Metoder og prosesser for fjerning av cyanid på sulfidmineraloverflater

Introduksjon

I opprednings- og smelteprosesser av ikke-jernholdige metallsulfidmalmer brukes cyanid ofte for å øke metallutvinningsgraden. Imidlertid har cyanidet som blir igjen på overflaten av sulfidmalmer ikke bare en negativ innvirkning på påfølgende prosessforløp, men forårsaker også alvorlige miljøproblemer. Derfor er utviklingen av effektive og miljøvennlige metoder for å fjerne cyanid på overflaten av sulfidmalmer av stor praktisk betydning.

Nåværende situasjon og farer ved cyanidrester på sulfidmineraloverflater

Nåværende situasjon

I den tradisjonelle flotasjonsprosessen av sulfidmalm, er cyanid mye brukt som en hemmer. Det kan selektivt hemme visse uønskede mineraler i sulfidmalm, og dermed oppnå separasjon av målmineraler fra gangmineraler. Men etter flotasjon vil en stor mengde cyanid adsorberes på overflaten av sulfidmalm. I henhold til relevant forskning kan cyanidinnholdet på overflaten av sulfidmalmkonsentrater etter flotasjon i noen konsentratorer være så høyt som flere hundre milligram per kilogram.

farer

Fra et teknologisk perspektiv vil gjenværende cyanid forstyrre den påfølgende smelteprosessen. For eksempel, under smelting av kobbersulfidmalm, vil cyanid danne komplekser med kobber, noe som reduserer smelteeffektiviteten til kobber og øker energiforbruket. Fra et miljøperspektiv er cyanid et svært giftig stoff. Når avgangsavløpsvann som inneholder cyanid slippes ut i det naturlige miljøet, vil det forurense vannforekomster og jord, sette vannlevende organismer og omkringliggende vegetasjon i fare, og til og med utgjøre en trussel mot menneskers helse gjennom næringskjeden.

Metoder for fjerning av cyanid på sulfidmineraloverflater

Oksidasjonsmetode

1. Kjemisk oksidasjonsmetode

• Prinsipp: Bruk sterke oksidanter for å oksidere cyanid til mindre giftige eller ikke-giftige stoffer. Vanlige oksidanter inkluderer hydrogenperoksid (H2O2), natriumhypokloritt (NaClO), osv. Hvis vi tar hydrogenperoksid som et eksempel, er reaksjonsligningen: (2CN+5H2O2 = 2HCO3 + N2↑+4H2O).

• Driftsprosess : Først plasseres sulfidmalmmassen som inneholder cyanid i en reaksjonstank og pH-verdien til massen justeres til et passende område (vanligvis, for hydrogenperoksidoksidasjon er pH-verdien fortrinnsvis mellom 9 og 11). Deretter tilsettes hydrogenperoksidløsningen sakte under omrøring for å få oksidasjonsmidlet til å komme i full kontakt med og reagere med massen. Reaksjonstiden varierer vanligvis fra 1 til 3 timer, og den spesifikke tiden avhenger av cyanidkonsentrasjonen i massen og malmens egenskaper.

• Fordeler : Reaksjonshastigheten er relativt rask, og fjerningseffekten av cyanid er god, noe som kan redusere cyanidkonsentrasjonen til et relativt lavt nivå.

• Ulemper : Oksidanter som hydrogenperoksid er relativt kostbare, og for store mengder oksidanter kan påvirke påfølgende anriknings- eller smelteprosesser.

Adsorpsjonsmetode

1. Aktivert karbon-adsorpsjonsmetode

• Prinsipp : Aktivt kull har et stort spesifikt overflateareal og rike porestrukturer, som kan adsorbere cyanid på overflaten gjennom fysisk og kjemisk adsorpsjon.

• Fremgangsmåte : Tilsett aktivt kull til sulfidmalmmassen som inneholder cyanid og rør godt slik at det aktiverte kullet kommer i full kontakt med cyanidet i massen. Adsorpsjonstiden er vanligvis 30 minutter til 2 timer. Etter adsorpsjon, separer det aktiverte kullet fra massen ved filtrering eller andre metoder.

• Fordeler : Operasjonen er enkel, og den har en god adsorpsjonseffekt på cyanid med lav konsentrasjon. Aktivt kull kan regenereres og gjenbrukes.

• Ulemper : For høykonsentrert cyanid er adsorpsjonskapasiteten begrenset, og feil behandling av det adsorberte aktiverte kullet vil forårsake sekundær forurensning.

2.Ion - Bytteharpiksadsorpsjonsmetode

• Prinsipp : Ionebytterharpikser inneholder spesifikke funksjonelle grupper som kan utveksle med ionene i cyanid, og dermed adsorbere cyanid på harpiksen.

• Driftsprosess : Fyll ionebytterharpiksen i en utvekslingskolonne og la sulfidmalmmassen som inneholder cyanid passere gjennom utvekslingskolonnen. Kontroller massens strømningshastighet for å sikre at cyanidet utveksles fullstendig med harpiksen. Når harpiksen er mettet med adsorpsjon, bruk et spesifikt elueringsmiddel for å eluere og regenerere harpiksen.

• Fordeler : Den har høy adsorpsjonsselektivitet for cyanid og kan oppnå kontinuerlig drift.

• Ulemper : Kostnaden for harpiksen er høy, elueringsprosessen er relativt kompleks, og det kan genereres cyanidholdig elueringsavfallsvæske.

Andre metoder

1.Acid - Basenøytraliseringsmetode

• Prinsipp : Under visse forhold vil cyanid gjennomgå hydrolysereaksjoner i sure eller alkaliske miljøer for å generere mindre giftige eller ikke-giftige stoffer. For eksempel, i en sur tilstand vil cyanid reagere med hydrogenioner for å danne hydrocyansyre (HCN), som kan fjernes ved fordampning; i en alkalisk tilstand hydrolyseres cyanid for å danne cyanat og andre stoffer.

• Driftsprosess : Hvis sur hydrolyse benyttes, tilsett sakte sure løsninger som fortynnet svovelsyre til sulfidmalmmassen som inneholder cyanid, juster pH-verdien til 2–4 og luft deretter for å fordampe den genererte hydrocyansyren. Hvis alkalisk hydrolyse benyttes, tilsett alkaliske stoffer som natriumhydroksid, juster pH-verdien til 10–12 og la reaksjonen vare i en viss periode (vanligvis 2–4 timer).

• Fordeler : Kostnaden er relativt lav, og operasjonen er relativt enkel.

• Ulemper : Hydrocyansyren som dannes under sur hydrolyse er svært giftig og krever strenge beskyttelsestiltak; den alkaliske hydrolysereaksjonshastigheten er lav, og det kan fortsatt være en liten mengde cyanidrester etter behandling.

Prosessflytdesign for fjerning av cyanid på sulfidmineraloverflater

Forbehandlingsstadiet

1. Justering av masse : Juster konsentrasjonen av sulfidmalmmassen etter flotasjon. Vanligvis kontrolleres massekonsentrasjonen mellom 20 % og 40 % for påfølgende behandling. Samtidig registreres den innledende cyanidkonsentrasjonen i massen for å gi et grunnlag for å bestemme påfølgende prosessparametere.

2. Fjerning av urenheter : Fjern store partikler av urenheter og noen suspenderte faste stoffer i massen ved filtrering, sedimentering osv. for å forhindre at de forstyrrer påfølgende behandlingsprosesser.

Fjerningsstadiet

1. Metodevalg : Velg en passende fjerningsmetode i henhold til faktorer som cyanidkonsentrasjonen i massen, malmens egenskaper, behandlingskostnader og miljøvernkrav. For eksempel, for cyanid med høy konsentrasjon og tilfeller der kostnad ikke er et problem, kan den kjemiske oksidasjonsmetoden prioriteres. For cyanid med lav konsentrasjon og miljøbevisste tilfeller kan den biologiske oksidasjonsmetoden eller adsorpsjonsmetoden være mer egnet.

2. Kontroll av prosessparametere : Ta hydrogenperoksidoksidasjon i den kjemiske oksidasjonsmetoden som et eksempel, og kontroller strengt mengden tilsatt hydrogenperoksid (vanligvis beregnet i henhold til cyanidkonsentrasjonen og reaksjonsligningen), reaksjonstemperatur (vanligvis 20–30 ℃), pH-verdi (9–11) og omrøringshastighet (100–300 omdreininger per minutt) og andre parametere for å sikre effektiv reaksjon.

Etterbehandlingsstadiet

1. Separasjon av fast stoff og væske : Separer massen etter fjerning av cyanid ved filtrering, sentrifugering osv. for å oppnå rensede sulfidmalmkonsentrater og avløpsvann som inneholder en liten mengde cyanid.

2. Avløpsrensing : Videre behandling av det separerte avløpsvannet for å oppfylle nasjonale utslippsstandarder. Sekundær oksidasjon, adsorpsjon og andre metoder kan brukes til å fjerne cyanid i avløpsvannet for å sikre sikker utslipp.

Konklusjon

Det finnes ulike metoder for å fjerne cyanid på overflaten av sulfidmalm, og hver metode har sine egne fordeler og ulemper. I praktiske applikasjoner er det nødvendig å vurdere faktorer som malmegenskaper, cyanidkonsentrasjon, behandlingskostnader og miljøvernkrav for å velge passende metoder og prosessstrømmer. Med de stadig strengere miljøvernkravene og den kontinuerlige teknologiutviklingen, vil utviklingen av mer effektive, miljøvennlige og rimelige teknologier for å fjerne cyanid på overflaten av sulfidmalm være den viktigste forskningsretningen i fremtiden. Gjennom kontinuerlig prosessoptimalisering forventes det å oppnå nullutslipp av cyanid i tilvirknings- og smelteprosesser av sulfidmalm og fremme bærekraftig utvikling av ikke-jernholdig metallindustri.