Metódy a procesy na odstraňovanie kyanidu na sulfidových minerálnych povrchoch

úvod

V procesoch obohacovania a tavenia sulfidových rúd neželezných kovov sa kyanid často používa na zvýšenie miery výťažnosti kovov. Kyanid , ktorý zostáva na povrchu sulfidových rúd, však má nielen negatívny vplyv na následné procesné postupy, ale spôsobuje aj vážne environmentálne problémy. Preto má vývoj účinných a ekologických metód na odstraňovanie kyanidu z povrchu sulfidových rúd veľký praktický význam.

Aktuálna situácia a riziká zvyškov kyanidu na povrchoch sulfidových minerálov

Súčasná situácia

V tradičnom procese flotácie sulfidových rúd je kyanid široko používaný ako inhibítor. Môže selektívne inhibovať určité nežiaduce minerály v sulfidových rudách, čím sa dosiahne oddelenie cieľových minerálov od minerálov gangu. Ale po flotácii sa veľké množstvo kyanidu adsorbuje na povrchu sulfidových rúd. Podľa relevantných výskumov môže v niektorých koncentrátoroch obsah kyanidu na povrchu koncentrátov sulfidových rúd po flotácii dosahovať až niekoľko stoviek miligramov na kilogram.

nebezpečnosti

Z technologického hľadiska bude zvyšný kyanid interferovať s následným procesom tavenia. Napríklad počas tavenia rúd sulfidu meďnatého bude kyanid vytvárať komplexy s meďou, čím sa zníži účinnosť tavenia medi a zvýši sa spotreba energie. Z environmentálneho hľadiska je kyanid vysoko toxická látka. Keď sa odpadová voda z hlušiny s obsahom kyanidu vypúšťa do prírodného prostredia, znečisťuje vodné útvary a pôdu, ohrozuje vodné organizmy a okolitú vegetáciu a dokonca predstavuje hrozbu pre ľudské zdravie prostredníctvom potravinového reťazca.

Metódy odstraňovania kyanidu na sulfidových minerálnych povrchoch

Oxidačná metóda

1. Metóda chemickej oxidácie

• Princíp: Na oxidáciu kyanidu na menej toxické alebo netoxické látky použite silné oxidačné činidlá. Medzi bežné oxidačné činidlá patrí peroxid vodíka (H2O2), chlórnan sodný (NaClO) atď. Ako príklad si vezmime peroxid vodíka, jeho reakčná rovnica je: (2CN+5H2O2 = 2HCO3 + N2↑+4H2O).

• Pracovný postup : Najprv sa buničina zo sulfidovej rudy obsahujúca kyanid umiestni do reakčnej nádrže a upraví sa hodnota pH buničiny na vhodný rozsah (vo všeobecnosti sa pre oxidáciu peroxidom vodíka hodnota pH pohybuje medzi 9 – 11). Potom sa za stáleho miešania pomaly pridáva roztok peroxidu vodíka, aby sa oxidačné činidlo úplne dostalo do kontaktu a reagovalo s buničinou. Reakčný čas sa zvyčajne pohybuje od 1 do 3 hodín a konkrétny čas závisí od koncentrácie kyanidu v buničine a vlastností rudy.

• Výhody : Reakčná rýchlosť je relatívne rýchla a účinok odstraňovania kyanidu je dobrý, čo môže znížiť koncentráciu kyanidu na relatívne nízku úroveň.

• Nevýhody : Oxidačné činidlá, ako je peroxid vodíka, sú relatívne drahé a nadmerné množstvo oxidačných činidiel môže mať vplyv na následné procesy obohacovania alebo tavenia.

Adsorpčná metóda

1. Metóda adsorpcie aktívneho uhlia

• Princíp : Aktívne uhlie má veľký špecifický povrch a bohatú pórovitú štruktúru, ktoré dokážu adsorbovať kyanid na svoj povrch fyzikálnou a chemickou adsorpciou.

• Pracovný postup : Do buničiny sulfidovej rudy obsahujúcej kyanid pridajte aktívne uhlie a dôkladne premiešajte, aby sa aktívne uhlie úplne dostalo do kontaktu s kyanidom v buničine. Čas adsorpcie je zvyčajne 30 minút až 2 hodiny. Po adsorpcii oddeľte aktívne uhlie od buničiny filtráciou alebo iným spôsobom.

• Výhody : Obsluha je jednoduchá a má dobrý adsorpčný účinok na kyanidy s nízkou koncentráciou. Aktívne uhlie sa dá regenerovať a opätovne použiť.

• Nevýhody : Pri vysoko koncentrovaných kyanidoch je adsorpčná kapacita obmedzená a nesprávne spracovanie adsorbovaného aktívneho uhlia spôsobí sekundárne znečistenie.

2. Metóda adsorpcie iónomeničovej živice

• Princíp : Iónomeničové živice obsahujú špecifické funkčné skupiny, ktoré sa môžu vymieňať s iónmi v kyanide, čím adsorbujú kyanid na živici.

• Pracovný postup : Vložte iónomeničovú živicu do výmennej kolóny a nechajte sulfidovú rudu obsahujúcu kyanid prejsť cez výmennú kolónu. Kontrolujte prietok buničiny, aby ste zabezpečili úplnú výmenu kyanidu so živicou. Keď je živica nasýtená adsorpciou, použite špecifický eluent na eluovanie a regeneráciu živice.

• Výhody : Má vysokú adsorpčnú selektivitu pre kyanidy a umožňuje nepretržitú prevádzku.

• Nevýhody : Cena živice je vysoká, elučný proces je relatívne zložitý a môže vznikať elučná odpadová kvapalina obsahujúca kyanidy.

Iné metódy

1. Metóda acidobázickej neutralizácie

• Princíp : Za určitých podmienok kyanid podlieha hydrolýznym reakciám v kyslom alebo alkalickom prostredí za vzniku menej toxických alebo netoxických látok. Napríklad v kyslom prostredí kyanid reaguje s vodíkovými iónmi za vzniku kyseliny kyanovodíkovej (HCN), ktorú je možné odstrániť odparovaním; v alkalickom prostredí kyanid hydrolyzuje za vzniku kyanátu a iných látok.

• Prevádzkový postup : Ak sa použije kyslá hydrolýza, pomaly pridajte kyslé roztoky, ako je zriedená kyselina sírová, do sulfidovej rudy obsahujúcej kyanid, upravte hodnotu pH na 2 – 4 a potom prevzdušňujte, aby sa vyparila vytvorená kyselina kyanovodíková. Ak sa použije alkalická hydrolýza, pridajte alkalické látky, ako je hydroxid sodný, upravte hodnotu pH na 10 – 12 a nechajte reagovať určitý čas (zvyčajne 2 – 4 hodiny).

• Výhody : Cena je relatívne nízka a obsluha je relatívne jednoduchá.

• Nevýhody : Kyselina kyanovodíková, ktorá vzniká počas kyslej hydrolýzy, je vysoko toxická a vyžaduje prísne ochranné opatrenia; rýchlosť reakcie alkalickej hydrolýzy je pomalá a po spracovaní môže stále zostať malé množstvo zvyškov kyanidu.

Návrh toku procesu na odstraňovanie kyanidu na sulfidových minerálnych povrchoch

Fáza predúpravy

1. Úprava buničiny : Upravte koncentráciu buničiny sulfidovej rudy po flotácii. Vo všeobecnosti sa koncentrácia buničiny pre následné spracovanie kontroluje medzi 20 % – 40 %. Súčasne sa zistí počiatočná koncentrácia kyanidu v buničine, aby sa poskytol základ pre určenie následných procesných parametrov.

2. Odstraňovanie nečistôt : Odstráňte nečistoty vo forme veľkých častíc a niektoré suspendované látky z buničiny filtráciou, sedimentáciou atď., aby ste zabránili ich narušeniu následných procesov úpravy.

Fáza odstraňovania

1. Výber metódy : Vyberte vhodnú metódu odstraňovania podľa faktorov, ako je koncentrácia kyanidu v buničine, vlastnosti rudy, náklady na úpravu a požiadavky na ochranu životného prostredia. Napríklad pri vysokej koncentrácii kyanidu a v prípadoch, keď náklady nie sú problémom, sa môže uprednostniť chemická oxidačná metóda ; pri nízkej koncentrácii kyanidu a v prípadoch šetrných k životnému prostrediu môže byť vhodnejšia biologická oxidačná metóda alebo adsorpčná metóda.

2. Riadenie parametrov procesu : Na príklade oxidácie peroxidom vodíka v metóde chemickej oxidácie sa prísne kontroluje množstvo pridaného peroxidu vodíka (zvyčajne vypočítané podľa koncentrácie kyanidu a reakčnej rovnice), reakčná teplota (zvyčajne 20 – 30 ℃), hodnota pH (9 – 11) a rýchlosť miešania (100 – 300 otáčok za minútu) a ďalšie parametre, aby sa zabezpečila účinná reakcia.

Fáza po ošetrení

1. Separácia tuhých a kvapalín : Po odstránení kyanidu sa buničina oddelí filtráciou, odstredením atď., čím sa získajú vyčistené koncentráty sulfidových rúd a odpadová voda obsahujúca malé množstvo kyanidu.

2. Čistenie odpadových vôd : Oddelenú odpadovú vodu ďalej upravte tak, aby spĺňala národné normy pre vypúšťanie. Na dôkladné odstránenie kyanidu z odpadovej vody a zabezpečenie bezpečného vypúšťania možno použiť sekundárnu oxidáciu, adsorpciu a ďalšie metódy.

Záver

Existujú rôzne metódy na odstraňovanie kyanidu na povrchu sulfidových rúd a každá metóda má svoje výhody a nevýhody. V praktických aplikáciách je potrebné komplexne zvážiť faktory, ako sú vlastnosti rudy, koncentrácia kyanidu, náklady na úpravu a požiadavky na ochranu životného prostredia, aby sa vybrali vhodné metódy a toky procesov. S čoraz prísnejšími požiadavkami na ochranu životného prostredia a neustálym technologickým pokrokom bude vývoj efektívnejších, ekologickejších a lacnejších technológií na odstraňovanie kyanidu z povrchu sulfidových rúd kľúčovým smerom výskumu v budúcnosti. Prostredníctvom kontinuálnej optimalizácie procesov sa očakáva dosiahnutie nulového vypúšťania kyanidu v procesoch spracovania a tavenia sulfidových rúd a podpora trvalo udržateľného rozvoja priemyslu neželezných kovov.