Каковы процессы удаления цианида натрия из золотосодержащих хвостов?

Введение

В золотодобывающей промышленности цианид широко используется в процессе извлечения золота благодаря своей эффективности в растворении золота из руды. Однако присутствие цианида в отходах обогащения представляет значительные экологические риски и риски для безопасности. В результате разработка и внедрение эффективных процессов удаления цианида имеют первостепенное значение. В данной статье рассматриваются различные процессы удаления цианида, используемые при обработке золотосодержащих отходов обогащения , с целью предоставления всестороннего понимания доступных технологий.

Метод щелочного хлорирования

Принцип

Щелочное хлорирование — один из наиболее распространенных методов удаления цианида. В этом методе хлорсодержащие окислители добавляются в хвостохранилище в щелочной среде. Хлор реагирует с цианид-ионами (CN-) с образованием менее токсичных продуктов. Реакция протекает в два основных этапа. На первом этапе цианид окисляется до цианата (CNO-), а на втором этапе цианат далее разлагается на газообразный азот, диоксид углерода и другие безвредные вещества.

Преимущества

• Высокая эффективность : Позволяет эффективно снижать высокие концентрации цианида в отходах золотодобычи до соответствия нормативным требованиям по сбросу отходов.

• Широкое применение : подходит для широкого спектра отходов обогащения с различной концентрацией и составом цианида.

• Хорошо зарекомендовавшая себя технология : Процесс хорошо изучен, и имеется обширный промышленный опыт его применения.

Недостатки

• Коррозионно-активные реагенты : Окислители на основе хлора могут вызывать коррозию оборудования, что приводит к увеличению затрат на техническое обслуживание и сокращению срока службы оборудования.

• Токсичные побочные продукты : В ходе реакции существует риск образования токсичных побочных продуктов, таких как хлор, если процесс не контролируется должным образом.

• Высокий расход химикатов : Требуется относительно большое количество окислителей на основе хлора, что может увеличить эксплуатационные расходы.

Кейсы

На золотодобывающем руднике для обработки хвостов, содержащих цианид, использовался метод щелочного хлорирования. Тщательно контролируя pH пульпы хвостов на уровне около 10-11 и добавляя соответствующее количество отбеливающего порошка (обычный окислитель на основе хлора), общее содержание цианида в хвостах было снижено с начальной концентрации 200 мг/л до менее 0.1 мг/л после обработки. Обработанные хвосты соответствовали местным стандартам выбросов в окружающую среду.

Процесс INCO (процесс диоксид серы - воздух)

Принцип

Процесс INCO, также известный как процесс диоксида серы - воздуха, является еще одной важной технологией удаления цианида. В этом процессе диоксид серы и воздух вводятся в пульпу хвостов в присутствии медного катализатора. Диоксид серы окисляется до сульфата, а кислород в воздухе помогает в окислении цианида. Медный катализатор ускоряет скорость реакции, превращая цианид в диоксид углерода, азот и другие вещества.

Преимущества

• Меньшее потребление химикатов : по сравнению с некоторыми другими методами, он требует меньшего количества химикатов, поскольку использует воздух в качестве источника окислителя.

• Снижение образования токсичных побочных продуктов : по сравнению со щелочным хлорированием образуется меньше токсичных побочных продуктов, что делает этот метод более экологичным.

• Экономическая эффективность : Может быть экономически выгодным для крупномасштабных операций благодаря относительно низкой стоимости диоксида серы и воздуха.

Недостатки

• Требования к катализатору : Необходимость в медном катализаторе усложняет процесс. Катализатор требует тщательного обслуживания и контроля, а его потеря или деактивация могут повлиять на эффективность процесса.

• Чувствительность к pH : Процесс чувствителен к pH хвостохранилища. Для эффективного удаления цианида необходимо поддерживать оптимальные условия pH, обычно в диапазоне 8–9.

• Более низкая скорость реакции : Скорость реакции относительно ниже по сравнению с некоторыми другими процессами окисления, которые могут потребовать реакционных сосудов большего размера и более длительного времени пребывания.

Кейсы

Крупномасштабная операция по добыче золота внедрила процесс INCO. Установив специальную реакционную систему для введения диоксида серы и воздуха и тщательно контролируя дозировку медного катализатора, они смогли снизить концентрацию цианида в своих хвостах со 150 мг/л до менее 50 мг/л. Это соответствовало принятым в отрасли требованиям к уровню слабокислотно-диссоциируемого (WAD) цианида для утилизации хвостов.

Биологические методы очистки

Принцип

Биологическая обработка цианидсодержащих золотых хвостов включает использование микроорганизмов, таких как бактерии и грибы. Эти микроорганизмы могут метаболизировать цианид как источник азота или углерода. Например, некоторые бактерии могут преобразовывать цианид в аммиак посредством ферментативных реакций. Общий процесс представляет собой сложную серию биохимических реакций, в которых микроорганизмы расщепляют молекулу цианида при определенных условиях окружающей среды, таких как соответствующая температура, pH и доступность питательных веществ.

Преимущества

• Экологичность : Биологическая обработка является более устойчивым вариантом, поскольку не вносит дополнительных вредных химических веществ в окружающую среду.

• Низкая стоимость : После того, как микробная культура сформирована, эксплуатационные расходы могут быть относительно низкими, поскольку микроорганизмы способны к самовоспроизведению и использованию природных питательных веществ.

• Селективная обработка : Некоторые микроорганизмы способны избирательно воздействовать на цианид, оставляя другие ценные минералы в отходах нетронутыми.

Недостатки

• Медленный процесс : Биологические процессы, как правило, протекают с более низкой скоростью по сравнению с методами химического окисления. Это может потребовать использования крупномасштабных биореакторов и длительного времени обработки.

• Чувствительность к условиям окружающей среды : Микроорганизмы крайне чувствительны к изменениям температуры, pH и наличию других токсичных веществ в отходах обогащения. Даже незначительные изменения могут нарушить микробную активность и снизить эффективность удаления цианида.

• Сложности запуска : Создание стабильной и эффективной микробной культуры для разложения цианида может быть непростой задачей. Это требует тщательного отбора и акклиматизации соответствующих микроорганизмов.

Кейсы

На золотом руднике экспериментировали с биологической системой очистки. Они использовали специально разработанный биореактор, заполненный консорциумом бактерий, разрушающих цианид. После длительной эксплуатации и постоянной оптимизации условий окружающей среды в биореакторе им удалось снизить концентрацию цианида в хвостах с 80 мг/л до примерно 10 мг/л. Однако этот процесс потребовал нескольких месяцев запуска и настройки для достижения стабильной производительности.

Процесс промывки хвостов и зачистки пруда (WPS)

Принцип

Процесс WPS состоит из двух основных этапов: промывка хвостового шлама и очистка пруда или резервуара от цианида. На этапе промывки для промывки хвостового шлама используются противоточные высокоскоростные сгустители. Это помогает удалить из хвостов значительное количество раствора, содержащего цианид. Затем слив сгустителя, содержащий цианид, подвергается очистке пруда или резервуара. В процессе очистки богатый цианидом раствор подвергается воздействию воздуха или других отгоночных агентов. Цианид в виде цианистого водорода отгоняется из раствора и может быть восстановлен или подвергнут дальнейшей обработке. Отогнанная вода может быть возвращена обратно на стадию промывки, что помогает в управлении водным балансом.

Преимущества

• Извлечение ресурсов : Этот процесс позволяет извлекать цианид, который может быть повторно использован в процессе выщелачивания, что снижает общее потребление цианида на руднике.

• Управление водными ресурсами : Переработка очищенной воды помогает поддерживать водный баланс в горнодобывающем производстве, снижая потребность в заборе пресной воды и минимизируя сброс сточных вод.

• Использование существующей инфраструктуры : В процессе WPS часто можно использовать существующую инфраструктуру предприятия, такую ​​как сгустители и пруды-отстойники для технологической воды, что снижает потребность в крупных капиталовложениях.

Недостатки

• Сложность процесса : Процесс включает в себя множество этапов и требует тщательного контроля таких параметров, как эффективность промывки, скорость отжима и коэффициенты рециркуляции воды.

• Эффективность извлечения цианида : На эффективность извлечения цианида могут влиять такие факторы, как исходная концентрация цианида в отходах обогащения, качество операций промывки и отгонки, а также наличие других мешающих веществ.

• Проблемы, связанные с запахом и безопасностью : В процессе отгонки может выделяться цианистый водород, обладающий сильным запахом и высокой токсичностью. Необходимо принять надлежащие меры безопасности для предотвращения утечки газа и обеспечения безопасности работников.

Кейсы

Золотодобывающая компания внедрила процесс WPS. Модернизировав имеющиеся у них сгустители для улучшенной промывки и построив крытый пруд для десорбции цианида, они смогли достичь степени извлечения цианида до 70%. Извлеченный цианид был успешно возвращен обратно в цикл выщелачивания, что значительно сократило их затраты на покупку цианида.

Заключение

Удаление цианида из хвостов золотодобычи имеет решающее значение для защиты окружающей среды и устойчивых методов добычи. Каждый из рассмотренных процессов удаления цианида, включая щелочное хлорирование, процесс INCO, биологическую очистку и процесс WPS, имеет свои собственные уникальные преимущества и недостатки. Выбор наиболее подходящего процесса зависит от различных факторов, таких как начальная концентрация цианида в хвостах, состав хвостов, имеющаяся инфраструктура и анализ затрат и выгод. Во многих случаях может потребоваться сочетание этих процессов для достижения наиболее эффективного и экономически выгодного удаления цианида. Поскольку горнодобывающая промышленность продолжает сталкиваться с растущим контролем за окружающей средой, постоянные исследования и разработки в области технологий удаления цианида будут иметь важное значение для обеспечения более чистого и устойчивого будущего.