Methoden en processen voor het ontgiften van cyanideresten

Introductie

Cyanide-afval is vast afval dat ontstaat tijdens het veredelingsproces van goudmijnen en andere mijnen. Door de aanwezigheid van reststoffen cyaniden en andere zware metalen, als ze niet goed behandeld worden, zullen ze grote schade toebrengen aan het milieu en de gezondheid van de mens. De hoge toxiciteit van cyanides kan zich verspreiden via lucht, water en bodem, waardoor het omringende ecosysteem wordt vervuild en het voortbestaan ​​van dieren en planten in gevaar komt. Daarom is het dringend noodzakelijk om te ontgiften Cyanide-afvalDit artikel zal in detail de Ontgiften methoden en processen van cyanide afval.

Kenmerken en gevaren van cyanide-afval

De samenstelling van cyanideafval is complex. Naast niet-gereageerde cyaniden bevat het ook zware metalen zoals koper, lood, zink en kwik. Deze zware metalen zijn moeilijk af te breken in de natuurlijke omgeving en zullen zich gedurende een lange periode ophopen. Cyaniden kunnen de activiteit van ademhalingsenzymen in biologische cellen remmen, wat leidt tot verstikking en dood van organismen. Wanneer bijvoorbeeld afvalwater met cyanideafval in rivieren wordt geloosd, zal dit leiden tot een groot aantal sterfgevallen van waterorganismen zoals vissen, waardoor het ecologische evenwicht van het water wordt verstoord. Wanneer zware metalen het menselijk lichaam binnendringen, zullen ze zich ophopen in menselijke organen en verschillende ziekten veroorzaken. Loodvergiftiging heeft bijvoorbeeld invloed op de ontwikkeling van het zenuwstelsel en kwikvergiftiging beschadigt de nieren en de hersenen.

Ontgiftingsmethoden

Chemische oxidatiemethode

1. Alkalische chloormethodeDit is een veelgebruikte chemische oxidatie-ontgiftingsmethode. Onder alkalische omstandigheden (meestal wordt de pH-waarde op 10-11 gehouden) worden oxidatiemiddelen zoals chloorgas of hypochlorieten toegevoegd aan de cyanidehoudende afvalstoffen. Het reactieprincipe is als volgt: Ten eerste worden cyanide-ionen (CN⁻) geoxideerd tot cyanaat-ionen (CNO⁻), volgens de reactievergelijking CN⁻ + ClO⁻ + H₂O → CNO⁻ + Cl⁻ + 2H⁺. Vervolgens wordt cyanaat afgebroken tot onschadelijke stoffen zoals stikstof en Carbon Fibre Na verdere oxidatie van stikstofdioxide vindt de reactie plaats: 2CNO⁻ + 3ClO⁻ + H₂O → N₂↑ + 3Cl⁻ + 2HCO₃⁻. Het voordeel van deze methode is dat de reactiesnelheid relatief hoog is en het ontgiftende effect duidelijk, maar het nadeel is dat er secundaire verontreinigende stoffen, zoals chloorhoudende uitlaatgassen, kunnen ontstaan.

2. Waterstofperoxide-oxidatiemethode: Waterstofperoxide (H₂O₂) kan cyaniden oxideren en ontleden in aanwezigheid van een geschikte katalysator. Katalysatoren zoals ijzerionen (Fe²⁺) worden meestal geselecteerd. Tijdens het reactieproces ontleedt waterstofperoxide om hydroxylradicalen (·OH) te produceren, die extreem sterke oxiderende eigenschappen hebben en cyaniden snel kunnen oxideren. De reactievergelijking is CN⁻ + H₂O₂ → CNO⁻ + H₂O. Het voordeel van de waterstofperoxide-oxidatiemethode is dat de producten na de ontleding van waterstofperoxide water en zuurstof zijn, en er geen nieuwe verontreinigende stoffen worden geïntroduceerd, maar de kosten zijn relatief hoog en de vereisten voor reactieomstandigheden zijn relatief streng.

Biologische oxidatiemethode

1. Microbiële uitloogmethode:Er worden enkele speciale micro-organismen gebruikt, zoals Thiobacillus ferrooxidans. Deze micro-organismen kunnen cyaniden gebruiken als stikstof- en koolstofbronnen tijdens hun groeiproces en deze oxideren en afbreken. Door hun eigen metabolische activiteiten zetten micro-organismen cyaniden om in onschadelijke stoffen zoals koolstofdioxide, water en ammoniak. Het voordeel van deze methode is dat het milieuvriendelijk is en een laag energieverbruik heeft, maar het nadeel is dat de groei van micro-organismen sterk wordt beïnvloed door omgevingsfactoren zoals temperatuur en pH-waarde, en de behandelingscyclus relatief lang is.

2. Biofilmmethode:Micro-organismen worden op het oppervlak van de drager vastgezet om een ​​biofilm te vormen. Wanneer cyanide-afval in contact komt met de biofilm, worden cyaniden afgebroken door micro-organismen. De biofilm heeft sterke adsorptie- en afbraakcapaciteiten, wat de behandelingsefficiëntie van micro-organismen op cyaniden kan verbeteren. Vergeleken met de microbiële uitloogmethode zijn de micro-organismen in de biofilmmethode niet gemakkelijk te verliezen en hebben ze een hogere stabiliteit, maar ze hebben ook het probleem dat ze gevoelig zijn voor omgevingsomstandigheden.

Andere methoden

1. Hoge-temperatuur pyrolysemethode: Cyanide-afval wordt gepyrolyseerd bij hoge temperaturen (meestal boven 800℃) en cyaniden worden afgebroken tot gassen zoals stikstof en koolmonoxide. De hoge-temperatuurpyrolysemethode kan cyaniden effectief verwijderen, maar vereist een groot energieverbruik en zware metalen kunnen vervluchtigen onder hoge-temperatuuromstandigheden, wat de moeilijkheid van de daaropvolgende behandeling van het afvalgas vergroot.

2. Adsorptiemethode: Adsorbenten zoals Actieve kool Zeoliet wordt gebruikt om cyaniden te adsorberen. Adsorbenten hebben een groot specifiek oppervlak en kunnen cyaniden aan hun oppervlak adsorberen, waardoor ontgifting wordt bereikt. De adsorptiemethode is eenvoudig uit te voeren, maar de adsorptiecapaciteit van het adsorbens is beperkt en het adsorbens moet regelmatig worden vervangen. Bovendien is de behandeling van het geadsorbeerde adsorbens relatief complex.

Ontgiftingsproces

voorbehandeling

1. Breken en zeven: De enorme cyanide-tailings worden vermalen om hun deeltjesgrootte te verkleinen, zodat de daaropvolgende ontgiftingsreactie vollediger kan verlopen. Veelvoorkomende crushers zijn onder andere kaakbrekers, kegelbrekers, enz. De vermalen tailings worden vervolgens gezeefd door zeefapparatuur zoals trilzeven om deeltjes van verschillende deeltjesgroottes eruit te zeven, waardoor materialen met geschikte deeltjesgroottes worden verkregen voor daaropvolgende behandeling.

2. Uitloging:Om cyaniden beter in contact te brengen en te laten reageren met het ontgiftingsreagens, worden water of andere geschikte oplosmiddelen gewoonlijk gebruikt om de cyanide-afvalresten uit te logen. Het uitloogproces wordt uitgevoerd in een geroerde tank en de afvalresten en het oplosmiddel worden volledig gemengd door te roeren. Factoren zoals uitloogtijd, temperatuur en vloeistof-tot-vaste verhouding beïnvloeden het uitloogeffect en moeten over het algemeen worden geoptimaliseerd op basis van de werkelijke omstandigheden.

Ontgiftingsoperatie

1. Werkingsproces van de chemische oxidatiemethode: Als we de alkalische chloreringsmethode als voorbeeld nemen, wordt in de tailingsoplossing na uitloging eerst natriumhydroxide toegevoegd om de pH-waarde van de oplossing aan te passen tot 10 - 11. Vervolgens wordt langzaam chloorgas geïntroduceerd of wordt natriumhypochlorietoplossing toegevoegd en wordt er tegelijkertijd geroerd om de reactie volledig te laten verlopen. Tijdens het reactieproces moet de cyanideconcentratie in de oplossing in realtime worden bewaakt. Wanneer de cyanideconcentratie is verlaagd tot onder de gespecificeerde norm, wordt de toevoeging van het oxidatiemiddel gestopt.

2. Werkingsproces van de biologische oxidatiemethode: Als de microbiële uitloogmethode wordt toegepast, worden de goed gekweekte Thiobacillus ferrooxidans en andere micro-organismen geënt in de uitloogoplossing die cyanideresten bevat. De temperatuur van het reactiesysteem wordt geregeld binnen het geschikte groeibereik van micro-organismen (over het algemeen 25 - 35 ℃) en de pH-waarde wordt aangepast aan het geschikte bereik (over het algemeen 2 - 4). Tijdens het reactieproces moeten voedingsstoffen regelmatig worden aangevuld om te voldoen aan de groeibehoeften van micro-organismen. De voortgang van de ontgiftingsreactie wordt beoordeeld door de cyanideconcentratie en de groei van micro-organismen te controleren.

Volgende behandeling

1. Vaste-vloeistofscheiding: Nadat de ontgiftingsreactie is voltooid, moeten de behandelde tailings worden onderworpen aan vaste-vloeistofscheiding. Veelvoorkomende vaste-vloeistofscheidingsmethoden omvatten filtratie en centrifugatie. Via filtratieapparatuur zoals plaat- en framefilterpersen worden de vaste tailings gescheiden van de vloeistof. De gescheiden vloeistof moet verder worden getest op cyanide- en zware metalengehalte om ervoor te zorgen dat deze kan worden geloosd nadat aan de lozingsnormen is voldaan.

2. Afvoer van afvalstoffen: Na ontgifting en vaste-vloeistofscheiding is verdere behandeling vereist als het gehalte aan zware metalen in de tailings nog steeds hoog is. Bijvoorbeeld, de stollings- en stabilisatietechnologie wordt toegepast en de tailings worden gemengd met stollingsmiddelen zoals cement en kalk om de zware metalen in het gestolde lichaam te fixeren en hun mobiliteit in het milieu te verminderen. De behandelde tailings kunnen worden gestort of uitgebreid worden gebruikt volgens de werkelijke omstandigheden, zoals worden gebruikt bij de productie van bouwmaterialen.

Conclusie

De detoxificatiebehandeling van cyanide-afval is van groot belang voor de bescherming van het milieu en het duurzame gebruik van hulpbronnen. Verschillende detoxificatiemethoden hebben hun eigen voor- en nadelen. In praktische toepassingen moeten geschikte detoxificatiemethoden en -processen uitgebreid worden geselecteerd op basis van factoren zoals de kenmerken van cyanide-afval, behandelingskosten en milieuvereisten. Tegelijkertijd ontstaan ​​er met de voortdurende vooruitgang van wetenschap en technologie voortdurend nieuwe detoxificatietechnologieën en -processen. In de toekomst wordt verwacht dat er efficiëntere, milieuvriendelijkere en economischere detoxificatiemethoden voor cyanide-afval worden ontwikkeld, die betere oplossingen bieden voor de milieuproblemen die door cyanide-afval worden veroorzaakt.