Kaedah dan Proses untuk Detoksifikasi Tailing Sianida

Pengenalan

Tailing sianida adalah sisa pepejal yang dijana semasa proses benefisiasi lombong emas dan lombong lain. Oleh kerana kehadiran sisa sianida dan logam berat lain, jika tidak dirawat dengan betul, ia akan menyebabkan kemudaratan besar kepada alam sekitar dan kesihatan manusia. Ketoksikan tinggi Sianida boleh merebak melalui udara, air dan tanah, mencemarkan ekosistem sekeliling dan membahayakan kemandirian haiwan dan tumbuhan. Oleh itu, adalah mendesak untuk menyahtoksik Tailing Sianida. Artikel ini akan memperkenalkan secara terperinci Detoksifikasi kaedah dan proses sianida tailing.

Ciri-ciri dan Bahaya Tailing Sianida

Komposisi tailing sianida adalah kompleks. Selain sianida yang tidak bertindak balas, ia juga mengandungi logam berat seperti kuprum, plumbum, zink, dan merkuri. Logam berat ini sukar terurai dalam persekitaran semula jadi dan akan terkumpul dalam tempoh yang lama. Sianida boleh menghalang aktiviti enzim pernafasan dalam sel biologi, yang membawa kepada sesak nafas dan kematian organisma. Sebagai contoh, apabila air sisa yang mengandungi tailing sianida dibuang ke sungai, ia akan menyebabkan sejumlah besar kematian organisma akuatik seperti ikan, memusnahkan keseimbangan ekologi air. Apabila logam berat memasuki tubuh manusia, ia akan terkumpul di dalam organ manusia dan menyebabkan pelbagai penyakit. Contohnya, keracunan plumbum menjejaskan perkembangan sistem saraf, dan keracunan merkuri merosakkan buah pinggang dan otak.

Kaedah Detoksifikasi

Kaedah Pengoksidaan Kimia

1. Kaedah Pengklorinan BeralkaliIni merupakan kaedah detoksifikasi pengoksidaan kimia yang biasa digunakan. Di bawah keadaan alkali (biasanya nilai pH dikawal pada 10 - 11), pengoksidaan seperti gas klorin atau hipoklorit ditambah ke dalam sisa sianida. Prinsip tindak balasnya adalah seperti berikut: Pertama, ion sianida (CN⁻) dioksidakan kepada ion sianat (CNO⁻), dan persamaan tindak balasnya ialah CN⁻ + ClO⁻ + H₂O → CNO⁻ + Cl⁻ + 2H⁺. Kemudian, sianat diuraikan kepada bahan tidak berbahaya seperti nitrogen dan Carbon dioksida di bawah pengoksidaan selanjutnya, 2CNO⁻ + 3ClO⁻ + H₂O → N₂↑ + 3Cl⁻ + 2HCO₃⁻. Kelebihan kaedah ini ialah kadar tindak balas yang agak cepat dan kesan detoksifikasi adalah jelas, tetapi kelemahannya ialah beberapa bahan pencemar sekunder seperti gas ekzos yang mengandungi klorin mungkin dihasilkan.

2. Kaedah Pengoksidaan Hidrogen Peroksida: Hidrogen peroksida (H₂O₂) boleh mengoksida dan menguraikan sianida dengan kehadiran mangkin yang sesuai. Pemangkin seperti ion ferus (Fe²⁺) biasanya dipilih. Semasa proses tindak balas, hidrogen peroksida terurai untuk menghasilkan radikal hidroksil (·OH), yang mempunyai sifat pengoksidaan yang sangat kuat dan boleh mengoksidakan sianida dengan cepat. Persamaan tindak balas ialah CN⁻ + H₂O₂ → CNO⁻ + H₂O. Kelebihan kaedah pengoksidaan hidrogen peroksida ialah produk selepas penguraian hidrogen peroksida adalah air dan oksigen, dan tiada bahan pencemar baru diperkenalkan, tetapi kosnya agak tinggi, dan keperluan untuk keadaan tindak balas adalah agak ketat.

Kaedah Pengoksidaan Biologi

1. Kaedah Lesap Mikrob: Beberapa mikroorganisma khas, seperti Thiobacillus ferrooxidans, digunakan. Mikroorganisma ini boleh menggunakan sianida sebagai sumber nitrogen dan karbon semasa proses pertumbuhannya dan mengoksida dan menguraikannya. Melalui aktiviti metabolik mereka sendiri, mikroorganisma menukar sianida kepada bahan tidak berbahaya seperti karbon dioksida, air dan ammonia. Kelebihan kaedah ini ialah ia mesra alam dan mempunyai penggunaan tenaga yang rendah, tetapi kelemahannya ialah pertumbuhan mikroorganisma banyak dipengaruhi oleh faktor persekitaran seperti suhu dan nilai pH, dan kitaran rawatan agak panjang.

2. Kaedah Biofilm: Mikroorganisma dilekatkan pada permukaan pembawa untuk membentuk biofilem. Apabila ekor sianida bersentuhan dengan biofilem, sianida akan terdegradasi oleh mikroorganisma. Biofilm mempunyai keupayaan penjerapan dan degradasi yang kuat, yang boleh meningkatkan kecekapan rawatan mikroorganisma pada sianida. Berbanding dengan kaedah larut lesap mikrob, mikroorganisma dalam kaedah biofilm tidak mudah hilang dan mempunyai kestabilan yang lebih tinggi, tetapi mereka juga menghadapi masalah sensitif terhadap keadaan persekitaran.

Kaedah Lain

1. Kaedah Pirolisis Suhu Tinggi: Tailing sianida dipirolisis pada suhu tinggi (biasanya melebihi 800℃), dan sianida terurai menjadi gas seperti nitrogen dan karbon monoksida. Kaedah pirolisis suhu tinggi boleh mengeluarkan sianida dengan berkesan, tetapi ia memerlukan sejumlah besar penggunaan tenaga, dan logam berat boleh meruap di bawah keadaan suhu tinggi, meningkatkan kesukaran rawatan gas ekor berikutnya.

2. Kaedah Penjerapan: Bahan penyerap seperti Karbon diaktifkan dan zeolit ​​digunakan untuk menyerap sianida. Penyerap mempunyai luas permukaan spesifik yang besar dan boleh menyerap sianida pada permukaannya, sekali gus mencapai tujuan detoksifikasi. Kaedah penjerapan mudah dikendalikan, tetapi kapasiti penjerapan penyerap adalah terhad, dan penyerap perlu diganti secara berkala. Di samping itu, rawatan penyerap yang terserap juga agak kompleks.

Proses Detoksifikasi

Pretreatment

1. Penghancuran dan Saringan: Tailing sianida besar dihancurkan untuk mengurangkan saiz zarahnya, supaya tindak balas detoksifikasi seterusnya dapat diteruskan dengan lebih lengkap. Penghancur biasa termasuk penghancur rahang, penghancur kon, dsb. Tailing yang dihancurkan kemudiannya disaring melalui peralatan penapisan seperti skrin bergetar untuk menyaring zarah-zarah saiz zarah yang berbeza, menyediakan bahan dengan saiz zarah yang sesuai untuk rawatan seterusnya.

2. Melompat: Untuk menjadikan sianida bersentuhan dan bertindak balas dengan lebih baik dengan reagen detoksifikasi, air atau pelarut lain yang sesuai biasanya digunakan untuk melarutkan tailing sianida. Proses larut lesap dijalankan dalam tangki kacau, dan tailing dan pelarut dicampur sepenuhnya dengan kacau. Faktor seperti masa larut lesap, suhu dan nisbah cecair - kepada - pepejal akan mempengaruhi kesan larut lesap, dan secara amnya perlu dioptimumkan mengikut keadaan sebenar.

Operasi Detoksifikasi

1. Proses Operasi Kaedah Pengoksidaan Kimia: Mengambil kaedah pengklorinan beralkali sebagai contoh, dalam larutan tailing selepas larut lesap, natrium hidroksida mula-mula ditambah untuk melaraskan nilai pH larutan kepada 10 - 11. Kemudian, gas klorin perlahan-lahan diperkenalkan atau larutan natrium hipoklorit ditambah, dan pengadukan dilakukan pada masa yang sama untuk membuat tindak balas berjalan sepenuhnya. Semasa proses tindak balas, kepekatan sianida dalam larutan perlu dipantau dalam masa nyata. Apabila kepekatan sianida dikurangkan ke bawah piawai yang ditetapkan, penambahan oksidan dihentikan.

2. Proses Operasi Kaedah Pengoksidaan Biologi: Jika kaedah larut lesap mikrob diguna pakai, Thiobacillus ferrooxidans yang dikultur dengan baik dan mikroorganisma lain disuntik ke dalam larutan larut lesap yang mengandungi tailing sianida. Suhu sistem tindak balas dikawal dalam julat pertumbuhan mikroorganisma yang sesuai (biasanya 25 - 35 ℃), dan nilai pH diselaraskan kepada julat yang sesuai (umumnya 2 - 4). Semasa proses tindak balas, nutrien perlu diisi semula dengan kerap untuk memenuhi keperluan pertumbuhan mikroorganisma. Kemajuan tindak balas detoksifikasi dinilai dengan memantau kepekatan sianida dan pertumbuhan mikroorganisma.

Rawatan Seterusnya

1. Pepejal - Pemisahan Cecair: Selepas tindak balas detoksifikasi selesai, tailing yang dirawat perlu tertakluk kepada pengasingan pepejal - cecair. Kaedah pemisahan pepejal - cecair yang biasa termasuk penapisan dan sentrifugasi. Melalui peralatan penapisan seperti penekan penapis plat - dan - rangka, tailing pepejal diasingkan daripada cecair. Cecair yang diasingkan perlu diuji lebih lanjut untuk kandungan sianida dan logam berat untuk memastikan ia boleh dilepaskan selepas memenuhi piawaian pelepasan.

2. Pelupusan Tailing: Selepas detoksifikasi dan pengasingan pepejal - cecair, jika kandungan logam berat dalam tailing masih tinggi, rawatan lanjut diperlukan. Sebagai contoh, teknologi pemejalan dan penstabilan diguna pakai, dan tailing dicampur dengan agen pemejalan seperti simen dan kapur untuk membetulkan logam berat dalam badan pepejal dan mengurangkan mobiliti mereka dalam persekitaran. Tailing yang dirawat boleh dibuang atau digunakan secara menyeluruh mengikut keadaan sebenar, seperti digunakan dalam pengeluaran bahan binaan.

Kesimpulan

Rawatan detoksifikasi tailing sianida adalah sangat penting untuk perlindungan alam sekitar dan penggunaan sumber yang mampan. Kaedah detoksifikasi yang berbeza mempunyai kelebihan dan kekurangannya yang tersendiri. Dalam aplikasi praktikal, kaedah dan proses detoksifikasi yang sesuai perlu dipilih secara menyeluruh mengikut faktor seperti ciri-ciri tailing sianida, kos rawatan dan keperluan persekitaran. Pada masa yang sama, dengan kemajuan berterusan sains dan teknologi, teknologi dan proses detoksifikasi baharu sentiasa muncul. Pada masa hadapan, ia dijangka membangunkan kaedah detoksifikasi yang lebih cekap, mesra alam dan menjimatkan untuk tailing sianida, memberikan penyelesaian yang lebih baik kepada masalah alam sekitar yang disebabkan oleh tailing sianida.