Методы и процессы удаления цианида с поверхностей сульфидных минералов

Введение

В процессах обогащения и плавки сульфидных руд цветных металлов для повышения степени извлечения металлов часто используется цианид . Однако цианид , остающийся на поверхности сульфидных руд, не только негативно влияет на последующие технологические процессы, но и вызывает серьезные экологические проблемы. Поэтому разработка эффективных и экологически безопасных методов удаления цианида с поверхности сульфидных руд имеет большое практическое значение.

Текущая ситуация и опасности остатков цианида на поверхностях сульфидных минералов

Текущая ситуация

В традиционном процессе флотации сульфидных руд цианид широко используется в качестве ингибитора. Он может селективно ингибировать некоторые нежелательные минералы в сульфидных рудах, тем самым достигая отделения целевых минералов от пустых минералов. Но после флотации большое количество цианида будет адсорбироваться на поверхности сульфидных руд. Согласно соответствующим исследованиям, на некоторых обогатительных фабриках содержание цианида на поверхности концентратов сульфидных руд после флотации может достигать нескольких сотен миллиграммов на килограмм.

опасности

С технологической точки зрения оставшийся цианид будет мешать последующему процессу плавки. Например, при плавке медных сульфидных руд цианид будет образовывать комплексы с медью, снижая эффективность плавки меди и увеличивая потребление энергии. С экологической точки зрения цианид является высокотоксичным веществом. Когда сточные воды хвостохранилищ, содержащие цианид, сбрасываются в окружающую среду, он загрязняет водоемы и почву, подвергает опасности водные организмы и окружающую растительность и даже представляет угрозу для здоровья человека через пищевую цепочку.

Методы удаления цианида с поверхностей сульфидных минералов

Метод окисления

1.Метод химического окисления

• Принцип: Использование сильных окислителей для окисления цианида до менее токсичных или нетоксичных веществ. К распространенным окислителям относятся перекись водорода (H2O2), гипохлорит натрия (NaClO) и др. В качестве примера рассмотрим перекись водорода, уравнение реакции выглядит следующим образом: (2CN + 5H2O2 = 2HCO3 + N2↑ + 4H2O).

• Процесс проведения реакции : Сначала поместите пульпу из сульфидной руды, содержащую цианид, в реакционный резервуар и отрегулируйте значение pH пульпы до соответствующего диапазона (как правило, для окисления перекисью водорода предпочтительное значение pH находится в пределах 9–11). Затем медленно добавляйте раствор перекиси водорода, постоянно помешивая, чтобы окислитель полностью соприкоснулся с пульпой и прореагировал с ней. Время реакции обычно составляет от 1 до 3 часов, а конкретное время зависит от концентрации цианида в пульпе и свойств руды.

• Преимущества : Скорость реакции относительно высока, а эффект удаления цианида хороший, что позволяет снизить концентрацию цианида до относительно низкого уровня.

• Недостатки : Окислители, такие как перекись водорода, относительно дороги, а избыток окислителей может повлиять на последующие процессы обогащения или плавки.

Метод адсорбции

1.Метод адсорбции активированным углем

• Принцип действия : Активированный уголь обладает большой удельной поверхностью и богатой пористой структурой, что позволяет ему адсорбировать цианид на своей поверхности посредством физической и химической адсорбции.

• Технологический процесс : Добавьте активированный уголь в пульпу из сульфидной руды, содержащую цианид, и тщательно перемешайте, чтобы активированный уголь полностью соприкоснулся с цианидом в пульпе. Время адсорбции обычно составляет от 30 минут до 2 часов. После адсорбции отделите активированный уголь от пульпы фильтрацией или другими способами.

• Преимущества : Простота в эксплуатации, хороший адсорбционный эффект по отношению к цианиду низкой концентрации. Активированный уголь можно регенерировать и использовать повторно.

• Недостатки : При высоких концентрациях цианида адсорбционная способность ограничена, а неправильная обработка адсорбированного активированного угля приведет к вторичному загрязнению.

2. Метод адсорбции ионообменной смолой

• Принцип действия : Ионообменные смолы содержат специфические функциональные группы, способные обмениваться с ионами цианида, тем самым адсорбируя цианид на смоле.

• Технологический процесс : Загрузите ионообменную смолу в ионообменную колонку и пропустите через нее пульпу из сульфидной руды, содержащую цианид. Контролируйте скорость потока пульпы, чтобы обеспечить полный обмен цианида со смолой. Когда смола насытится адсорбцией, используйте специальный элюент для элюирования и регенерации смолы.

• Преимущества : Обладает высокой селективностью адсорбции цианида и позволяет осуществлять непрерывную работу.

• Недостатки : высокая стоимость смолы, относительно сложный процесс элюирования, а также возможно образование сточных вод, содержащих цианид.

Другие методы

1.Метод кислотно-щелочной нейтрализации

• Принцип действия : При определенных условиях цианид подвергается реакциям гидролиза в кислой или щелочной среде, образуя менее токсичные или нетоксичные вещества. Например, в кислой среде цианид реагирует с ионами водорода, образуя синильную кислоту (HCN), которая может быть удалена путем испарения; в щелочной среде цианид гидролизуется, образуя цианат и другие вещества.

• Технологический процесс : При использовании кислотного гидролиза медленно добавляют кислые растворы, такие как разбавленная серная кислота, к пульпе сульфидной руды, содержащей цианид, регулируют значение pH до 2–4, а затем аэрируют для испарения образовавшейся синильной кислоты. При использовании щелочного гидролиза добавляют щелочные вещества, такие как гидроксид натрия, регулируют значение pH до 10–12 и проводят реакцию в течение определенного времени (обычно 2–4 часа).

• Преимущества : относительно низкая стоимость и относительно простота в эксплуатации.

• Недостатки : Циановая кислота, образующаяся в процессе кислотного гидролиза, высокотоксична и требует строгих мер защиты; скорость реакции щелочного гидролиза низкая, и после обработки может оставаться небольшое количество цианидного остатка.

Проектирование технологического процесса удаления цианида с поверхностей сульфидных минералов

Стадия предварительной обработки

1. Регулировка пульпы : Регулировка концентрации пульпы из сульфидной руды после флотации. Как правило, концентрация пульпы контролируется в диапазоне 20–40% для последующей обработки. Одновременно определяется исходная концентрация цианида в пульпе, что служит основой для определения последующих параметров процесса.

2. Удаление примесей : Удаление крупных частиц примесей и некоторых взвешенных твердых частиц из пульпы путем фильтрации, осаждения и т. д., чтобы предотвратить их влияние на последующие процессы обработки.

Стадия удаления

1. Выбор метода : Выберите подходящий метод удаления в зависимости от таких факторов, как концентрация цианида в пульпе, свойства руды, стоимость обработки и требования по охране окружающей среды. Например, при высокой концентрации цианида и в случаях, когда стоимость не имеет значения, приоритет может быть отдан методу химического окисления ; при низкой концентрации цианида и в случаях, требующих соблюдения экологических норм, более подходящими могут быть метод биологического окисления или метод адсорбции.

2. Контроль параметров процесса : На примере окисления перекисью водорода методом химического окисления необходимо строго контролировать количество добавляемой перекиси водорода (обычно рассчитываемое в соответствии с концентрацией цианида и уравнением реакции), температуру реакции (обычно 20–30 ℃), значение pH (9–11), скорость перемешивания (100–300 оборотов в минуту) и другие параметры для обеспечения эффективности реакции.

Стадия после лечения

1. Разделение твердых и жидких фаз : Разделение пульпы после удаления цианида путем фильтрации, центрифугирования и т. д. для получения очищенных концентратов сульфидной руды и сточных вод, содержащих небольшое количество цианида.

2. Очистка сточных вод : Дополнительная очистка отделенных сточных вод для соответствия национальным стандартам сброса. Для глубокого удаления цианида из сточных вод и обеспечения безопасного сброса могут использоваться вторичное окисление, адсорбция и другие методы.

Заключение

Существуют различные методы удаления цианида с поверхности сульфидных руд, и каждый метод имеет свои преимущества и недостатки. В практических приложениях необходимо всесторонне учитывать такие факторы, как свойства руды, концентрация цианида, стоимость обработки и требования по охране окружающей среды, чтобы выбрать соответствующие методы и технологические процессы. С учетом все более строгих требований по охране окружающей среды и непрерывного прогресса технологий разработка более эффективных, экологически чистых и недорогих технологий удаления цианида с поверхности сульфидных руд станет ключевым направлением исследований в будущем. Ожидается, что за счет непрерывной оптимизации процесса будет достигнут нулевой выброс цианида в процессах обогащения и плавки сульфидных руд и будет способствовать устойчивому развитию цветной металлургии.