Методе и процеси за уклањање цијанида на сулфидним минералним површинама

Увод

У процесима обогаћивања и топљења сулфидних руда обојених метала, цијанид се често користи за повећање стопе искоришћавања метала. Међутим, цијанид који остаје на површини сулфидних руда не само да негативно утиче на наредне токове процеса, већ изазива и озбиљне еколошке проблеме. Стога је развој ефикасних и еколошки прихватљивих метода за уклањање цијанида са површине сулфидних руда од великог практичног значаја.

Тренутна ситуација и опасности од остатака цијанида на сулфидним минералним површинама

Тренутна ситуација

У традиционалном процесу флотације сулфидних руда, цијанид се широко користи као инхибитор. Може селективно да инхибира одређене нежељене минерале у сулфидним рудама, чиме се постиже одвајање циљних минерала од минерала ланца. Али након флотације, велика количина цијанида ће се адсорбовати на површини сулфидних руда. Према релевантним истраживањима, у неким концентраторима садржај цијанида на површини концентрата сулфидне руде након флотације може бити и до неколико стотина милиграма по килограму.

Хазардс

Из технолошке перспективе, преостали цијанид ће ометати наредни процес топљења. На пример, током топљења бакар сулфидних руда, цијанид ће формирати комплексе са бакром, смањујући ефикасност топљења бакра и повећавајући потрошњу енергије. Из перспективе животне средине, цијанид је веома токсична супстанца. Када се отпадне воде из јаловине које садрже цијанид испуштају у природну средину, оне ће загадити водене површине и земљиште, угрозити водене организме и околну вегетацију, па чак и представљати претњу по здравље људи кроз ланац исхране.

Методе за уклањање цијанида на сулфидним минералним површинама

Метода оксидације

1. Метода хемијске оксидације

• Принцип: Користити јаке оксидансе за оксидацију цијанида у мање токсичне или нетоксичне супстанце. Уобичајени оксиданси укључују водоник-пероксид (H2O2), натријум-хипохлорит (NaClO), итд. Узимајући водоник-пероксид као пример, његова реакциона једначина је: (2CN+5H2O2 = 2HCO3 + N2↑+4H2O).

• Поступак рада : Прво, пулпа сулфидне руде која садржи цијанид се стави у реакциони резервоар и подеси pH вредност пулпе на одговарајући опсег (генерално, за оксидацију водоник-пероксидом, pH вредност је пожељно између 9 и 11). Затим, полако додајте раствор водоник-пероксида уз мешање како би оксиданс потпуно дошао у контакт и реаговао са пулпом. Време реакције се обично креће од 1 до 3 сата, а специфично време зависи од концентрације цијанида у пулпи и својстава руде.

• Предности : Брзина реакције је релативно велика, а ефекат уклањања цијанида је добар, што може смањити концентрацију цијанида на релативно низак ниво.

• Недостаци : Оксиданти попут водоник-пероксида су релативно скупи, а прекомерна количина оксиданата може утицати на накнадне процесе обогаћивања или топљења.

Метода адсорпције

1. Метода адсорпције активног угља

• Принцип : Активни угаљ има велику специфичну површину и богате порне структуре, које могу да адсорбују цијанид на својој површини путем физичке и хемијске адсорпције.

• Поступак рада : Додати активни угаљ у пулпу сулфидне руде која садржи цијанид и добро промешати како би се активни угаљ потпуно повезао са цијанидом у пулпи. Време адсорпције је генерално од 30 минута до 2 сата. Након адсорпције, одвојити активни угаљ од пулпе филтрацијом или другим средствима.

• Предности : Руковање је једноставно и има добар адсорпциони ефекат на цијаниде ниске концентрације. Активни угаљ се може регенерисати и поново користити.

• Недостаци : За цијаниде високе концентрације, капацитет адсорпције је ограничен, а неправилан третман адсорбованог активног угља ће изазвати секундарно загађење.

2. Метода адсорпције јонске смоле

• Принцип : Јоноизмењивачке смоле садрже специфичне функционалне групе које могу да се размењују са јонима у цијаниду, чиме адсорбују цијанид на смоли.

• Поступак рада : Убаците јоноизмењивачку смолу у колону за измену и пустите пулпу сулфидне руде која садржи цијанид да прође кроз колону за измену. Контролишите брзину протока пулпе како бисте осигурали да се цијанид потпуно размени са смолом. Када је смола засићена адсорпцијом, користите специфични елуент за елуирање и регенерацију смоле.

• Предности : Има високу селективност адсорпције за цијанид и може постићи континуирани рад.

• Недостаци : Цена смоле је висока, процес елуирања је релативно сложен, а може се створити отпадна течност за елуирање која садржи цијанид.

Отхер Метходс

1.Кисела - Метода неутрализације базе

• Принцип : Под одређеним условима, цијанид ће подлећи реакцијама хидролизе у киселим или алкалним срединама да би се створиле мање токсичне или нетоксичне супстанце. На пример, у киселом стању, цијанид ће реаговати са јонима водоника да би се формирала цијановодонична киселина (HCN), која се може уклонити испаравањем; у алкалном стању, цијанид хидролизује да би се формирао цијанат и друге супстанце.

• Поступак рада : Ако се користи кисела хидролиза, полако додајте киселе растворе као што је разблажена сумпорна киселина у пулпу сулфидне руде која садржи цијанид, подесите pH вредност на 2 - 4, а затим аерирајте да би се испарила настала цијановодонична киселина. Ако се користи алкална хидролиза, додајте алкалне супстанце као што је натријум хидроксид, подесите pH вредност на 10 - 12 и оставите да реагује одређени период (генерално 2 - 4 сата).

• Предности : Цена је релативно ниска, а операција је релативно једноставна.

• Недостаци : Цијановодонична киселина која настаје током киселе хидролизе је веома токсична и захтева строге мере заштите; брзина реакције алкалне хидролизе је спора и након третмана може остати мала количина цијанида.

Дизајн тока процеса за уклањање цијанида на сулфидним минералним површинама

Претреатмент Стаге

1. Подешавање пулпе : Подесити концентрацију пулпе сулфидне руде након флотације. Генерално, концентрација пулпе се контролише између 20% - 40% за накнадну обраду. Истовремено, детектовати почетну концентрацију цијанида у пулпи како би се обезбедила основа за одређивање накнадних параметара процеса.

2. Уклањање нечистоћа : Уклоните нечистоће великих честица и неке суспендоване чврсте материје у пулпи филтрацијом, седиментацијом итд., како бисте спречили њихово ометање наредних процеса обраде.

Фаза уклањања

1. Избор методе : Изаберите одговарајућу методу уклањања у складу са факторима као што су концентрација цијанида у пулпи, својства руде, трошкови третмана и захтеви заштите животне средине. На пример, за цијанид високе концентрације и случајеве где трошкови нису битни, метода хемијске оксидације може имати предност; за цијанид ниске концентрације и случајеве где је заштита животне средине свесна, метода биолошке оксидације или метода адсорпције могу бити погодније.

2. Контрола параметара процеса : Узимајући оксидацију водоник-пероксидом у методи хемијске оксидације као пример, строго контролишите количину додатог водоник-пероксида (генерално израчунату према концентрацији цијанида и једначини реакције), температуру реакције (генерално 20 - 30 ℃), pH вредност (9 - 11) и брзину мешања (100 - 300 обртаја у минути) и друге параметре како би се осигурала ефикасна реакција.

Фаза након третмана

1. Раздвајање чврсте и течне фазе : Одвојити пулпу након уклањања цијанида филтрацијом, центрифугирањем итд. да би се добили пречишћени концентрати сулфидне руде и отпадне воде које садрже малу количину цијанида.

2. Пречишћавање отпадних вода : Даље пречистити одвојене отпадне воде како би се испунили национални стандарди испуштања. Секундарна оксидација, адсорпција и друге методе могу се користити за дубинско уклањање цијанида из отпадних вода како би се осигурало безбедно испуштање.

Закључак

Постоје различите методе за уклањање цијанида на површини сулфидних руда, а свака метода има своје предности и мане. У практичним применама, неопходно је свеобухватно размотрити факторе као што су својства руде, концентрација цијанида, трошкови третмана и захтеви за заштиту животне средине да би се изабрали одговарајуће методе и токови процеса. Уз све строжије захтеве заштите животне средине и континуирани напредак технологије, развој ефикаснијих, еколошки прихватљивијих и јефтинијих технологија за уклањање цијанида са површине сулфидних руда биће кључни истраживачки правац у будућности. Континуираном оптимизацијом процеса очекује се постизање нултог испуштања цијанида у процесима обогаћивања и топљења сулфидних руда и промовисање одрживог развоја индустрије обојених метала.