа хөрөнгө оруулалт харьцангуй их, үлээгч гэх мэт тоног төхөөрөмж нэмж оруулах шаардлагатай. Үйл явцын үзүүлэлтүүдэд тавигдах шаардлага нь харьцангуй хатуу бөгөөд рН-ийн утгыг хянах нь маш чухал юм. Зэсийн сульфатыг мөн катализатор болгон нэмэх шаардлагатай. Урвалын хугацаа урт байна. Хэрэв боловсруулалтыг зөв хийхгүй бол их хэмжээний аммонийн ион үүсэх ба үүссэн шаарыг шүүх тийм ч хялбар биш юм. Газар дээр нь бага хэмжээний аммиакийн хий үүсдэг бөгөөд энэ нь тиоцианидыг зайлуулахад ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй.

Устөрөгчийн хэт ислийг исэлдүүлэх арга

Устөрөгчийн хэт ислийг исэлдүүлэх арга нь цианидуудыг хэвийн температур, шүлтлэг (рН = 10 - 11) нөхцөлд Cu²⁺-ийг катализатор болгон CNO⁻ болгон исэлдүүлж, улмаар хоргүй бодис болгон гидролизжүүлэх явдал юм. Цогцолбор цианидууд (Cu, Zn, Pb, Ni, Cd-ийн нийлмэлүүд) мөн тэдгээрт агуулагдах цианидууд устсанаас болж задалдаг. Ферроцианидын ионууд болон бусад хүнд металлын ионууд нь ферроцианидын нийлмэл давс үүсгэдэг бөгөөд тэдгээрийг арилгадаг. Эцэст нь цэвэршүүлсэн бохир ус дахь цианидын нийт концентрацийг 0.5 мг/л-ээс бага болгож бууруулж болно.

Энэ арга нь бага агууламжтай цианид агуулсан бохир усыг цэвэрлэхэд тохиромжтой. Устөрөгчийн хэт исэл цэвэрлэх төхөөрөмж нь энгийн бөгөөд автомат удирдлагад хүрэхэд хялбар байдаг. Гэсэн хэдий ч үүссэн цианат нь CO₂ болон NH₃ болж задрахын тулд тодорхой хугацаанд байх шаардлагатай. Сул тал нь зэсийг катализатор болгон ашигласнаар гадагшилж буй усан дахь зэс стандартаас хэтрэх, түүхий эдийн өртөг харьцангуй өндөр, тиоцианидыг исэлдүүлэх боломжгүй, аммонийн ион үүсдэг. Үнэн хэрэгтээ бохир ус нь тодорхой хоруу чанартай хэвээр байна. Түүгээр ч барахгүй устөрөгчийн хэт исэл нь исэлдүүлэгч учраас идэмхий чанар ихтэй, тээвэрлэх, ашиглахад тодорхой бэрхшээл, аюул бий.

Хүчилжүүлэх арга

Цианид - муу шингэнийг боловсруулахад хүчиллэгжүүлэх аргыг ашиглахдаа түүний урвалын механизм харьцангуй төвөгтэй бөгөөд гол төлөв цианидыг хүчиллэгжүүлэх процесс - хаягдал ус агуулсан, HCN хийг хөрс хуулалт, шингээх процесс, хуулсан шингэнийг саармагжуулах процессыг багтаадаг.

(1) Хүчилжүүлэх урвал: Цианид - муу шингэнийг хүчиллэгжүүлж, хүчилээр цэвэрлэнэ. Муу шингэн дэх нийлмэл цианидууд нь CuCN, CuSCN, Zn₂Fe(CN)₆ зэрэг уусдаггүй тунадас үүсгэж, улмаар цианид устөрөгч үүснэ.

(2) Дэгдэмхий болон шингээлтийн урвал: Муу шингэнийг хүчиллэгжүүлэхээс өмнө 30 хэм хүртэл халаана. HCN-ийн буцалгах цэг нь ердөө 26.5℃ байдаг тул энэ нь маш тогтворгүй байдаг. Иймд савласан цамхагийг хүчиллэгжүүлэх аргад хий-шингэн хоёр фазын контактын масс дамжуулах төхөөрөмж болгон ашигладаг бөгөөд энэ нь HCN-ийг хуулж, шингээхэд хялбар байдаг.

(3) Саармагжуулах урвал: Шохой эсвэл шингэн шүлтийг хүчил - хуулсан үлдэгдэл шингэнийг саармагжуулахад ашигладаг. Уусмал дахь HCN-ийн үлдэгдэл молекулууд CN⁻ хэлбэрт шилжинэ. Хүчилжүүлэх аргыг сэргээх боломжтой Натрийн цианид цианидаас - бохир ус агуулсан, нөөцийг нөхөн сэргээх. Гэсэн хэдий ч энэ нь тоног төхөөрөмжийн битүүмжлэлд өндөр шаардлага тавьдаг, харьцангуй их хэмжээний урьдчилгаа хөрөнгө оруулалт шаарддаг, өндөр түвшний ашиглалтын ур чадвар шаарддаг, тоног төхөөрөмжийн засвар үйлчилгээ хэцүү байдаг. Мөн аюулгүй байдлын тодорхой аюулууд байдаг. Нөхөн сэргээсний дараа үүссэн бохир усыг зайлуулах стандартыг хангахын тулд гүн цэвэрлэх шаардлагатай хэвээр байна.

Электролизийн арга

Электролизийн арга нь бохир усны цианидыг устгахын тулд цахилгаан химийн исэлдэлтийн урвалыг ашигладаг. Ионы электролизийн үед цианидууд нь анод дахь электронуудаа алдаж, цианат, карбонат, азот, аммони болж исэлддэг. Цианат нь цаашлаад CO₂ болон H₂O болж исэлддэг. Гол хариу үйлдэл нь:

CN⁻ + 2OH⁻ - 2e → CNO⁻ + H₂O (24)

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

Өөрөө хийсэн керамик суурьтай хар тугалганы давхар ислийн электродын бариул, зэвэрдэггүй ган катодын хавтанг ашиглан хийсэн электролизийн туршилтууд нь цианид агуулсан бохир усыг электролизийн аргаар цэвэршүүлэхэд 2 цагийн электролизийн дараа CN⁻ концентрацийг 385 мг/л-ээс 58 мг/л хүртэл бууруулж, концентрацийг 450 мг/л хүртэл бууруулж болохыг баталсан. 48мг/л-ээс 4мг/л хүртэл. Түүнчлэн Хунан Жуннан алт хайлуулах үйлдвэр нь цианид алт олборлох хаягдал усыг цахилгаан химийн аргаар цэвэршүүлдэг бөгөөд энэ нь нийт цианидын хэмжээг 0.8г/л-ээс XNUMXг/л хүртэл бууруулах боломжтой юм. Дээрхээс ялгаатай нь анод ба катодын хавтан хоёулаа төмөр хавтангаар хийгдсэн байдаг. Ашиглалтын явцад зөвхөн цахилгаан эрчим хүч зарцуулагдахаас гадна төмрийн хавтангууд ч зарцуулагддаг.

Электролизийн аргыг ихэвчлэн өндөр агууламжтай цианид агуулсан бохир усыг цэвэрлэхэд ашигладаг. Тоног төхөөрөмж нь жижиг талбай эзэлдэг, үйл явц нь энгийн бөгөөд удирдахад хялбар боловч их хэмжээний цахилгаан эрчим хүч зарцуулдаг, үйл ажиллагааны зардал нь шүлтлэг хлоржуулах аргынхаас өндөр байдаг. Цианидыг зайлуулах түвшин дундаж бөгөөд цианидын нэгдлийг арилгахад ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй.

Одоогийн байдлаар цианид алт олборлох хаягдал усыг цэвэрлэх аргуудаас шүлтлэг хлоржуулах арга, хүчиллэгжүүлэх арга, натрийн метабисульфит-агаар аргыг өргөн хэрэглэж байна. Электролизийн арга ба төмрийн давсны цогцолборын арга нь үйлдвэрлэлийн эмчилгээнд амжилттай хэрэглэгдэж буй шинээр гарч ирж буй аргууд юм. Устөрөгчийн хэт исэл исэлдүүлэх арга нь голчлон яаралтай тусламжийн арга юм. Цианидын алт олборлох хаягдал усыг цэвэршүүлэх байгалийн цэвэршүүлэх арга, биологийн арга, мембран ялгах арга, ион солилцооны арга гэх мэт өөр олон цэвэрлэх аргууд байдаг. Гэсэн хэдий ч үйлдвэрлэлийн хэрэглээний хувьд тэдгээр нь бүгд тодорхой хязгаарлалттай бөгөөд тасралтгүй сайжруулах шаардлагатай хэвээр байна.