Experimentálna štúdia metód úpravy kvapaliny chudobnej na kyanid v zlatej bani

úvod

V priemysle ťažby zlata má veľký význam spracovanie kvapalín chudobných na kyanid . Kvapaliny chudobné na kyanid, ako napríklad roztok po extrakcii zlata v procese kyanidácie, obsahujú rôzne znečisťujúce látky, najmä kyanidové zlúčeniny, ktoré môžu spôsobiť vážne znečistenie životného prostredia, ak sa nespracujú správne. Preto je vývoj účinných a nákladovo efektívnych metód spracovania kvapalín chudobných na kyanid naliehavou úlohou. Tento blogový príspevok sa zameriava na experimentálnu štúdiu metód spracovania kvapalín chudobných na kyanid v určitej zlatej bani s cieľom poskytnúť cenné poznatky a referencie pre toto odvetvie.

Prehľad metód úpravy kvapalín s nízkym obsahom kyanidov

Metódy úpravy kvapalín chudobných na kyanid možno vo všeobecnosti rozdeliť do dvoch kategórií: metódy čistenia a metódy regenerácie (obnovy).

Spôsoby čistenia

1. Metóda oxidácie alkalických kyselín a chlóru

• Ide o relatívne vyspelý spôsob ničenia kyanidov v odpadových vodách a široko sa používa v galvanických zariadeniach, koksovniach a závodoch na tavenie zlata. Pri pH 11 – 12 sa kyanidy a komplexné ióny kovov v odpadových vodách obsahujúcich kyanidy oxidujú na kyanáty a potom sa pridáva chlór, aby sa oxidovali na oxid uhličitý , dusík atď.

• Výhody : Proces je relatívne vyspelý, s dobrými liečebnými účinkami a širokým uplatnením. Proces úpravy sa dá ľahko automatizovať.

• Nevýhody : Kyanidy sa nedajú recyklovať, náklady na úpravu sú vysoké a nedokážu odstrániť komplexy železa s kyanidom. Existuje aj problém sekundárneho znečistenia.

2. Metóda oxidácie oxidu siričitého vzduchom

• V miešanej nádobe sa pridá odpadová kvapalina a zavedie sa vzduch a SO₂ (kvapalina alebo plyn, alebo roztok siričitanu, alebo získaný spaľovaním elementárnej síry). Hodnota pH sa udržiava na hodnote 7 – 10 a na neutralizáciu kyseliny vznikajúcej počas oxidačnej reakcie sa používa vápno. Reakcia vyžaduje prítomnosť rozpustnej medi (ako katalyzátora).

• Metóda Inco-SO₂/oxidácie vzduchu dokáže rozložiť všetky kyanidy vrátane kyanidov železa a kyanidy železa sa dajú vyzrážať a odstrániť pomocou niektorých bezpečných a lacných činidiel.

3. Metóda peroxidu vodíka

• Tento proces je vhodný na čistenie odpadových vôd s nízkou koncentráciou kyanidov. Peroxid vodíka môže oxidovať kyanid v hlušine na relatívne slabú a ľahko hydrolyzovateľnú kyselinu kyanovú (HCNO), ktorá sa potom odstráni ďalšou oxidáciou a hydrolýzou.

4. Metóda oxidácie ozónom

• Ozón je silné oxidačné činidlo. Pri použití na čistenie odpadových vôd obsahujúcich kyanidy je jeho čistenie komplexnejšie ako metóda alkalickej oxidácie s chlórom a má lepšie účinky na odstránenie kyanidov. Po ozonizácii sa zvýši obsah rozpusteného kyslíka v roztoku odpadovej vody, ktorý sa môže vrátiť do kyanidačného systému na recykláciu, čo uľahčuje rozpúšťanie zlata a zlepšuje účinnosť lúhovania zlata.

• Výhody : Obsluha je jednoduchá a pohodlná, ľahko sa ovláda a stupeň automatizácie výroby je vysoký. Ozón je možné vyrábať priamo na mieste, čo má veľký význam pre kyanidačné zariadenia s nepraktickou dopravou, ale dostatočným zdrojom energie. Účinnosť čistenia je vysoká a nevzniká žiadne sekundárne znečistenie.

• Nevýhody : Spotreba energie na výrobu ozónu je veľká a výrobné náklady sú vysoké, čo obmedzuje jeho široké použitie.

5. Metóda elektrolytickej oxidácie

• Pred elektrolýzou najskôr upravte pH kvapaliny chudobnej na kyanid na > 7. Pridajte malé množstvo soli, ako anódu použite grafit a ako katódu titánovú dosku a ako elektrolyt použite alkalický vodný roztok medi a zinku. Pri prechode jednosmerného prúdu sa na katóde vytvára kovová meď a zinok a tiež sa vytvára vodík. Na anóde sa CN⁻ oxiduje na CNO⁻, CO₂, N₂ a Cl⁻ sa oxiduje na Cl₂ a Cl₂ vstupuje do roztoku za vzniku HClO.

6. Metóda mikrobiálnej oxidácie

• Táto metóda využíva biochemické vlastnosti mikroorganizmov na rozklad kyanidov, tiokyanátov a kyanidov železa, pričom vzniká amoniak, oxid uhličitý a sírany, alebo hydrolyzuje kyanidy na formamid. Zároveň baktérie adsorbujú ióny ťažkých kovov, čo spôsobuje ich odpadnutie s biofilmom a ich odstránenie.

• Dôležitá vlastnosť : Teplota sa musí neustále udržiavať nad 10 ℃, aby sa zachovala primeraná rýchlosť odstraňovania kyanidu.

Metódy obnovy (regenerácie)

1. Metóda okysľovania

• Hlavným princípom tejto metódy je pridanie kyseliny sírovej do odpadovej vody obsahujúcej kyanidy, úprava pH na približne 1.5 a premena CN⁻ na HCN. Unikajúci plynný HCN sa zavádza do absorbéra a absorbuje sa alkalickým roztokom (roztok hydroxidu sodného alebo hydroxidu vápenatého), čím sa získa 20 % – 30 % roztok kyanidu, ktorý je možné recyklovať.

• Výhody : Tento proces môže maximalizovať výťažnosť kyanidov, zlepšiť efektívnu mieru využitia kyanidov a znížiť výrobné náklady.

• Nevýhody : Jednorazové investičné náklady sú vysoké, procesný postup je zložitý a pre upravenú zvyškovú kvapalinu obsahujúcu kyanid je ťažké splniť normy pre vypúšťanie.

2. Metóda iónovej výmeny

• Pri úprave kvapalín chudobných na kyanidy sa na obohatenie kyanidov môžu použiť iónomeničové živice.

3. Metóda adsorpcie

• Adsorpcia aktívneho uhlia : Adsorpcia aktívneho uhlia závisí hlavne od jeho početných vnútorných pórov a veľkého špecifického povrchu. Proces adsorpcie zahŕňa fyzikálnu adsorpciu a chemickú adsorpciu. Odstraňovanie kyanidu prebieha hlavne tromi spôsobmi: oxidáciou, hydrolýzou a stripovaním. Hlavným procesom je oxidačná rozkladná reakcia kyanidov v odpadovej vode obsahujúcej kyanid peroxidom vodíka na povrchu aktívneho uhlia.

4. Metóda extrakcie rozpúšťadlom

• Rozpúšťadlá sa používajú na extrakciu cenných zložiek a kyanidov z kvapaliny chudobnej na kyanidy.

5. Metóda kvapalnej membrány

• Pri úprave kvapalín chudobných na kyanidy sa používa hlavne systém olej vo vode. Základný princíp je: najprv sa odpadová voda obsahujúca kyanidy okyslí, aby sa kyanidové ióny v nej premenili na HCN. HCN prechádza cez membránu olejovej fázy do vnútornej vodnej fázy a potom reaguje s NaOH za vzniku NaCN.

6. Metóda elektrodialýzy

• Táto metóda využíva elektrické pole na riadenie migrácie iónov cez iónomeničové membrány, aby sa dosiahla separácia a regenerácia látok.

Experimentálna štúdia kvapaliny chudobnej na kyanid zo zlatej bane

Pozadie experimentu

Kvapalina chudobná na kyanidy z istej zlatej bane má obzvlášť vysoký celkový obsah kyanidov, dosahujúci až 13000 XNUMX mg/l. Takáto odpadová voda s vysokou koncentráciou kyanidov predstavuje veľkú hrozbu pre životné prostredie a vyžaduje si účinné čistenie.

Experimentálne metódy

1. Metóda adsorpcie H₂O₂ + ClO₂ + C

• Pri tejto metóde sa najprv ako oxidačné činidlá použije peroxid vodíka (H₂O₂) a oxid chloričitý (ClO₂) na oxidáciu kyanidov v kvapaline chudobnej na kyanidy. Potom sa vykoná adsorpcia aktívnym uhlím (C) na ďalšie odstránenie zostávajúcich znečisťujúcich látok.

2. Trojstupňová oxidácia (H₂O₂ + katalyzátor „M“) + chlórácia, aerácia + metóda adsorpcie uhlíka

• Trojstupňová oxidácia : Na trojstupňovú oxidáciu sa používa peroxid vodíka (H₂O₂) a špecifický katalyzátor „M“. Cieľom je zabezpečiť dôkladnejšiu oxidáciu rôznych kyanidových zlúčenín vrátane komplexných kyanidov.

• Chlórové prevzdušňovanie : Po trojstupňovej oxidácii sa vykoná chlórové prevzdušňovanie. Počas prevzdušňovania sa do kvapaliny zavádza chlór, ktorý môže ďalej oxidovať zostávajúce látky súvisiace s kyanidom a niektoré ďalšie redukovateľné znečisťujúce látky.

• C Adsorpcia : Nakoniec sa na adsorpciu zostávajúcich jemnozrnných znečisťujúcich látok a akýchkoľvek zvyškových látok súvisiacich s kyanidom použije adsorpcia aktívnym uhlím, aby sa dosiahol cieľ čistenia kvapaliny chudobnej na kyanid.

Experimentálne výsledky a porovnanie

1. Metóda adsorpcie H₂O₂ + ClO₂ + C

• Táto metóda dosiahla určitý stupeň odstránenia kyanidu, ale konečný celkový obsah kyanidu v upravenej kvapaline bol stále relatívne vysoký a nespĺňal prísne národné normy pre vypúšťanie.

2. Trojstupňová oxidácia (H₂O₂ + katalyzátor „M“) + chlórácia, aerácia + metóda adsorpcie uhlíka

• Táto metóda ukázala uspokojivejšie výsledky. Konečný celkový obsah kyanidov sa znížil na 0.44 mg/l, čo spĺňa národné normy pre vypúšťanie odpadových vôd. Okrem toho obsah ďalších ťažkých kovov tiež spĺňal príslušné požiadavky národných noriem.

• Nákladová efektívnosť : Z hľadiska nákladov, hoci trojstupňový oxidačný proces s katalyzátorom a dodatočným chlórovaním a prevzdušňovaním vyžaduje zložitejšie operácie a použitie určitých katalyzátorov a chlóru, celkovo sú náklady v porovnaní s niektorými inými príliš zložitými alebo nákladnými metódami relatívne rozumné. Dokáže účinne spracovať kvapaliny s vysokou koncentráciou kyanidu a zároveň kontrolovať náklady v prijateľnom rozsahu.

Záver

Čistenie kvapaliny chudobnej na kyanid v zlatých baniach je zložitá, ale kľúčová úloha. Prostredníctvom experimentálnej štúdie kvapaliny chudobnej na kyanid v určitej zlatej bani je zrejmé, že rôzne metódy čistenia majú svoje výhody a nevýhody. Metóda trojstupňovej oxidácie (H₂O₂ + katalyzátor „M“) + chlorácie, prevzdušňovania + adsorpcie C vykazuje relatívne ideálne účinky čistenia a nákladovú efektívnosť pre kvapalinu chudobnú na kyanid s vysokým celkovým obsahom kyanidu v tejto zlatej bani. V budúcnosti je však potrebný neustály výskum a zlepšovanie, aby sa vyvinuli účinnejšie, nákladovo efektívnejšie a ekologickejšie metódy čistenia, ktoré by lepšie spĺňali požiadavky ochrany životného prostredia a trvalo udržateľného rozvoja v priemysle ťažby zlata.