Усулҳо ва равандҳои тоза кардани сианид дар сатҳи маъданҳои сулфид

1. Муқаддима

Дар сохаи металлургия, махсусан дар истихрочи тилло ва коркарди маъдани сульфид мавчуд будани Cyanide дар сатҳи Маъдани сулфид душворихои калон ба миён мегузорад. Сианид бо сабаби қобилияти ба вуҷуд овардани комплексҳо бо тилло ва осон кардани обшавии он, дар раванди шустакунии сианидизатсия барои истихроҷи тилло васеъ истифода мешавад. Аммо, баъд аз процесси обшуйкунй бокимонда cyanide дар сатхи маъданхои сульфид дар партовхо на танхо ба ифлосшавии мухити зист оварда мерасонад, балки инчунин ба ифлосшавии минбаъдаи маъданхои сульфид монеъ шуда, суръати умумии азхудкунии металлхои пуркиматро паст мекунад. Аз ин рӯ, таҳияи усулҳои самараноки тоза кардани сианид дар рӯи маъданҳои сулфид барои коркарди устувори маъданҳо ва ҳифзи муҳити зист муҳим аст.

2. Мушкилоти мавҷуда бо сианид дар сатҳи маъдани сулфид

2.1 Таъсири муҳити зист

Сианид як моддаи хеле заҳрнок аст. Ҳангоми ба муҳити зист партофтани маъданҳои сулфиди дорои сианидҳои рӯизаминӣ, сианид метавонад тадриҷан шуста шавад ва хок, манбаъҳои об ва ҳаворо олуда кунад. Ҳатто дар консентратсияи паст, сианид метавонад ба организмҳои обӣ, растаниҳо ва саломатии инсон хеле зараровар бошад. Масалан, дар баъзе минтақаҳои истихроҷи маъдан, ки дар онҳо партовҳои дорои цианидҳои дорои номатлуб ба амал омадаанд, обанборҳои наздик ба таври назаррас коҳиши миқдори ҳалшудаи оксигенро нишон доданд, ки дар натиҷа моҳӣ ва дигар ҳайвоноти обӣ нобуд мешаванд.

2.2 Пешгирии истихроҷи маъданҳои сулфид

Сианид, ки дар сатхи маъданхои сульфид, ба монанди пирит, халькопирит ва сфалерит адсорб мешавад, метавонад дар сатхи маъдан пардаи пассиватсия ташкил кунад. Ин филм реактивии минералҳои сулфидро ҳангоми флотатсия ё дигар равандҳои бойгардонӣ коҳиш медиҳад. Масалан, хангоми флотатсияи маъданхои мис-дори сулфид мавчуд будани сианид дар сатхи халькопирит метавонад таъсири мутакобилаи онро бо коллекторхо суст карда, ба таври муассир чудо кардани маъданхои мисро аз маъданхои ганг мушкил гардонад ва ба ин васила дарачаи хосилнокии концентратхои мисро паст кунад.

3. Усулҳои тоза кардани сианид дар сатҳи маъданҳои сулфид

3.1 Усули фаъолсозии кислотаҳо

3.1.1 Принсип

Усули фаъолсозии кислота асосан кислотаҳоро ба монанди кислотаи сулфат ё кислотаи оксаликро барои реаксия бо сианид - дорои пайвастагиҳои дар сатҳи маъдани сулфид истифода мебарад. Ҳангоми илова кардани кислота он боиси таҷзияи комплексҳои сианид-металлӣ мегардад. Дар натича гази цианиди гидроген хосил мешавад. Аммо дар раванди хуб тарҳрезӣшуда, ин сианиди ҳидрогени идорашавандаро тавассути системаҳои мувофиқи азхудкунӣ барқарор кардан ва дубора истифода бурдан мумкин аст.

3.1.2 Қадамҳои раванд

1. Тайёр кардани селлюлоза: Аввалан, партовҳои маъдани сулфидро бо цианиди рӯизаминӣ - адсорбшуда бо об омехта кунед, то як селлюлозаи маъдан ҳосил кунед. Таносуби сахт ва моеъи селлюлозаи маъдан маъмулан дар асоси хусусиятҳои маъдан ва талаботи мушаххаси раванд танзим карда мешавад, одатан дар доираи 1:2 - 1:5.

2. Иловаи кислота: Ба целлюлозаи маъдан охиста-охиста кислотаи сулфат ё кислотаи оксалатро хамрох карда, пайваста омехта кунед. Миқдори кислотаи иловашуда бояд мувофиқи таркиби сианид дар селлюлоза маъдан бодиққат назорат карда шавад. Одатан, арзиши рН-и селлюлозаи маъдан ба 2 - 4 тасҳеҳ карда мешавад ва рН бояд дар вақти воқеӣ бо истифода аз рН-метр ҳангоми иловакунӣ назорат карда шавад.

3. Реаксия ва коркарди газ: Пас аз илова кардани кислота, бигзор реаксия тақрибан 1-3 соат идома ёбад. Дар ин муддат гази цианиди гидроген хосил мешавад. Барои пешгирй кардани ин газ аз ифлосшавии мухити зист системаи чамъоварй ва тозакунии газ ташкил карда шудааст. Гази сианиди гидрогени тавлидшуда ба манораи абсорбсионӣ, ки бо маҳлули сілтӣ, ба монанди маҳлули гидроксиди натрий пур шудааст, равона карда мешавад. Дар ин ҷо цианиди гидроген бо гидроксиди натрий реаксия мекунад ва барқароршуда Сианиди натрий маҳлул метавонад ба раванди сианидизатсия дубора коркард карда шавад, агар сифати он ба талабот ҷавобгӯ бошад.

3.1.3 Афзалиятҳо ва нуқсонҳо

• афзалиятҳо: Ин усул хам аз чихати принцип ва хам аз чихати кор нисбатан осон аст. Он метавонад ба таври муассир сианид - пайвастагиҳоро дар сатҳи маъданҳои сулфид вайрон кунад ва иқтидори дубора коркарди сианид дошта, хароҷоти умумии истифодаи сианид дар раванди истихроҷро коҳиш медиҳад.

• нуқсонҳои: Хавфҳои назарраси бехатарӣ вуҷуд доранд. Гази сианиди гидроген хеле заҳролуд аст ва ҳар гуна ихроҷ ҳангоми реаксия метавонад ба операторон ва муҳити зист зарари ҷиддӣ расонад. Илова бар ин, кислотаҳое, ки дар ин усул истифода мешаванд, зангзананда мебошанд, ки метавонанд ба таҷҳизот ва қубурҳо осеб расонанд, хароҷоти нигоҳдории онро зиёд кунанд ва мӯҳлати хизмати таҷҳизотро кӯтоҳ кунанд.

3.2 Усули фаъолсозии оксидант

3.2.1 Принсип

Оксидкунандаҳо ба монанди пероксиди гидроген, перманганати калий ва озон барои оксид кардани сианид дар сатҳи маъданҳои сулфид истифода мешаванд. Ин оксидкунандаҳо пайвандҳои кимиёвии пайвастагиҳои сианидро мешикананд ва сианидро ба моддаҳои нисбатан ғайризаҳролуд, ба монанди гази нитроген ва карбонатс.

3.2.2 Қадамҳои раванд

1. Тайёр кардани селлюлоза: Монанди усули фаъолсозии кислота, пасмондаҳои маъдани сулфидро ба селлюлозаи маъдан бо таносуби мувофиқи сахт ва моеъ омода кунед.

2. Иловаи оксидант: Оксиданти интихобшударо ба целлюлозаи маъдан илова кунед. Миқдори оксиданти иловашуда аз таркиби сианид дар селлюлозаи маъдан ва потенсиали оксидшавии оксидант вобаста аст. Масалан, хангоми истифода бурдани пероксиди водородй микдор умуман ба хар тонна целлюлозаи маъдан 1 — 5 килограммро ташкил медихад, хол он ки перманганати калий одатан ба хар тонна целлюлозаи маъдан 0.5 — 2 килограмм илова карда мешавад. Илова кардан бояд оҳиста-оҳиста бо омехта кардани пайваста анҷом дода шавад, то омехта ҳамвор шавад.

3. Реаксия ва мониторинг: Ба оксидант иҷозат диҳед, ки бо сианид дар селлюлоза дар давоми 2 - 4 соат реаксия кунад. Ҳангоми реаксия потенсиали оксидшавӣ - коҳиш ва таркиби сианид дар селлюлоза маъданро назорат кунед. Арзиши потенсиали оксидшавӣ - коҳишёбӣ метавонад пешрафти реаксияи оксидшавиро инъикос кунад. Вақте ки арзиш мӯътадил мешавад ва миқдори сианид дар селлюлозаи маъдан ба стандарти зарурӣ мувофиқат мекунад (одатан камтар аз 0.5 мг/л), реаксия пурра ҳисобида мешавад.

3.2.3 Афзалиятҳо ва нуқсонҳо

• афзалиятҳо: Ин усул газҳои заҳролуд ва идоранашавандаро ба мисли усули фаъолсозии кислота ба вуҷуд намеорад ва онро барои муҳити корӣ бехатартар мекунад. Он метавонад сианидро ба таври муассир оксид ва таҷзия карда, ба ҳадафи тоза кардани сианид аз сатҳи маъданҳои сулфид ноил шавад. Илова бар ин, маҳсулоти реаксия аз ҷиҳати экологӣ тоза мебошанд.

• нуқсонҳои: Арзиши оксидантҳо нисбатан баланд аст, махсусан барои оксидантҳои қавӣ ба монанди озон, ки арзиши коркарди маъданҳои сулфидро зиёд мекунад. Илова бар ин, ба реаксияи оксидшавӣ ба осонӣ аз омилҳо ба монанди арзиши рН, ҳарорати селлюлоза ва мавҷудияти дигар ифлосиҳо таъсир мерасонад, ки назорати қатъии шароити реаксияро талаб мекунанд.

3.3 Усули намаки мис

3.3.1 Принсип

Намакҳои мис, аз қабили сулфати мис, ба целлюлозаи маъдани сулфид бо сианидҳои рӯизаминӣ - адсорбшуда илова карда мешаванд. Ионҳои мис бо сианид реаксия карда, комплексҳои мис-сианидҳои ҳалнашавандаро ба вуҷуд меоранд. Баъдан ин комплексҳоро аз селлюлозаи маъдан тавассути усулҳои ҷудокунии сахт ва моеъ ҷудо кардан мумкин аст ва ҳамин тариқ ба хориҷ кардани сианид ноил мегардад.

3.3.2 Қадамҳои раванд

1. Тайёр кардани селлюлоза: Парвозҳои маъдани сулфидро ба селлюлозаи маъдан бо таносуби мувофиқи сахт ва моеъ омода кунед.

2. Иловаи намаки мис: Ба целлюлозаи маъдан ба микдори мувофики сулфати мис илова кунед. Миқдори сулфати миси иловашуда аз рӯи миқдори сианид дар селлюлоза маъдан муайян карда мешавад, одатан бо таносуби молярии ионҳои мис ба ионҳои сианид аз 1 - 2:1. Одатан сулфати мис ҳамчун маҳлули обӣ илова карда мешавад ва раванди иловакунӣ бояд бо омехта кардани пайваста ҳамроҳ карда шавад, то тақсимоти яксони ионҳои мис дар селлюлозаи маъдан таъмин карда шавад.

3. Реаксия ва сахт - Ҷудокунии моеъ: Пас аз илова кардани намаки мис, бигзор реаксия барои 1 - 2 соат идома ёбад. Сипас, дар селлюлоза маъдан ҷудокунии сахт ва моеъро бо истифода аз усулҳо ба монанди филтратсия ё таҳшин гузаронед. Қисми сахти ҷудошуда дорои боришотҳои мис-сианид ва минералҳои сулфид мебошад, дар ҳоле ки моеъи ҷудошуда метавонад минбаъд барои қонеъ кардани стандарти партов коркард карда шавад ё барои мақсадҳои дигар коркард карда шавад.

3.3.3 Афзалиятҳо ва нуқсонҳо

• афзалиятҳо: Ин усул цианидро аз сатхи маъдани сульфид бо рохи ба вучуд овардани боришотхои халнашаванда ба таври самарабахш тоза карда метавонад. Раванди амалиёт нисбатан содда аст ва сулфати мис як реагенти кимиёвии маъмул ва арзон буда, манфиатҳои муайяни иқтисодӣ медиҳад.

• нуқсонҳои: Илова кардани намакҳои мис метавонад ба селлюлоза маъдан омехтаҳои мис ворид кунад, ки метавонад ба ғанисозии минбаъдаи минералҳои сулфид таъсир расонад. Масалан, ҳангоми флотатсияи маъданҳои сурб-сулфиди руҳ, ионҳои аз ҳад зиёди мис метавонанд сфалеритро фаъол карда, ба ҷудошавии маъданҳои сурб ва руҳ халал расонанд. Илова бар ин, боришотҳои мис-сианидҳои ҷудошуда барои пешгирии ифлосшавии дуюмдараҷа бояд дуруст партов карда шаванд.

3.4 Усули нави реагенти таркибӣ

3.4.1 Принсип

Баъзе реагентҳои таркибии нав таҳияшуда, ба монанди омезиши полисульфидҳо ва метабисульфити натрий истифода мешаванд. Полисулфидҳо бо таркиби сулфур - ҷузъҳои таркиби сианид - пайвастагиҳои сатҳи маъданҳои сулфидӣ реаксия мекунанд, дар ҳоле ки метабисульфити натрий потенсиали оксидшавии системаро танзим мекунад ва ба таҷзияи сианид мусоидат мекунад ва ба ин васила хориҷшавии онро осон мекунад.

3.4.2 Қадамҳои раванд

1. Тайёр кардани селлюлоза: Парвариши маъдани сульфидро ба целлюлозаи маъдан тайёр кунед.

2. Иловаи реагенти таркибӣ: Ба целлюлозаи маъдан реагенти композитие, ки аз полисульфидхо ва метабисульфити натрий иборат аст, илова кунед. Таносуби вазни полисульфидҳо ба метабисульфити натрий одатан 1: 1 аст. ва микдори реагенти таркибии иловашуда дар асоси таркиби сианид дар селлюлозаи маъдан ва табиати маъдани сулфид муайян карда мешавад, ки умуман аз 0.5 - 2 кг барои як тонна селлюлозаи маъдан.

3. Реаксия ва мониторинг: Пас аз илова кардани реагенти таркибӣ, бигзор реаксия барои 1-3 соат идома ёбад. Ҳангоми реаксия миқдори сианид ва параметрҳои дахлдори кимиёвӣ, аз қабили потенсиали оксидшавӣ ва арзиши рН-ро дар селлюлоза маъдан назорат кунед. Шароити реаксияро мувофиқи натиҷаҳои мониторинг фавран танзим кунед, то ки пурра тоза кардани сианидро таъмин кунед.

3.4.3 Афзалиятҳо ва нуқсонҳо

• афзалиятҳо: Ин усул ба навъхои гуногуни маъданхои сульфид мутобикшавии хуб нишон медихад. Реагенти таркибӣ ба таври синергетикӣ кор мекунад, то сианидро аз сатҳи маъданҳои сулфид самаранок тоза кунад. Дар муқоиса бо усулҳои як-реактивӣ, он метавонад самаранокии беҳтари хориҷкуниро пешниҳод кунад ва ба ғанисозии минбаъдаи минералҳои сулфид камтар таъсир расонад.

• нуқсонҳои: Таҳия ва истеҳсоли реагентҳои таркибӣ нисбатан мураккаб аст ва арзиши он метавонад аз баъзе усулҳои анъанавии реактивӣ баландтар бошад. Ғайр аз он, механизми реаксияи мушаххаси реагентҳои таркибӣ ҳанӯз пурра фаҳмида нашудааст, ки метавонад дар барномаҳои воқеии саноатӣ номуайяниро ба вуҷуд орад.

4. Оптимизатсияи равандҳо ва мулоҳизаҳо

4.1 Пеш аз коркарди маъданҳо

Пеш аз истифодаи яке аз усулҳои дар боло зикршуда барои тоза кардани сианид дар сатҳи маъданҳои сулфид, коркарди мувофиқи маъдан аксар вақт зарур аст. Масалан, агар дар партовгоҳҳои маъдани сулфид миқдори зиёди маъданҳои гангҳои майда-дона дошта бошанд, барои тоза кардани фраксияҳои сахти коркардшаванда амалиёти пешакӣ ё гурӯҳбандӣ гузаронида мешавад. Ин метавонад самаранокии алоқаи байни реагент ва минералҳои сулфидро бо сианидҳои рӯизаминии адсорбшуда баланд бардорад ва дахолати минералҳои гангро ба раванди реаксия кам кунад.

4.2 Назорати шароити реаксия

• арзиши pH: Арзиши рН-и селлюлоза маъдан ба раванди реаксия ба таври назаррас таъсир мерасонад. Усули фаъолсозии кислота сатҳи пасти рН-ро барои мусоидат ба таҷзияи пайвастагиҳои сианид талаб мекунад, дар ҳоле ки усули фаъолсозии оксидант ва усули намаки мис бояд диапазони мувофиқи рН-ро нигоҳ доранд. Масалан, хангоми ба сифати оксидант истифода бурдани пероксиди гидроген, арзиши оптималии рН-и селлюлозаи маъдан одатан 8 - 10 мебошад ва хангоми истифодаи сулфати мис, арзиши рН-и селлюлозаи маъдан умуман дар 6 - 8 назорат карда мешавад.

• ҳарорат: Ҳарорати реаксия инчунин ба суръат ва самаранокии реаксия таъсир мерасонад. Умуман, баланд бардоштани ҳарорат метавонад суръати реаксияро суръат бахшад. Бо вуҷуди ин, барои баъзе реаксияҳо, ба монанди оксидшавии сианид тавассути пероксиди гидроген, ҳарорати аз ҳад зиёд метавонад боиси таҷзияи оксидант шуда, самаранокии оксидшавиро коҳиш диҳад. Аз ин рӯ, ҳарорати реаксия бояд мувофиқи системаи мушаххаси реаксия, одатан дар ҳудуди 20 - 40 °C оптимизатсия карда шавад.

• Шиддати омехта: Барои таъмини баробар тақсим кардани реагентҳо дар селлюлоза маъдан ва баланд бардоштани эҳтимолияти тамос байни реагент ва цианид моддаҳои дорои моддаҳои дар сатҳи маъданҳои сулфид мавҷудбуда, ба қадри кофӣ омехта кардан муҳим аст. Бо вуҷуди ин, омехта кардани аз ҳад зиёд метавонад боиси сарфи нолозими энергия ва фарсудашавии механикии таҷҳизот гардад. Шиддати мувофиқи таҳрикро тавассути тадқиқоти таҷрибавӣ ва таҷрибаи амалии истеҳсолӣ муайян кардан лозим аст.

4.3 Сахт - Ҷудокунии моеъ ва коркарди оби партов

Пас аз реаксия барои тоза кардани сианид аз рӯи маъданҳои сулфид, ҷудокунии самарабахши сахт - моеъ барои ҷудо кардани минералҳои коркардшудаи сулфид аз маҳлули реаксия лозим аст. Усулҳои ҷудокунии сахт-моеъи маъмулан истифодашаванда филтратсия, таҳшиншавӣ ва центрифугаро дар бар мегиранд. Оби партовҳои ҷудошуда одатан то ҳол дорои баъзе боқимондаҳои сианид ва дигар ифлосиҳо мебошад, ки барои қонеъ кардани стандарти партовҳо минбаъд коркард карда мешаванд. Равандҳои коркарди обҳои партов метавонанд усулҳоеро дар бар гиранд, аз қабили оксидшавии минбаъда, адсорбсия ва коркарди биологӣ.

5. Таҳқиқоти мисолӣ

5.1 Истифодаи усули фаъолсозии кислотаҳо дар кони тилло

Дар кони муайяни тилло, пас аз раванди шусташавии цианид, партовҳои маъдани сулфид миқдори муайяни рӯизаминӣ - сианиди адсорбшуда дошт. Шахта барои муолича усули фаъолсозии кислотаро истифода бурд. Аввалан, партовҳо ба як селлюлоза маъдан бо таносуби сахту моеъ 1:3 сохта шуданд. Сипас, кислотаи сулфат илова карда шуд, то ки арзиши рН-и маъданро ба 3 мувофиқ созад. Пас аз реаксия дар давоми 2 соат, гази сианиди гидрогени ҳосилшуда ҷамъоварӣ карда, бо маҳлули гидроксиди натрий ҷаббида шуд. Пас аз коркард, миқдори сианид дар селлюлозаи маъдан аз 5 мг/л то камтар аз 0.5 мг/л коҳиш ёфт ва суръати минбаъдаи флотатсияи минералҳои сулфид тақрибан 10% афзуд. Бо вуҷуди ин, дар ҷараёни амалиёт ихроҷи гази сианиди ҳидрогенӣ дар ҷои кор хатари бехатариро ба вуҷуд овард ва лӯлаҳои таҷҳизот ба зангзании нисбатан шадид дучор шуданд.

5.2 Усули фаъолсозии оксидант дар кони маъдани сулфиди полиметаллӣ

Кони маъдани сулфиди полиметаллӣ пероксиди гидрогенро ҳамчун оксидант барои тоза кардани сианид дар рӯи маъдани сулфид истифода бурд. Арзиши рН-и целлюлозаи маъдан аввал ба 9 танзим карда шуд ва сипас пероксиди гидроген ба миқдори 3 кг ба як тонна целлюлозаи маъдан илова карда шуд. Пас аз реаксияи 3 соат миқдори цианид дар целлюлозаи маъдан ба дараҷаи хеле паст кам шуд. Минбаъда ба кор андохтани минералхои сульфиди мис, сурб ва рух аз цианидхои бокимонда таъсир нарасонда, суръати умумии хосилкунии металл бехтар гардид. Аммо қимати баланди пероксиди гидроген боиси афзоиши арзиши коркарди маъдан дар як тонна тақрибан 5 доллар шуд.

6. Хулоса

Тоза кардани цианид дар сатхи маъданхои сульфид вазифаи халкунанда дар сохаи коркарди маъдан мебошад. Усули фаъолсозии кислота, усули фаъолсозии оксидант, усули намаки мис ва усули нави реагенти таркибӣ ҳар кадом бартарӣ ва нуқсонҳои худро доранд. Дар татбиқи воқеии саноатӣ омилҳои ба монанди табиати маъданҳои сулфид, талаботи ҳифзи муҳити зист ва хароҷоти иқтисодиро барои интихоби усули мувофиқ ҳаматарафа баррасӣ кардан лозим аст. Дар ҳамин ҳол, тавассути оптимизатсияи шароити раванд, коркарди пешакии маъданҳо ва дуруст коркарди ҷудокунии сахт - моеъ ва коркарди оби партов, самаранокии тоза кардани сианид дар сатҳи маъданҳои сулфид, ноил шудан ба ҳадафҳои барқарорсозии захираҳо ва ҳифзи муҳити зистро метавон боз ҳам беҳтар кард.