Mchakato wa Uchimbaji wa Dhahabu ya Cyanide wa Matibabu ya Maji machafu

Kwa sasa, mbinu ya uchimbaji dhahabu ya sianidi ni mojawapo ya michakato mikubwa iliyokomaa ya kuyeyusha dhahabu nchini China. Inatumia suluhisho la sianidi kutoa dhahabu kutoka kwa madini, ikiwa na kiwango cha juu cha urejeshaji, uwezo mkubwa wa kubadilika kulingana na sifa za madini, na uwezo wa kutoa dhahabu mahali pake. Tangu matumizi ya kwanza ya suluhisho la sianidi kutoa dhahabu kutoka kwa madini mnamo 1887, njia hii imekuwa ikitumika sana hadi sasa. Hata hivyo, uchimbaji dhahabu wa sianidi hutoa kiasi kikubwa cha vitu vyenye sumu na hatari, na kusababisha tishio kubwa kwa mazingira yanayozunguka na wanadamu. Kwa hivyo, ili kupunguza madhara, ni muhimu kusoma mbinu za matibabu ya maji machafu ya uchimbaji dhahabu ya sianidi. Idadi kubwa ya watafiti wamefupisha mbinu za matibabu, kanuni za kemikali, na mitindo ya maendeleo ya sianidi - yenye maji machafu, lakini wengi wao wanajadili njia moja au mbili tu. Kwa hivyo, makala haya yanafanya uchambuzi wa kina wa mbinu mbalimbali za matibabu ya maji machafu ya uchimbaji dhahabu ya sianidi yanayotumika sasa katika tasnia, inalinganisha faida, hasara, na hali za matumizi ya kila njia, ambayo ina umuhimu fulani wa mwongozo kwa matumizi sawa katika uzalishaji halisi.

I. Vyanzo na Hatari za Maji machafu ya Uchimbaji wa Dhahabu ya Cyanide

Kanuni kuu ya uchimbaji wa dhahabu ya sianidi ni kwamba katika mazingira ya aerobic, sianidi ya sodiamu humenyuka na dhahabu ili kuunda michanganyiko ya dhahabu, ambayo kisha huyeyuka. Baada ya hapo, dhahabu inaweza kutolewa kwa utajiri kupitia ufyonzaji wa Kaboni ulioamilishwa au kuhamishwa na unga wa zinki kutoka sianidi ya dhahabu. Wakati huo huo, metali zingine nzito kama vile fedha, shaba, na zinki pia huunda michanganyiko na kuyeyuka.

Sianidi zinazotumika katika mmenyuko na michanganyiko inayozalishwa zote ni vitu vyenye sumu na hatari. Sianidi ya sodiamu ni rahisi kuhidrolisisi na ni dutu yenye sumu kali ya Daraja la 1, yenye kipimo hatari cha 0.10g. Sianidi zinapovuja kwenye miili ya maji, huwa na madhara makubwa kwa viumbe vilivyomo ndani ya maji, na zitasababisha tishio kubwa kwa wanadamu na mazingira yanayozunguka. Kwa hivyo, matibabu ya maji machafu ya sianidi yanayotolewa kwa dhahabu ni muhimu sana.

II. Mbinu Kuu za Matibabu ya Maji machafu ya Sianidi ya Uchimbaji wa Dhahabu

Mbinu ya Klorini ya Alkali

Mbinu ya klorini ya alkali kwa sasa ni mojawapo ya mbinu zinazotumiwa sana kutibu sianidi - iliyo na maji machafu kutoka uchimbaji wa dhahabu ya sianidi. Hasa hutumia vioksidishaji vya klorini ili kuongeza oksidi ya sianidi kwenye maji machafu chini ya hali ya alkali, na kuzibadilisha kuwa vitu visivyo na sumu. Mchakato wa kuvunja cyanide wa klorini ya alkali umegawanywa katika hatua mbili:

Hatua ya kwanza ni kuongeza oksidi ya sianidi kuwa sianati, ambayo inaitwa "hatua ya oxidation isiyo kamili". CN⁻ humenyuka pamoja na OCl⁻ kuunda CNCl kwanza, na kisha hubadilisha hidroli hadi CNO⁻. Ikumbukwe kwamba CNCl ni tete sana na sumu chini ya hali ya tindikali. Kwa hiyo, wakati wa operesheni, thamani ya pH lazima idhibitiwe madhubuti ili kuwa katika hali ya alkali.

Hatua ya pili ni kuongeza oksidi ya cyanate kwa dioksidi kaboni na nitrojeni, ambayo inaitwa hatua ya "oxidation kamili". Wakati wa mchakato wa kuvunja sianidi, thamani ya pH ina athari kubwa kwenye mmenyuko wa oxidation. Thamani ya pH ya oxidation ya hatua ya kwanza inapaswa kudhibitiwa saa 10 - 11. na wakati wa majibu ni 10 - 15 dakika. Thamani ya pH ya oxidation ya hatua ya pili inapaswa kudhibitiwa saa 6.5 - 7.0. na wakati wa majibu ni dakika 10 - 15.

Mgodi fulani hutumia mbinu ya uwekaji wa klorini ya alkali kutibu tope kali la sianidi kwenye mkia (yenye maudhui ya sianidi ya 200mg/L) na maji yanayotiririka kutoka kwenye tanki la mchanga (yenye maudhui ya sianidi ya 5mg/L). Thamani ya pH inadhibitiwa saa 10 - 11. na unga wa blekning huongezwa kwa uwiano wa 35 - 40 mara ya maudhui ya sianidi kwa kuchanganya na kuchochea. Baada ya mchanga kuganda kwenye kinene, jumla ya maudhui ya sianidi yanaweza kupunguzwa hadi 0.1mg/L.

Mbinu ya klorini ya alkali ndiyo njia inayotumika sana kutibu sianidi - iliyo na maji machafu, na poda ya blekning ni kioksidishaji cha klorini kinachotumiwa zaidi. Njia hii inafaa kwa kutibu maji machafu ya uchimbaji wa dhahabu ya sianidi na viwango vya juu au chini. Inaweza pia kuondoa thiocyanate na sianidi - zenye complexes (isipokuwa kwa complexes ferrocyanide). Dawa hiyo inapatikana kwa wingi, mabaki ya taka yanayozalishwa ni rahisi kuchuja, na uendeshaji ni rahisi. Hata hivyo, mazingira ya uendeshaji ni magumu kiasi wakati wa kutumia unga wa blekning kutibu maji machafu. Sasa baadhi ya biashara hutumia kioevu cha blekning au dioksidi ya klorini badala yake, ambayo inaboresha mazingira ya uendeshaji kwa kiasi fulani. Lakini gesi zenye sumu hutolewa wakati wa mchakato wa mmenyuko, na ina ulikaji mkubwa kwa vifaa. Gharama ya dawa na gharama ya matengenezo ni ya juu kiasi.

Njia ya Kuchanganya Chumvi ya Feri

Mbinu ya uchanganyaji wa chumvi yenye feri ni mbinu ya matibabu ya maji machafu ya uchimbaji wa dhahabu ya sianidi ambayo imeibuka katika miaka ya hivi karibuni. Kwa kudhibiti athari ya pH ya 7 - 8. ioni za feri huguswa na sianidi isiyolipishwa na baadhi ya changamano za sianidi kwenye maji machafu ya uchimbaji wa dhahabu ya sianidi kuunda mvua.

Majaribio yameonyesha kuwa kwa ujumla, kuongeza sulfate yenye feri tu kutibu maji machafu ya uchimbaji wa dhahabu ya sianidi hakuwezi kufanya maji machafu kufikia viwango vya kutokwa. Kwa hivyo, kioksidishaji cha jumla kinahitaji kuongezwa kwa maji machafu yaliyotibiwa kwa kuondolewa kwa kina - sianidi. Kwa muda mrefu kama hali zimedhibitiwa vizuri, kioksidishaji kinaweza kuongezwa moja kwa moja kwa matibabu bila kutenganisha mvua, na kiwango cha kutokwa kinaweza kupatikana. Hii ina umuhimu chanya ikilinganishwa na njia ya jadi ya kujitenga kwanza na kisha matibabu.

Kiyeyusha dhahabu fulani hutumia salfidi ya sodiamu - salfati yenye feri kutibu sianidi - umajimaji duni. Mathiriwa ana maudhui ya sianidi ya 2500mg/L. Baada ya matibabu, maji taka yana maudhui ya sianidi chini ya 20mg/L, na kiwango cha uondoaji wa 99.2%, kuonyesha matokeo ya ajabu. Tiba ya kina inayofuata hutumia metabisulfite ya sodiamu - njia ya hewa ili kupunguza jumla ya sianidi hadi chini ya 0.4mg/L.

Mbinu ya uchanganyaji wa chumvi yenye feri ni mbinu mpya ya matibabu inayochipuka, inayotumiwa hasa kutibu sianidi yenye ukolezi wa juu - iliyo na maji machafu. Mchakato wake ni rahisi, uwekezaji wa wakati mmoja ni mdogo, ni rahisi kufanya kazi, dawa (hasa sulfate ya feri) inapatikana sana, haina bei ghali, na ni rahisi kutumia. Hata hivyo, kwa sababu ufumbuzi wa sulfate yenye feri ni tindikali, unapochanganywa na maji machafu ya uchimbaji wa dhahabu ya sianidi, eneo la ndani huwa tindikali, na kuna uwezekano wa kuzalisha gesi ya sianidi hidrojeni. Zaidi ya hayo, haiwezi kuondoa thiocyanate, na maji machafu yaliyotibiwa bado yanahitaji matibabu ya kina ili kufikia viwango vya kutokwa.

Sodiamu Metabisulfite - Njia ya Hewa

Metabisulfite ya sodiamu - njia ya hewa inatengenezwa kutoka kwa dioksidi ya sulfuri - njia ya hewa. Hasa hutumia athari ya upatanishi ya metabisulfite ya sodiamu na hewa kwenye sianidi katika maji machafu ndani ya safu fulani ya pH, pamoja na athari ya kichocheo ya ayoni za shaba, ili kuoksidisha CN⁻ hadi CNO⁻.

Ikiwa maudhui ya sianidi katika sianidi - yenye maji machafu ni ya juu, matibabu ya awali yanaweza kufanywa kwanza ili kupunguza mkusanyiko wa sianidi hadi chini ya 100mg/L. Kisha, metabisulfite ya sodiamu na sulfate ya shaba huongezwa, hewa ya kutosha huletwa, na thamani ya pH inadhibitiwa (kwa ujumla inadhibitiwa saa 7 - 8), ili cyanide ioksidishwe kwa sianati, ambayo hutiwa hidrolisisi ili kuunda ioni za bicarbonate na amonia.

Metabisulfite ya sodiamu - njia ya hewa inafaa kwa kutibu maji machafu ya uchimbaji wa dhahabu ya sianidi ya chini. Kipimo cha dawa ni kidogo, nguvu ya kazi ni ndogo, lakini uwekezaji wa awali ni mkubwa kiasi, na vifaa kama vile vipulizi vinahitaji kuongezwa. Mahitaji ya viashiria vya mchakato ni kali kiasi, na kudhibiti thamani ya pH ni muhimu sana. Sulfate ya shaba pia inahitaji kuongezwa kama kichocheo. Muda wa majibu ni mrefu. Ikiwa matibabu si sahihi, kiasi kikubwa cha ioni za amonia kitatolewa, na slag inayozalishwa si rahisi kuchuja. Kuna kiasi kidogo cha gesi ya amonia inayozalishwa kwenye tovuti, na haina athari katika kuondoa thiocyanides.

Njia ya Oxidation ya Peroksidi ya hidrojeni

Mbinu ya uoksidishaji wa peroksidi ya hidrojeni ni kuongeza oksidi ya sianidi hadi CNO⁻ chini ya halijoto ya kawaida, alkali (pH = 10 - 11) huku Cu²⁺ kama kichocheo, na kisha kuvitia haidrolisisi kuwa vitu visivyo na sumu. Cyanides tata (complexes ya Cu, Zn, Pb, Ni, Cd) pia hutenganishwa kutokana na uharibifu wa cyanides ndani yao. Ioni za Ferrocyanide na ayoni nyingine za metali nzito huunda chumvi changamano ya ferrocyanide na huondolewa. Hatimaye, mkusanyiko wa jumla wa sianidi katika maji machafu yaliyosafishwa unaweza kupunguzwa hadi chini ya 0.5mg/L.

Njia hii inafaa kwa ajili ya kutibu cyanide ya chini ya mkusanyiko - yenye maji machafu. Vifaa vya matibabu ya peroxide ya hidrojeni ni rahisi na rahisi kufikia udhibiti wa moja kwa moja. Hata hivyo, sianati inayozalishwa inahitaji kukaa kwa muda fulani ili kuoza na kuwa CO₂ na NH₃. Hasara ni kwamba kutumia shaba kama kichocheo kunaweza kusababisha shaba katika maji yanayotolewa kuzidi kiwango, gharama ya malighafi ni ya juu kiasi, thiocyanides haiwezi kuoksidishwa, na ioni za amonia huzalishwa. Kwa kweli, maji machafu bado yana sumu fulani. Kwa kuongezea, kwa kuwa peroksidi ya hidrojeni ni kioksidishaji, ina ulikaji mkubwa, na kuna shida na hatari fulani katika usafirishaji na utumiaji.

Njia ya Asidi

Wakati wa kutumia njia ya asidi kutibu sianidi - kioevu duni, utaratibu wake wa athari ni ngumu, haswa ikiwa ni pamoja na michakato mitatu: mchakato wa asidi ya sianidi - iliyo na maji machafu, mchakato wa kunyonya na kunyonya kwa gesi ya HCN, na mchakato wa neutralization ya kioevu kilichovuliwa.

(1) Mmenyuko wa asidi: Sianidi - kioevu duni hutiwa asidi na kutakaswa kwa asidi. Sianidi changamano katika kioevu hafifu itaunda mvua zisizo na maji kama vile CuCN, CuSCN, na Zn₂Fe(CN)₆ na kuondolewa, na wakati huo huo, sianidi hidrojeni huzalishwa.

(2) Kubadilika-badilika na mmenyuko wa kunyonya: Kioevu hafifu huwashwa kabla ya kufikia takriban 30℃ kabla ya kutiwa tindikali. Kwa kuwa kiwango cha mchemko cha HCN ni 26.5℃ pekee, ni tete sana. Kwa hivyo, mnara uliojaa hutumiwa kama vifaa vya uhamishaji wa wingi wa mawasiliano kati ya gesi - kioevu mbili - awamu katika njia ya acidification, ambayo ni rahisi kufikia kuvuliwa na kunyonya kwa HCN.

(3) Mmenyuko wa utenganishaji: Chokaa au alkali ya kioevu hutumika kulainisha kioevu kilichosalia kilichoondolewa na asidi. Molekuli zilizobaki za HCN kwenye myeyusho zitabadilishwa kuwa umbo la CN⁻. Njia ya uongezaji asidi inaweza kurejesha Sodiamu Sianidi kutoka kwa maji machafu yenye sianidi na kupata urejeshaji wa rasilimali. Hata hivyo, ina mahitaji ya juu ya kuziba vifaa, uwekezaji mkubwa wa awali, inahitaji ujuzi wa hali ya juu wa uendeshaji, na matengenezo ya vifaa ni magumu. Pia kuna hatari fulani za usalama. Maji machafu yanayozalishwa baada ya urejeshaji bado yanahitaji matibabu ya kina ili kufikia viwango vya kutokwa.

Njia ya Electrolysis

Mbinu ya elektrolisisi hutumia miitikio ya redoksi ya kielektroniki kuharibu sianidi kwenye maji machafu. Wakati wa elektrolisisi ya ioni, sianidi hupoteza elektroni kwenye anodi na hutiwa oksidi kuwa sianati, kabonati, nitrojeni, au amonia. Siati hutiwa oksidi zaidi kuwa CO₂ na H₂O. Athari kuu ni:

CN⁻ + 2OH⁻ - 2e → CNO⁻ + H₂O (24)

2CN⁻ + 4OH⁻ - 6e → 2CO₂ + N₂ + 2H₂O (25)

Majaribio ya kielektroniki kwa kutumia kifimbo cha elektrodi ya dioksidi inayotokana na kauri na bamba la cathode ya chuma cha pua imethibitisha kuwa kwa kutumia mbinu ya elektrolisisi kutibu sianidi - iliyo na maji machafu, baada ya saa 2 za uchanganuzi wa umeme, mkusanyiko wa CN⁻ unaweza kupunguzwa kutoka 385mg/L hadi 58mg/L, na ukolezi wa Cu²⁺ kutoka 450mg/L hadi 48mg. Aidha, Hunan Zhongnan Gold Smelter hutumia mbinu ya kielektroniki kutibu maji machafu ya uchimbaji wa dhahabu ya sianidi, ambayo inaweza kupunguza jumla ya sianidi kutoka 4g/L hadi 0.8g/L. Tofauti kutoka hapo juu ni kwamba sahani zote za anode na cathode zinafanywa kwa sahani za chuma. Wakati wa mchakato wa operesheni, sio nishati ya umeme tu inayotumiwa, lakini pia sahani za chuma hutumiwa.

Njia ya electrolysis hutumiwa hasa kutibu sianidi yenye mkusanyiko wa juu - yenye maji machafu. Vifaa vinachukua eneo ndogo, mchakato ni rahisi na rahisi kudhibiti, lakini hutumia kiasi kikubwa cha nishati ya umeme, na gharama ya uendeshaji ni kubwa zaidi kuliko ile ya njia ya klorini ya alkali. Kiwango cha uondoaji wa sianidi ni wastani, na haina athari katika kuondoa tata za sianidi.

Kwa sasa, kati ya mbinu za matibabu ya maji machafu ya uchimbaji wa dhahabu ya sianidi, njia ya klorini ya alkali, njia ya asidi, na metabisulfite ya sodiamu - njia ya hewa hutumiwa sana. Mbinu ya electrolysis na njia ya uchanganyaji wa chumvi yenye feri ni mbinu mpya zinazoibuka ambazo zimetumika kwa mafanikio katika matibabu ya viwandani. Njia ya oksidi ya peroksidi ya hidrojeni ni njia ya matibabu ya dharura. Kuna mbinu nyingine nyingi za matibabu ya kutibu maji machafu ya uchimbaji wa dhahabu ya sianidi, kama vile njia ya asili ya utakaso, mbinu ya kibayolojia, njia ya kutenganisha utando, njia ya kubadilishana ioni, n.k. Hata hivyo, kama matumizi ya viwandani, zote zina vikwazo fulani na bado zinahitaji uboreshaji unaoendelea.