Методе и процеси за детоксикацију јаловине цијанида

Увод

Јаловина цијанида је чврсти отпад који настаје током процеса обогаћивања рудника злата и других рудника. Због присуства остатка цијаниди и други тешки метали, ако се не третирају правилно, нанеће велику штету животној средини и здрављу људи. Висока токсичност од Цијаниди може се ширити кроз ваздух, воду и тло, загађујући околни екосистем и угрожавајући опстанак животиња и биљака. Због тога је хитно потребно извршити детоксикацију Цианиде Таилингс. Овај чланак ће детаљно представити Детоксификација методе и процеси од цијанид јаловине.

Карактеристике и опасности од јаловине цијанида

Састав јаловине цијанида је сложен. Поред неизреагованих цијанида, садржи и тешке метале као што су бакар, олово, цинк и жива. Ове тешке метале је тешко разградити у природном окружењу и акумулираће се током дужег периода. Цијаниди могу инхибирати активност респираторних ензима у биолошким ћелијама, што доводи до гушења и смрти организама. На пример, када се отпадна вода која садржи јаловину цијанида испушта у реке, то ће изазвати велики број угинућа водених организама као што су рибе, уништавајући еколошку равнотежу воде. Када тешки метали уђу у људско тело, они ће се акумулирати у људским органима и изазвати разне болести. На пример, тровање оловом утиче на развој нервног система, а тровање живом оштећује бубреге и мозак.

Методе детоксикације

Метода хемијске оксидације

1. Метода алкалног хлорисањаОво је уобичајена метода хемијске оксидационе детоксикације. Под алкалним условима (обично се pH вредност контролише на 10-11), оксиданси попут хлорног гаса или хипохлорити се додају цијанидним остацима. Принцип реакције је следећи: Прво, цијанидни јони (CN⁻) се оксидују до цијанатних јона (CNO⁻), а једначина реакције је CN⁻ + ClO⁻ + H₂O → CNO⁻ + Cl⁻ + 2H⁺. Затим се цијанат разлаже на безопасне супстанце као што су азот и Угљеник диоксида под даљом оксидацијом, 2CNO⁻ + 3ClO⁻ + H₂O → N₂↑ + 3Cl⁻ + 2HCO₃⁻. Предност ове методе је што је брзина реакције релативно велика и ефекат детоксификације је очигледан, али недостатак је што се могу створити неки секундарни загађивачи попут издувних гасова који садрже хлор.

2. Метода оксидације водоник-пероксида: Водоник пероксид (Х₂О₂) може оксидирати и разложити цијаниде у присуству одговарајућег катализатора. Обично се бирају катализатори као што су јони гвожђа (Фе²⁺). Током процеса реакције, водоник-пероксид се разлаже да би произвео хидроксилне радикале (·ОХ), који имају изузетно јака оксидациона својства и могу брзо оксидирати цијаниде. Једначина реакције је ЦН⁻ + Х2О₂ → ЦНО⁻ + Х2О. Предност методе оксидације водоник-пероксида је у томе што су производи након разлагања водоник-пероксида вода и кисеоник и не уносе се нови загађивачи, али је цена релативно висока, а захтеви за реакционим условима релативно строги.

Метода биолошке оксидације

1. Метода испирања микроба: Користе се неки специјални микроорганизми, као што је Тхиобациллус ферроокиданс. Ови микроорганизми могу да користе цијаниде као изворе азота и угљеника током свог процеса раста и да их оксидирају и разлажу. Кроз сопствене метаболичке активности, микроорганизми претварају цијаниде у безопасне супстанце као што су угљен-диоксид, вода и амонијак. Предност ове методе је што је еколошки прихватљива и има ниску потрошњу енергије, али мана је што на раст микроорганизама у великој мери утичу фактори средине као што су температура и пХ вредност, а циклус третмана је релативно дуг.

2. Биофилм Метход: Микроорганизми су фиксирани на површини носача да формирају биофилм. Када јаловина цијанида дође у контакт са биофилмом, микроорганизми разграђују цијаниде. Биофилм има снажну способност адсорпције и деградације, што може побољшати ефикасност третмана микроорганизама на цијанидима. У поређењу са методом микробног лужења, микроорганизме у методи биофилма није лако изгубити и имају већу стабилност, али се суочавају и са проблемом осетљивости на услове околине.

Отхер Метходс

1. Метода високотемпературне пиролизе: Јаловина цијанида се пиролизује на високим температурама (обично изнад 800℃), а цијаниди се разлажу у гасове као што су азот и угљен моноксид. Метода пиролизе на високим температурама може ефикасно уклонити цијаниде, али захтева велику потрошњу енергије, а тешки метали могу да испаре под условима високе температуре, повећавајући потешкоће накнадног третмана отпадног гаса.

2. Метода адсорпцијеАдсорбенти као што су Активни угаљ и зеолит се користе за адсорпцију цијанида. Адсорбенти имају велику специфичну површину и могу адсорбовати цијаниде на својим површинама, чиме се постиже сврха детоксикације. Метода адсорпције је једноставна за употребу, али је адсорпциони капацитет адсорбента ограничен и адсорбент је потребно редовно мењати. Поред тога, третман адсорбованог адсорбента је такође релативно сложен.

Процес детоксикације

Претрадање

1. Дробљење и скрининг: Масивна јаловина цијанида се дроби да би се смањила њихова величина честица, тако да накнадна реакција детоксикације може да се одвија потпуније. Уобичајене дробилице укључују чељусне дробилице, конусне дробилице, итд. Здробљена јаловина се затим просијава кроз опрему за просијавање као што су вибрирајућа сита да би се издвојиле честице различитих величина честица, обезбеђујући материјале одговарајуће величине честица за накнадни третман.

2. Леацхинг: Да би цијаниди боље контактирали и реаговали са реагенсом за детоксикацију, вода или други одговарајући растварачи се обично користе за испирање јаловине цијанида. Процес лужења се одвија у резервоару за мешање, а јаловина и растварач се мешањем потпуно мешају. Фактори као што су време лужења, температура и однос течности и чврсте материје ће утицати на ефекат лужења и генерално их треба оптимизовати у складу са стварним условима.

Операција детоксикације

1. Оперативни процес методе хемијске оксидације: Узимајући као пример метод алкалног хлорисања, у раствор јаловине након лужења, прво се додаје натријум хидроксид да би се пХ вредност раствора подесила на 10 - 11. Затим се полако уводи гасовити хлор или се додаје раствор натријум хипохлорита, а мешање се врши у исто време да би се реакција у потпуности одвијала. Током процеса реакције, концентрација цијанида у раствору треба да се прати у реалном времену. Када се концентрација цијанида смањи испод специфицираног стандарда, додавање оксиданса се зауставља.

2. Оперативни процес методе биолошке оксидације: Ако се усвоји метод микробног лужења, добро култивисани Тхиобациллус ферроокиданс и други микроорганизми се инокулирају у раствор за лужење који садржи јаловину цијанида. Температура реакционог система се контролише у оквиру одговарајућег опсега раста микроорганизама (обично 25 - 35 ℃), а пХ вредност се подешава на одговарајући опсег (обично 2 - 4). Током процеса реакције, хранљиве материје треба редовно допуњавати како би се задовољиле потребе раста микроорганизама. Напредак реакције детоксикације се оцењује праћењем концентрације цијанида и раста микроорганизама.

Накнадни третман

1. Чврсто - течно раздвајање: Након што је реакција детоксикације завршена, третирана јаловина треба да се подвргне раздвајању чврстог и течног. Уобичајене методе раздвајања чврстог и течног материјала укључују филтрацију и центрифугирање. Преко опреме за филтрирање као што су филтер пресе са плочама и оквирима, чврста јаловина се одваја од течности. Одвојена течност треба даље да се тестира на садржај цијанида и тешких метала како би се осигурало да се може испразнити након испуњавања стандарда за пражњење.

2. Одлагање јаловине: Након детоксикације и раздвајања чврстог и течног, ако је садржај тешких метала у јаловини и даље висок, потребно је даље третирање. На пример, усвојена је технологија очвршћавања и стабилизације, а јаловина се меша са агенсима за очвршћавање као што су цемент и креч да би се фиксирали тешки метали у очврслом телу и смањила њихова мобилност у окружењу. Третирана јаловина се може депоновати или свеобухватно користити у складу са стварним условима, као што је употреба у производњи грађевинског материјала.

Закључак

Третман детоксикације јаловине цијанидом је од великог значаја за заштиту животне средине и одрживо коришћење ресурса. Различите методе детоксикације имају своје предности и мане. У практичним применама, одговарајуће методе и процеси детоксикације морају бити свеобухватно одабрани у складу са факторима као што су карактеристике јаловине цијанида, трошкови третмана и захтеви животне средине. Истовремено, са континуираним напретком науке и технологије, стално се појављују нове технологије и процеси детоксикације. У будућности се очекује да се развију ефикасније, еколошки прихватљивије и економичније методе детоксикације јаловине цијанида, пружајући боља решења еколошких проблема које изазива јаловина цијанида.