Методе и поступци за уклањање цијанида са површине сулфидних руда

КСНУМКС. увод

У области металургије, посебно у вађењу злата и преради сулфидних руда, присуство Цијанид на површини Сулфидне руде представља значајне изазове. Цијанид се широко користи у процесу цијанидационог лужења за екстракцију злата због своје способности да формира комплексе са златом, олакшавајући његово растварање. Међутим, након процеса лужења, преостали цијанид на површини сулфидних руда у јаловини не само да доводи до загађења животне средине, већ и инхибира накнадну обогаћивање сулфидних минерала, смањујући укупну стопу искоришћавања вредних метала. Стога је развој ефикасних метода за уклањање цијанида на површини сулфидних руда кључан за одрживу прераду минерала и заштиту животне средине.

2. Постојећи проблеми са цијанидом на површинама сулфидних руда

2.1 Утицај на животну средину

Цијанид је веома токсична супстанца. Када се сулфидне руде са површински адсорбованим цијанидом испуштају у животну средину, цијанид може постепено да се испушта и контаминира земљиште, изворе воде и ваздух. Чак и у ниским концентрацијама, цијанид може бити изузетно штетан за водене организме, биљке и људско здравље. На пример, у неким рударским подручјима где је дошло до неправилног одлагања јаловине која садржи цијанид, оближња водена тела показала су значајно смањење садржаја раствореног кисеоника, што је резултирало угинућем риба и другог воденог живота.

2.2 Инхибиција обогаћивања сулфидних минерала

Цијанид адсорбован на површини сулфидних руда, као што су пирит, халкопирит и сфалерит, може формирати пасивациони филм на површини минерала. Овај филм смањује реактивност сулфидних минерала током накнадне флотације или других процеса обогаћивања. На пример, код флотације сулфидних руда које садрже бакар, присуство цијанида на површини халкопирита може ослабити његову интеракцију са колекторима, што отежава ефикасно одвајање минерала бакра од минерала јаловине, чиме се смањује квалитет и стопа искоришћења концентрата бакра.

3. Методе за уклањање цијанида са површине сулфидних руда

3.1 Метод активације киселином

3.1.1 Принцип

Метода активације киселином углавном користи киселине попут сумпорне киселине или оксалне киселине да реагују са једињењима која садрже цијаниде на површини сулфидних руда. Када се дода киселина, она изазива разградњу комплекса цијанида и метала. Као резултат тога, ствара се гас водоник цијанид. Али у добро осмишљеном процесу, овај испарљиви водоник цијанид може се регенерисати и поново употребити помоћу одговарајућих система за апсорпцију.

3.1.2 Кораци процеса

1. Припрема рудне пулпеПрво, остатке сулфидне руде помешати са површински адсорбованим цијанидом и водом да би се створила уједначена рудна пулпа. Однос чврсте и течне фазе у рудној пулпи се обично подешава на основу карактеристика руде и специфичних захтева процеса, обично у распону од 1:2 - 1:5.

2. Ацид АддитионПолако додајте сумпорну киселину или оксалну киселину у пулпу руде уз непрекидно мешање. Количина додате киселине мора се пажљиво контролисати у складу са садржајем цијанида у пулпи руде. Обично се pH вредност пулпе руде подешава на 2 - 4, а pH треба пратити у реалном времену помоћу pH метра током процеса додавања.

3. Реакција и третман гасаНакон додавања киселине, оставите да реакција траје око 1-3 сата. Током овог времена, производи се цијановодоник. Да би се спречило загађење животне средине овим гасом, поставља се систем за сакупљање и третман гаса. Генерисани цијановодоник се усмерава у апсорпциони торањ напуњен алкалним раствором, као што је раствор натријум хидроксида. Овде цијановодоник реагује са натријум хидроксидом, а регенерисани... Содиум Цианиде Раствор се може рециклирати у процес цијанидације ако његов квалитет испуњава захтеве.

3.1.3 Предности и недостаци

• ПредностиОва метода је релативно једноставна и у принципу и у раду. Она може ефикасно разградити једињења која садрже цијанид на површини сулфидних руда и има потенцијал за рециклажу цијанида, смањујући укупне трошкове употребе цијанида у процесу рударства.

• МанеПостоје значајни безбедносни ризици. Гас водоник цијанид је веома токсичан и свако цурење током реакције може представљати озбиљну штету за оператере и животну средину. Поред тога, киселине које се користе у овој методи су корозивне, што може оштетити опрему и цевоводе, повећавајући трошкове одржавања и скраћујући век трајања опреме.

3.2 Метод активације оксиданса

3.2.1 Принцип

Оксиданти попут водоник-пероксида, калијум перманганата и озона користе се за оксидацију цијанида на површини сулфидних руда. Ови оксиданти кидају хемијске везе цијанидних једињења, трансформишући цијанид у релативно нетоксичне супстанце попут азота и... Угљеникатес.

3.2.2 Кораци процеса

1. Припрема рудне пулпеСлично методи активације киселином, припремите јаловину сулфидне руде у рудну пулпу са одговарајућим односом чврсте и течне материје.

2. Додавање оксидансаДодати изабрани оксиданс у рудну пулпу. Количина додатог оксиданса зависи од садржаја цијанида у рудној пулпи и оксидационог потенцијала оксиданса. На пример, када се користи водоник-пероксид, доза је генерално 1 - 5 кг по тони рудне пулпе, док се калијум перманганат обично додаје у количини од 0.5 - 2 кг по тони рудне пулпе. Додавање треба вршити полако уз континуирано мешање како би се осигурало равномерно мешање.

3. Реакција и праћењеДозволите оксидансу да реагује са цијанидом у рудној пулпи 2-4 сата. Током реакције пратите оксидационо-редукциони потенцијал и садржај цијанида у рудној пулпи. Вредност оксидационо-редукционог потенцијала може одражавати напредак реакције оксидације. Када се вредност стабилизује и садржај цијанида у рудној пулпи задовољи потребни стандард (обично мање од 0.5 мг/Л), реакција се сматра завршеном.

3.2.3 Предности и недостаци

• ПредностиОва метода не производи токсичне и испарљиве гасове као метода активације киселином, што је чини безбеднијом за радно окружење. Може ефикасно оксидовати и разложити цијанид, постижући циљ уклањања цијанида са површине сулфидних руда. Штавише, производи реакције су релативно еколошки прихватљиви.

• МанеЦена оксиданата је релативно висока, посебно за јаке оксиданте попут озона, што повећава трошкове обраде сулфидних руда. Поред тога, на реакцију оксидације лако утичу фактори као што су pH вредност рудне пулпе, температура и присуство других нечистоћа, што захтева строгу контролу услова реакције.

3.3 Метода са бакарном сољу

3.3.1 Принцип

Бакарне соли, као што је бакар сулфат, додају се у пулпу сулфидне руде са површински адсорбованим цијанидом. Јони бакра реагују са цијанидом и формирају нерастворљиве комплексе бакра и цијанида. Ови комплекси се затим могу одвојити од пулпе руде методама чврсте и течне сепарације, чиме се постиже уклањање цијанида.

3.3.2 Кораци процеса

1. Припрема рудне пулпеПрипремити јаловину сулфидне руде у рудну пулпу са одговарајућим односом чврсте и течне материје.

2. Додавање бакарне солиДодати одговарајућу количину бакар сулфата у рудну пулпу. Количина додатог бакар сулфата одређена је садржајем цијанида у рудној пулпи, генерално са моларним односом јона бакра и цијанидних јона од 1 - 2:1. Бакар сулфат се обично додаје као водени раствор, а процес додавања треба да буде праћен континуираним мешањем како би се осигурала равномерна расподела јона бакра у рудној пулпи.

3. Реакција и раздвајање чврсте и течне фазеНакон додавања бакарне соли, оставите да реакција одвија 1-2 сата. Затим, извршите раздвајање чврсте и течне материје на пулпи руде користећи методе као што су филтрација или седиментација. Одвојена чврста материја садржи талоге бакра и цијанида и сулфидне минерале, док се одвојена течност може даље третирати да би се испунио стандард испуштања или рециклирати у друге сврхе.

3.3.3 Предности и недостаци

• ПредностиОва метода може ефикасно уклонити цијанид са површине сулфидних руда формирањем нерастворљивих талога. Процес рада је релативно једноставан, а бакар сулфат је уобичајен и јефтин хемијски реагенс, који нуди одређене економске користи.

• МанеДодавање соли бакра може унети нечистоће бакра у пулпу руде, што може утицати на касније обогаћивање сулфидних минерала. На пример, приликом флотације руда оловно-цинковог сулфида, прекомерни јони бакра могу активирати сфалерит, ометајући раздвајање минерала олова и цинка. Поред тога, одвојени талози бакра и цијанида морају се правилно одложити како би се спречило секундарно загађење.

3.4 Нова метода композитних реагенса

3.4.1 Принцип

Користе се неки новоразвијени композитни реагенси, попут комбинације полисулфида и натријум метабисулфита. Полисулфиди реагују са компонентама које садрже сумпор у једињењима која садрже цијанид на површини сулфидних руда, док натријум метабисулфит подешава редокс потенцијал система и подстиче разградњу цијанида, чиме олакшава његово уклањање.

3.4.2 Кораци процеса

1. Припрема рудне пулпеПрипремити јаловину сулфидне руде у рудну пулпу.

2. Додавање композитног реагенсаДодати композитни реагенс који се састоји од полисулфида и натријум метабисулфита у рудну пулпу. Тежински однос полисулфида и натријум метабисулфита је типично 1:1, а количина додатог композитног реагенса се одређује на основу садржаја цијанида у рудној пулпи и природе сулфидне руде, генерално у распону од 0.5 - 2 кг по тони рудне пулпе.

3. Реакција и праћењеНакон додавања композитног реагенса, оставите реакцију да се одвија 1-3 сата. Током реакције, пратите садржај цијанида и релевантне хемијске параметре, као што су редокс потенцијал и pH вредност, у пулпи руде. Одмах прилагодите услове реакције према резултатима праћења како бисте осигурали потпуно уклањање цијанида.

3.4.3 Предности и недостаци

• ПредностиОва метода показује добру прилагодљивост различитим врстама сулфидних руда. Композитни реагенс делује синергистички како би ефикасно уклонио цијанид са површине сулфидних руда. У поређењу са методама са једним реагенсом, може понудити бољу ефикасност уклањања и имати мањи утицај на накнадно обогаћивање сулфидних минерала.

• МанеРазвој и производња композитних реагенса су релативно сложени, а трошкови могу бити виши него код неких традиционалних метода са једним реагенсом. Штавише, специфичан механизам реакције композитних реагенса још увек није у потпуности схваћен, што може увести неизвесности у стварним индустријским применама.

4. Оптимизација процеса и разматрања

4.1 Претходна обрада руда

Пре коришћења било које од горе наведених метода за уклањање цијанида са површине сулфидних руда, често је неопходна одговарајућа претходна обрада руде. На пример, ако јаловина сулфидне руде садржи велику количину финозрних минерала јаловине, могу се извршити операције претходног сечења или класификације како би се уклониле тешко обрадиве финозрне фракције. Ово може побољшати ефикасност контакта између реагенса и сулфидних минерала са површински адсорбованим цијанидом и смањити утицај минерала јаловине на процес реакције.

4.2 Контрола услова реакције

• пХ вредностВредност pH рудне пулпе значајно утиче на процес реакције. Метод активације киселином захтева нижу pH вредност да би се подстакло разлагање једињења која садрже цијаниде, док метод активације оксидансом и метод бакарне соли морају да одржавају одговарајући опсег pH вредности. На пример, када се користи водоник-пероксид као оксиданс, оптимална pH вредност рудне пулпе је обично 8-10, а када се користи бакар-сулфат, pH вредност рудне пулпе се генерално контролише на 6-8.

• ТемператураТемпература реакције такође утиче на брзину и ефикасност реакције. Генерално, повећање температуре може убрзати брзину реакције. Међутим, за неке реакције, као што је оксидација цијанида водоник-пероксидом, превисока температура може проузроковати разградњу оксиданса, смањујући ефикасност оксидације. Стога, температуру реакције треба оптимизовати у складу са специфичним реакционим системом, обично у опсегу од 20 - 40 °C.

• Интензитет мешањаДовољно мешање је неопходно како би се осигурала равномерна расподела реагенса у рудној пулпи и повећала вероватноћа контакта између реагенса и супстанци које садрже цијанид на површини сулфидних руда. Међутим, прекомерно мешање може довести до непотребне потрошње енергије и механичког хабања опреме. Одговарајући интензитет мешања треба одредити експерименталним истраживањем и практичним искуством у производњи.

4.3 Одвајање чврстих и течних материја и третман отпадних вода

Након реакције уклањања цијанида са површине сулфидних руда, потребно је ефикасно раздвајање чврсте и течне фазе како би се третирани сулфидни минерали одвојили од реакционог раствора. Уобичајене методе раздвајања чврсте и течне фазе укључују филтрацију, седиментацију и центрифугирање. Одвојена отпадна вода обично и даље садржи неке резидуалне цијаниде и друге нечистоће, које је потребно даље третирати да би се испунили стандарди испуштања. Процеси пречишћавања отпадних вода могу укључивати методе као што су даља оксидација, адсорпција и биолошки третман.

5. Студије случаја

5.1 Примена методе активације киселином у руднику злата

У једном руднику злата, након процеса цијанидационог испирања, јаловина сулфидне руде садржала је одређену количину површински адсорбованог цијанида. Рудник је за третман користио метод активације киселином. Прво, јаловина је претворена у рудну пулпу са односом чврсте и течне материје од 1:3. Затим је додата сумпорна киселина да би се pH вредност рудне пулпе подесила на 3. Након реакције од 2 сата, генерисани гас водоник цијанида је сакупљен и апсорбован раствором натријум хидроксида. Након третмана, садржај цијанида у рудној пулпи је опао са 5 мг/Л на мање од 0.5 мг/Л, а накнадна стопа опоравка сулфидних минерала флотацијом је повећана за око 10%. Међутим, током рада, цурење гаса водоник цијанида представљало је безбедносни ризик на месту рада, а цевоводи опреме су претрпели релативно јаку корозију.

5.2 Метод активације оксиданса у руднику полиметалне сулфидне руде

Рудник полиметалне сулфидне руде користио је водоник-пероксид као оксиданс за уклањање цијанида са површине сулфидних руда. pH вредност рудне пулпе је прво подешена на 9, а затим је додат водоник-пероксид у дози од 3 кг по тони рудне пулпе. Након реакције од 3 сата, садржај цијанида у рудној пулпи је смањен на веома низак ниво. Накнадно обогаћивање минерала бакра, олова и цинк-сулфида није било погођено преосталим цијанидом, а укупна стопа искоришћења метала је побољшана. Међутим, висока цена водоник-пероксида довела је до повећања трошкова прераде руде за око 5 долара по тони.

КСНУМКС. закључак

Уклањање цијанида са површине сулфидних руда је кључни задатак у области прераде минерала. Метода активације киселином, метода активације оксидансом, метода бакарних соли и метода нових композитних реагенса имају своје предности и мане. У стварним индустријским применама, неопходно је свеобухватно размотрити факторе као што су природа сулфидних руда, захтеви заштите животне средине и економски трошкови како би се изабрала најпогоднија метода. У међувремену, оптимизацијом услова процеса, претходном обрадом руда и правилним руковањем одвајањем чврстих и течних материја и третманом отпадних вода, ефикасност уклањања цијанида са површине сулфидних руда може се додатно побољшати, постижући циљеве опоравка ресурса и заштите животне средине.