Procesi i trajtimit të ujërave të zeza për nxjerrjen e arit të cianidit

Në momentin e tanishëmNt, i/e/të cyanideNxjerrja e arit metoda është një nga MAin Procesi i pjekures për Shkrirja e arit in Kinë. Ajo Përdortretësirë ​​cianidi për të nxjerrë flori nga xehet, me përmbajtje të lartë shkalla e rikuperimit, përshtatshmëri e fortë ndaj xehes Pronatdhe aftësinë për të prodhuar ar në vend. Që nga përdorimi i parë i cyanide zgjidhje për leACH ari nga xehet në 1887. kjo metodë është aplikuar gjerësisht deri më tani. Megjithatë, Nxjerrja e arit me cianid gjeneron një sasi të madhe të toksik dhe substanca të dëmshme, duke paraqitur një kërcënim të madh për mjedisin përreth mjedis dhe njerëzit. Prandaj, për të zvogëluar dëmin, është e nevojshme të studiohet Metodat e trajtimit of Nxjerrja e arit me cianur mbeturinaujëNjë numër i madh studiuesish kanë përmbledhur metodat e trajtimit, parimet kimikeCIPles, dhe tendencat e zhvillimit të Ujëra të zeza që përmbajnë cianid, por shumica e tyre diskutojnë vetëm një ose dy metoda. Prandaj, ky artikull kryen një analizë të detajuar të metodave të ndryshme të trajtimit për Cyanidenxjerrja e arit ujërat e zeza të aplikuara aktualisht në industri, krahason avantazhet, disavantazhet dhe skenarët e aplikimit të secilës metodë, e cila ka një rëndësi të caktuar udhëzuese për të ngjashme aplikacionet në fakt prodhim.

I. Burimet dhe rreziqet e cianurit Nxjerrja e arit Ujërave të zeza

Parimi kryesor i nxjerrjes së arit me cianur është se në një mjedis aerob , cianidi i natriumit reagon me arin për të formuar komplekse ari , të cilat më pas treten. Pas kësaj, ari mund të nxirret me anë të pasurimit nëpërmjet adsorbimit të karbonit të aktivizuar ose të zëvendësohet nga pluhuri i zinkut nga cianidi i arit. Në të njëjtën kohë, metale të tjera të rënda si argjendi , bakri dhe zinku gjithashtu formojnë komplekse dhe treten.

Cianidet e përdorura në reaksion dhe komplekset e prodhuara janë të gjitha substanca toksike dhe të dëmshme. Cianidi i natriumit hidrolizohet lehtë dhe është një substancë shumë toksike e Klasit 1 , me një dozë vdekjeprurëse prej 0.10 g. Kur cianidet rrjedhin në trupat ujorë, kjo është jashtëzakonisht e dëmshme për organizmat në ujë dhe do të shkaktojë një kërcënim të madh për njerëzit dhe mjedisin përreth . Prandaj, trajtimi i ujërave të ndotura të nxjerrjes së arit me cianur është me rëndësi të madhe.

II. Metodat kryesore të trajtimit për ujërat e zeza të nxjerrjes së arit të cianidit

Metoda Alkaline e Klorifikimit

Metoda e klorinimit alkalik është aktualisht një nga metodat më të përdorura për trajtimin e ujërave të ndotura që përmbajnë cianur nga nxjerrja e arit me cianur. Ajo përdor kryesisht oksidantë me bazë klori për të oksiduar cianuret në ujërat e ndotura në kushte alkaline , duke i shndërruar ato në substanca jo-toksike. Procesi i zbërthimit të cianurit i klorinimit alkalik ndahet në dy faza:

Faza e parë është oksidimi i cianidit në cianat, i cili quhet faza e " oksidimit jo të plotë ". CN⁻ reagon me OCl⁻ për të formuar fillimisht CNCl, dhe më pas hidrolizohet në CNO⁻. Duhet theksuar se CNCl është shumë i paqëndrueshëm dhe toksik në kushte acidike. Prandaj, gjatë funksionimit, vlera e pH duhet të kontrollohet rreptësisht që të jetë në gjendje alkaline.

Faza e dytë është oksidimi i mëtejshëm i cianatit në dioksid karboni dhe azot, i cili quhet faza e "oksidimit të plotë". Gjatë procesit të zbërthimit të cianidit, vlera e pH ka një ndikim të madh në reaksionin e oksidimit . Vlera e pH-it të oksidimit të fazës së parë duhet të kontrollohet në 10-11°C dhe koha e reagimit është 10-15 minuta. Vlera e pH-it të oksidimit të fazës së dytë duhet të kontrollohet në 6.5-7.0 °C dhe koha e reagimit është 10-15 minuta.

Një minierë e caktuar përdor metodën e klorinimit alkalik për të trajtuar mbetjet e s UP të slurryt të bishtit të cianurit (me një përmbajtje cianuri prej 200mg/L) dhe ujin e kulluar nga rezervuari i sedimentimit (me një përmbajtje cianuri prej 5mg/L). Vlera e pH-it kontrollohet në 10-11 dhe pluhuri zbardhues shtohet në një raport prej 35-40 herë më të madh se përmbajtja e cianurit për përzierje dhe trazim. Pas sedimentimit në një trashës , përmbajtja totale e cianurit mund të reduktohet në 0.1mg/L.

Metoda e klorinimit alkalik është metoda më e përdorur për trajtimin e ujërave të ndotura që përmbajnë cianur, dhe pluhuri zbardhues është oksiduesi më i përdorur me bazë klori . Kjo metodë është e përshtatshme për trajtimin e ujërave të ndotura të nxjerrjes së arit me cianur me përqendrime të larta ose të ulëta. Gjithashtu mund të largojë komplekset që përmbajnë tiocianat dhe cianur (përveç komplekseve të ferrocianurit). Medikamenti është gjerësisht i disponueshëm, mbetjet e gjeneruara të mbeturinave filtrohen lehtë dhe operacioni është i thjeshtë. Megjithatë, mjedisi i funksionimit është relativisht i ashpër kur përdoret pluhur zbardhues për të trajtuar ujërat e ndotura. Tani disa ndërmarrje përdorin lëng për shpëlarje ose dioksid klori në formë TEA d, i cili përmirëson mjedisin e funksionimit në një farë mase. Por gjatë procesit të reagimit gjenerohen gazra toksikë dhe kanë një aftësi relativisht të madhe gërryese për pajisjet. Kostoja e ilaçit dhe kostoja e mirëmbajtjes janë relativisht të larta.

Metoda e Kompleksimit të Kripës së Ferrit

Metoda e kompleksimit të kripërave ferroze është një metodë trajtimi për ujërat e ndotura të nxjerrjes së arit me cianur që është shfaqur vitet e fundit. Duke kontrolluar vlerën e pH-it të reaksionit në 7-8, jonet ferroze reagojnë me cianurin e lirë dhe disa komplekse cianuri në ujërat e ndotura të nxjerrjes së arit me cianur për të formuar precipitate.

Eksperimentet kanë treguar se në përgjithësi, shtimi vetëm i sulfatit të hekurit për të trajtuar ujërat e ndotura të nxjerrjes së arit me cianur nuk mund t'i bëjë ujërat e ndotura të përmbushin standardet e shkarkimit. Prandaj, një oksidues i përgjithshëm duhet t'i shtohet ujërave të ndotura të trajtuara për largim të thellë të cianidit . Për sa kohë që kushtet janë të kontrolluara mirë, oksiduesi mund të shtohet direkt për trajtim pa ndarë precipitatin, dhe gjithashtu mund të arrihet standardi i shkarkimit. Kjo ka rëndësi pozitive krahasuar me metodën tradicionale të ndarjes së parë dhe më pas trajtimit.

Një shkrirëse ari përdor metodën e sulfurit të natriumit - sulfatit të hekurit për të trajtuar lëngun e varfër të cianurit. Lënda hyrëse ka një përmbajtje cianuri prej 2500mg/L. Pas trajtimit, lëngu i shkarkuar ka një përmbajtje cianuri më të vogël se 20mg/L, me një shkallë largimi prej 99.2%, duke treguar rezultate të jashtëzakonshme. Trajtimi i thellë pasues përdor metodën e metabisulfitit të natriumit - ajrit për të zvogëluar cianidin total në më pak se 0.4mg/L.

Metoda e kompleksimit të kripërave hekuri është një metodë e re trajtimi, e përdorur kryesisht për të trajtuar ujërat e ndotura me përmbajtje të lartë cianuri. Procesi i saj është i thjeshtë, investimi i vetëm është i vogël, është e lehtë për t’u përdorur, ilaçi (kryesisht sulfat hekuri ) është gjerësisht i disponueshëm, i lirë dhe i lehtë për t’u përdorur. Megjithatë, për shkak se tretësira e sulfatit të hekurit është acidike, kur përzihet me ujërat e ndotura të nxjerrjes së arit me cianur, zona lokale bëhet acidike dhe ekziston mundësia e gjenerimit të gazit të cianurit të hidrogjenit . Për më tepër, ajo nuk mund të largojë tiocianatin dhe ujërat e ndotura të trajtuara ende kanë nevojë për trajtim të thellë për të përmbushur standardet e shkarkimit.

Metabisulfiti i Natriumit - Metoda e Ajrit

Metoda metabisulfit natriumi - ajër është zhvilluar nga metoda dioksid squfuri - ajër. Ajo përdor kryesisht efektin sinergjik të metabisulfitit të natriumit dhe ajrit mbi cianuret në ujërat e ndotura brenda një diapazoni të caktuar të pH-it, me efektin katalitik të joneve të bakrit , për të oksiduar CN⁻ në CNO⁻.

Nëse përmbajtja e cianurit në ujërat e ndotura që përmbajnë cianur është e lartë, mund të kryhet paraprakisht trajtimi për të zvogëluar përqendrimin total të cianurit në më pak se 100 mg/L. Pastaj, shtohen metabisulfit natriumi dhe sulfat bakri , futet ajër i mjaftueshëm dhe kontrollohet vlera e pH-it (përgjithësisht e kontrolluar në 7-8), në mënyrë që cianidi të oksidohet në cianat, i cili më pas hidrolizohet për të formuar jone bikarbonati dhe amoniak.

Metoda metabisulfit natriumi - ajër është e përshtatshme për trajtimin e ujërave të ndotura të nxjerrjes së arit me cianur me përqendrim të ulët. Doza e ilaçit është e vogël, intensiteti i punës është i ulët, por investimi fillestar është relativisht i madh dhe duhet të shtohen pajisje të tilla si fryrës. Kërkesat për treguesit e procesit janë relativisht të rrepta dhe kontrolli i vlerës së pH-it është shumë i rëndësishëm. Sulfati i bakrit gjithashtu duhet të shtohet si katalizator . Koha e reagimit është e gjatë. Nëse trajtimi nuk është i duhur, do të gjenerohet një sasi e madhe e joneve të amonit dhe skorja e gjeneruar nuk është e lehtë për t'u filtruar. Në vend gjenerohet një sasi e vogël e gazit të amoniakut dhe nuk ka efekt në heqjen e tiokianureve.

Metoda e oksidimit të peroksidit të hidrogjenit

Metoda e oksidimit të peroksidit të hidrogjenit është oksidimi i cianideve në CNO⁻ në temperaturë normale, kushte alkaline (pH = 10-11), me Cu²⁺ si katalizator , dhe më pas hidrolizimi i tyre në substanca jo-toksike. Cianidet komplekse (komplekset e Cu, Zn, Pb, Ni, Cd) gjithashtu disociohen për shkak të shkatërrimit të cianideve në to. Jonet e ferrocianurit dhe jonet e tjera të metaleve HEA formojnë kripëra komplekse të ferrocianurit dhe hiqen. Së fundmi, përqendrimi total i cianidit në ujërat e ndotura të trajtuara mund të reduktohet në më pak se 0.5mg/L.

Kjo metodë është e përshtatshme për trajtimin e ujërave të ndotura me përmbajtje cianuri me përqendrim të ulët. Pajisjet e trajtimit të peroksidit të hidrogjenit janë të thjeshta dhe të lehta për t'u arritur kontroll automatik. Megjithatë, cianati i gjeneruar duhet të qëndrojë për një periudhë të caktuar kohore për t'u zbërthyer në CO₂ dhe NH₃. Disavantazhet janë se përdorimi i bakrit si katalizator mund të shkaktojë që bakri në ujin e shkarkuar të tejkalojë standardin, kostoja e lëndës së parë është relativisht e lartë, tiocianuret nuk mund të oksidohen dhe gjenerohen jone amoniumi. Në fakt, ujërat e ndotura ende kanë një toksicitet të caktuar . Për më tepër, meqenëse peroksidi i hidrogjenit është një oksidant, ai ka një gërryerje të madhe dhe ka vështirësi dhe rreziqe të caktuara në transport dhe përdorim.

Metoda e acidifikimit

Kur përdoret metoda e acidifikimit për të trajtuar cianurin - lëng i varfër, reagimi i tij MEC është relativisht kompleks, duke përfshirë kryesisht tre procese : procesin e acidifikimit të ujërave të ndotura që përmbajnë cianur, procesin e zhveshjes dhe thithjes së gazit HCN dhe procesin e neutralizimit të lëngut të zhveshur.

(1) Reaksioni i acidifikimit: Lëngu i varfër i cianidit acidifikohet dhe pastrohet me acid. Cianidet komplekse në lëngun e varfër do të formohen në precipitate të tretshme si CuCN, CuSCN dhe Zn₂Fe(CN)₆ dhe do të largohen, dhe në të njëjtën kohë, gjenerohet cianidi i hidrogjenit .

(2) Reaksioni i avullimit dhe thithjes: Lëngu i varfër parangrohet në rreth 30℃ para acidifikimit. Meqenëse pika e vlimit të HCN është vetëm 26.5℃, ai është jashtëzakonisht i avullueshëm. Prandaj, një kullë e mbushur përdoret si pajisje transferimi mase për kontaktin midis dy fazave gaz-lëng në metodën e acidifikimit, e cila është e lehtë për të arritur zhveshjen dhe thithjen e HCN.

(3) Reaksioni i neutralizimit: Gëlqere ose alkali i lëngshëm përdoret për të neutralizuar lëngun e mbetur të hequr nga acidi. Molekulat e mbetura të HCN në tretësirë ​​do të shndërrohen në formën CN⁻. Metoda e acidifikimit mund të rikuperojë cianidin e natriumit nga ujërat e ndotura që përmbajnë cianur dhe të realizojë rikuperimin e burimeve . Megjithatë, ajo ka kërkesa të larta për mbylljen e pajisjeve, një investim fillestar relativisht të madh, kërkon aftësi operative të nivelit të lartë dhe mirëmbajtja e pajisjeve është e vështirë. Ekzistojnë gjithashtu disa rreziqe sigurie . Ujërat e ndotura të gjeneruara pas rikuperimit ende kanë nevojë për trajtim të thellë për të përmbushur standardet e shkarkimit.

Metoda e elektrolizës

Metoda e elektrolizës përdor reaksione elektrokimike redoks për të shkatërruar cianidet në ujërat e zeza. Gjatë elektrolizës së joneve, cianidet humbasin elektrone në anodë dhe oksidohen në cianat, karbonat, azot ose amonium. Cianati oksidohet më tej në CO2 dhe H2O. Reagimet kryesore janë:

CN- + 2OH- - 2e → CNO- + H24O (XNUMX)

2CN- + 4OH- - 6e → 2CO2 + N25 + XNUMXHXNUMXO (XNUMX)

Eksperimentet e elektrolizës duke përdorur një shufër elektrode me bazë qeramike të dioksidit të plumbit dhe një pllakë katodike prej çeliku inox kanë vërtetuar se duke përdorur metodën e elektrolizës për të trajtuar ujërat e ndotura që përmbajnë cianur, pas 2 orësh elektrolizë, përqendrimi i CN⁻ mund të reduktohet nga 385mg/L në 58mg/L, dhe përqendrimi i Cu²⁺ mund të reduktohet nga 450mg/L në 48mg/L. Përveç kësaj, Shkritorja e Arit Hunan Zhongnan përdor metodën elektrokimike për të trajtuar ujërat e ndotura të nxjerrjes së arit me cianur, e cila mund të zvogëlojë cianidin total nga 4g/L në 0.8g/L. Dallimi nga sa më sipër është se si pllakat e anodës ashtu edhe ato të katodës janë bërë nga pllaka hekuri. Gjatë procesit të funksionimit, nuk konsumohet vetëm energji elektrike, por konsumohen edhe pllakat e hekurit.

Metoda e elektrolizës përdoret kryesisht për trajtimin e ujërave të zeza me përmbajtje të lartë cianide. Pajisja zë një zonë të vogël, procesi është i thjeshtë dhe i lehtë për t'u kontrolluar, por konsumon një sasi të madhe energjie elektrike dhe kostoja e funksionimit është më e lartë se ajo e metodës së klorinimit alkalik. Shkalla e largimit të cianidit është mesatare dhe nuk ka asnjë efekt në heqjen e komplekseve të cianideve.

Aktualisht, midis metodave të trajtimit të ujërave të ndotura të nxjerrjes së arit me cianur, përdoren gjerësisht metoda e klorinimit alkalik, metoda e acidifikimit dhe metoda e metabisulfitit të natriumit - ajrit. Metoda e elektrolizës dhe metoda e kompleksimit të kripës së hekurit janë metoda të reja që janë aplikuar me sukses në trajtimin industrial. Metoda e oksidimit të peroksidit të hidrogjenit është kryesisht një metodë Trajtimi Emergjent . Ekzistojnë shumë metoda të tjera trajtimi për trajtimin e ujërave të ndotura të nxjerrjes së arit me cianur, të tilla si metoda e pastrimit natyror , metoda biologjike, metoda e ndarjes me membranë , metoda e shkëmbimit jonik, etj. Megjithatë, si aplikime industriale , të gjitha kanë kufizime të caktuara dhe ende kanë nevojë për përmirësim të vazhdueshëm.