Mga Paraan at Proseso para sa Pag-alis ng Cyanide sa Ibabaw ng Sulfide Ores

1. pagpapakilala

Sa larangan ng metalurhiya, lalo na sa pagkuha ng ginto at pagproseso ng sulfide ore, ang presensya ng Cyanide sa ibabaw ng sulfide ores ay nagdudulot ng malalaking hamon. Ang cyanide ay malawakang ginagamit sa proseso ng cyanidation leaching para sa pagkuha ng ginto dahil sa kakayahan nitong bumuo ng mga complex na may ginto, na nagpapadali sa pagkatunaw nito. Gayunpaman, pagkatapos ng proseso ng leaching, ang natitirang cyanide sa ibabaw ng sulfide ores sa mga tailings ay hindi lamang humahantong sa polusyon sa kapaligiran kundi pinipigilan din ang kasunod na benepisyo ng mga mineral na sulfide, na binabawasan ang pangkalahatang rate ng pagbawi ng mahahalagang metal. Samakatuwid, ang pagbuo ng mga epektibong pamamaraan upang maalis ang cyanide sa ibabaw ng sulfide ores ay mahalaga para sa napapanatiling pagproseso ng mineral at pangangalaga sa kapaligiran.

2. Mga Umiiral na Problema sa Cyanide sa Sulfide Ore Surfaces

2.1 Epekto sa Kapaligiran

Ang cyanide ay isang lubhang nakakalason na sangkap. Kapag ang mga sulfide ores na may surface - adsorbed cyanide ay ibinubuhos sa kapaligiran, ang cyanide ay maaaring unti-unting tumagas at makontamina ang lupa, pinagmumulan ng tubig, at hangin. Kahit na sa mababang konsentrasyon, ang cyanide ay maaaring maging lubhang nakakapinsala sa mga nabubuhay na organismo, halaman, at kalusugan ng tao. Halimbawa, sa ilang mga lugar ng pagmimina kung saan naganap ang hindi wastong pagtatapon ng cyanide - na naglalaman ng mga tailing, ang mga kalapit na anyong tubig ay nagpakita ng makabuluhang pagbaba sa nilalaman ng dissolved oxygen, na nagreresulta sa pagkamatay ng mga isda at iba pang nabubuhay sa tubig.

2.2 Pagpigil sa Sulfide Mineral Beneficiation

Ang cyanide na na-adsorbed sa ibabaw ng sulfide ores, tulad ng pyrite, chalcopyrite, at sphalerite, ay maaaring bumuo ng isang passivation film sa ibabaw ng mineral. Binabawasan ng pelikulang ito ang reaktibiti ng mga sulfide mineral sa panahon ng kasunod na flotation o iba pang proseso ng beneficiation. Halimbawa, sa flotation ng copper-bearing sulfide ores, ang pagkakaroon ng cyanide sa ibabaw ng chalcopyrite ay maaaring magpahina sa pakikipag-ugnayan nito sa mga collectors, na nagpapahirap sa paghiwalay ng mga copper mineral mula sa gangue minerals nang epektibo, at sa gayon ay binabawasan ang grade at recovery rate ng copper concentrates.

3. Mga Paraan para sa Pag-alis ng Cyanide sa Ibabaw ng Sulfide Ores

3.1 Paraan ng Pag-activate ng Acid

3.1.1 Prinsipyo

Ang paraan ng pag-activate ng acid ay pangunahing gumagamit ng mga acid tulad ng sulfuric acid o oxalic acid upang tumugon sa cyanide - na naglalaman ng mga compound sa ibabaw ng sulfide ores. Kapag ang isang acid ay idinagdag, ito ay nagiging sanhi ng agnas ng cyanide - metal complexes. Bilang resulta, nabuo ang hydrogen cyanide gas. Ngunit sa isang mahusay na disenyong proseso, ang pabagu-bagong hydrogen cyanide na ito ay maaaring mabawi at magamit muli sa pamamagitan ng naaangkop na mga sistema ng pagsipsip.

3.1.2 Mga Hakbang sa Proseso

1. Paghahanda ng Pulp ng Mineral : Una, paghaluin ang mga tailing ng sulfide ore sa surface-adsorbed cyanide at tubig upang lumikha ng pare-parehong pulp ng mineral. Ang solid-liquid ratio ng pulp ng mineral ay karaniwang inaayos batay sa mga katangian ng mineral at mga partikular na kinakailangan sa proseso, kadalasan ay nasa loob ng hanay na 1:2 - 1:5.

2. Pagdaragdag ng Asido : Dahan-dahang idagdag ang sulfuric acid o oxalic acid sa pulp ng ore habang patuloy na hinahalo. Ang dami ng acid na idinaragdag ay dapat na maingat na kontrolin ayon sa nilalaman ng cyanide sa pulp ng ore. Karaniwan, ang halaga ng pH ng pulp ng ore ay inaayos sa 2-4 at ang pH ay dapat subaybayan nang real-time gamit ang isang pH meter habang isinasagawa ang proseso ng pagdaragdag.

3. Reaksyon at Paggamot ng Gas : Pagkatapos idagdag ang acid, hayaang magpatuloy ang reaksyon nang humigit-kumulang 1-3 oras. Sa panahong ito, nalilikha ang hydrogen cyanide gas. Upang maiwasan ang pagdumi ng gas na ito sa kapaligiran, isang sistema ng pagkolekta at paggamot ng gas ang itinatayo. Ang nabuong hydrogen cyanide gas ay idinidirekta sa isang absorption tower na puno ng alkaline solution, tulad ng sodium hydroxide solution. Dito, ang hydrogen cyanide ay tumutugon sa sodium hydroxide, at ang nakuhang Sodium Cyanide solution ay maaaring i-recycle sa proseso ng cyanidation kung ang kalidad nito ay nakakatugon sa mga kinakailangan.

3.1.3 Mga Kalamangan at Kahinaan

• Mga Kalamangan : Ang pamamaraang ito ay medyo diretso sa prinsipyo at pagpapatakbo. Mabisa nitong mabuwag ang mga compound na naglalaman ng cyanide sa ibabaw ng mga sulfide ores at may potensyal na i-recycle ang cyanide, na binabawasan ang kabuuang gastos ng paggamit ng cyanide sa proseso ng pagmimina.

• Mga Disbentaha : May mga kaakibat na malaking panganib sa kaligtasan. Ang hydrogen cyanide gas ay lubhang nakalalason, at ang anumang pagtagas habang isinasagawa ang reaksyon ay maaaring magdulot ng malubhang pinsala sa mga operator at sa kapaligiran. Bukod pa rito, ang mga asidong ginagamit sa pamamaraang ito ay kinakaing unti-unti, na maaaring makapinsala sa kagamitan at mga pipeline, na nagpapataas ng mga gastos sa pagpapanatili at nagpapaikli sa buhay ng kagamitan.

3.2 Paraan ng Oxidant Activation

3.2.1 Prinsipyo

Ang mga oxidant tulad ng hydrogen peroxide, potassium permanganate, at ozone ay ginagamit upang i-oxidize ang cyanide sa ibabaw ng mga sulfide ores. Ang mga oxidant na ito ay sumisira sa mga kemikal na bono ng mga cyanide compound, na binabago ang cyanide sa mga medyo hindi nakalalasong sangkap tulad ng nitrogen gas at Carbon ates.

3.2.2 Mga Hakbang sa Proseso

1. Paghahanda ng Pulp ng Mineral : Katulad ng paraan ng acid activation, ihanda ang mga tailing ng sulfide ore sa isang pulp ng mineral na may naaangkop na solid-liquid ratio.

2. Pagdaragdag ng Oxidant : Idagdag ang napiling oxidant sa pulp ng ore. Ang dami ng idinagdag na oxidant ay depende sa nilalaman ng cyanide sa pulp ng ore at sa potensyal ng oksihenasyon ng oxidant. Halimbawa, kapag gumagamit ng hydrogen peroxide, ang dosis ay karaniwang 1 - 5 kg bawat tonelada ng pulp ng ore, habang ang potassium permanganate ay karaniwang idinaragdag sa 0.5 - 2 kg bawat tonelada ng pulp ng ore. Ang pagdaragdag ay dapat gawin nang dahan-dahan na may patuloy na paghahalo upang matiyak ang pantay na paghahalo.

3. Reaksyon at Pagsubaybay : Hayaang makipag-react ang oxidant sa cyanide sa ore pulp sa loob ng 2-4 na oras. Sa panahon ng reaksyon, subaybayan ang potensyal na oksihenasyon-reduction at ang nilalaman ng cyanide sa ore pulp. Ang halaga ng potensyal na oksihenasyon-reduction ay maaaring magpakita ng pag-usad ng reaksyon ng oksihenasyon. Kapag ang halaga ay naging matatag at ang nilalaman ng cyanide sa ore pulp ay natugunan ang kinakailangang pamantayan (karaniwan ay mas mababa sa 0.5 mg/L), ang reaksyon ay itinuturing na kumpleto.

3.2.3 Mga Kalamangan at Kahinaan

• Mga Kalamangan : Ang pamamaraang ito ay hindi naglalabas ng mga nakalalasong at pabagu-bagong gas tulad ng paraan ng acid activation, kaya mas ligtas ito para sa kapaligiran ng operasyon. Mabisa nitong ma-oxidize at mabulok ang cyanide, na nakakamit ang layuning alisin ang cyanide mula sa ibabaw ng mga sulfide ores. Bukod dito, ang mga produkto ng reaksyon ay medyo environment-friendly.

• Mga Disbentaha : Medyo mataas ang halaga ng mga oxidant, lalo na para sa malalakas na oxidant tulad ng ozone, na nagpapataas sa gastos sa pagproseso ng mga sulfide ores. Bukod pa rito, ang reaksyon ng oksihenasyon ay madaling maimpluwensyahan ng mga salik tulad ng pH value ng ore pulp, temperatura, at ang pagkakaroon ng iba pang mga dumi, na nangangailangan ng mahigpit na kontrol sa mga kondisyon ng reaksyon.

3.3 Paraan ng Copper Salt

3.3.1 Prinsipyo

Ang mga tansong asing-gamot, tulad ng tansong sulpate, ay idinagdag sa sulfide ore pulp na may ibabaw - adsorbed cyanide. Ang mga ion ng tanso ay tumutugon sa cyanide upang bumuo ng mga hindi matutunaw na tanso - cyanide complex. Ang mga complex na ito ay maaaring ihiwalay mula sa ore pulp sa pamamagitan ng solid-liquid separation method, sa gayon ay nakakamit ang pag-alis ng cyanide.

3.3.2 Mga Hakbang sa Proseso

1. Paghahanda ng Pulp ng Mineral : Ihanda ang mga tailing ng sulfide ore upang maging pulp ng mineral na may angkop na proporsyon ng solid-liquid.

2. Pagdaragdag ng Asin na Tanso : Magdagdag ng angkop na dami ng copper sulfate sa pulp ng ore. Ang dami ng copper sulfate na idinagdag ay natutukoy ng nilalaman ng cyanide sa pulp ng ore, kadalasan ay may molar ratio ng mga copper ion sa mga cyanide ion na 1 - 2:1. Ang copper sulfate ay karaniwang idinaragdag bilang isang may tubig na solusyon, at ang proseso ng pagdaragdag ay dapat na may kasamang patuloy na paghahalo upang matiyak ang pantay na distribusyon ng mga copper ion sa pulp ng ore.

3. Reaksyon at Paghihiwalay ng Solido at Likido : Pagkatapos idagdag ang asin na tanso, hayaang magpatuloy ang reaksyon sa loob ng 1-2 oras. Pagkatapos, isagawa ang paghihiwalay ng solido at likido sa pulp ng ore gamit ang mga pamamaraan tulad ng pagsasala o sedimentasyon. Ang pinaghiwalay na solido ay naglalaman ng mga namuo na tanso at cyanide at mga mineral na sulfide, habang ang pinaghiwalay na likido ay maaaring higit pang gamutin upang matugunan ang pamantayan ng paglabas o i-recycle para sa iba pang mga layunin.

3.3.3 Mga Kalamangan at Kahinaan

• Mga Kalamangan : Ang pamamaraang ito ay epektibong nakakapag-alis ng cyanide mula sa ibabaw ng mga sulfide ores sa pamamagitan ng pagbuo ng mga hindi matutunaw na precipitate. Ang proseso ng operasyon ay medyo simple, at ang copper sulfate ay isang karaniwan at murang kemikal na reagent, na nag-aalok ng ilang mga benepisyong pang-ekonomiya.

• Mga Disbentaha : Ang pagdaragdag ng mga asin ng tanso ay maaaring magdulot ng mga dumi ng tanso sa pulp ng ore, na maaaring makaapekto sa kasunod na benepisyo ng mga mineral na sulfide. Halimbawa, sa paglutang ng mga ore ng lead-zinc sulfide, ang labis na mga ion ng tanso ay maaaring magpagana ng sphalerite, na makakasagabal sa paghihiwalay ng mga mineral na lead at zinc. Bukod pa rito, ang mga natirang namuo mula sa copper-cyanide ay kailangang itapon nang maayos upang maiwasan ang pangalawang polusyon.

3.4 Bagong Composite Reagent na Paraan

3.4.1 Prinsipyo

Ang ilang bagong binuo na composite reagents, tulad ng kumbinasyon ng polysulfides at sodium metabisulfite, ay ginagamit. Ang polysulfides ay tumutugon sa sulfur - na naglalaman ng mga sangkap sa cyanide - na naglalaman ng mga compound sa ibabaw ng sulfide ores, habang ang sodium metabisulfite ay nag-aayos ng redox potential ng system at nagtataguyod ng decomposition ng cyanide, kaya pinapadali ang pagtanggal nito.

3.4.2 Mga Hakbang sa Proseso

1. Paghahanda ng Pulp ng Mineral : Ihanda ang mga tailing ng sulfide ore upang maging pulp ng mineral.

2. Pagdaragdag ng Composite Reagent : Idagdag ang composite reagent na binubuo ng polysulfides at sodium metabisulfite sa ore pulp. Ang ratio ng timbang ng polysulfides sa sodium metabisulfite ay karaniwang 1:1, at ang dami ng idinagdag na composite reagent ay tinutukoy batay sa nilalaman ng cyanide sa ore pulp at sa uri ng sulfide ore, na karaniwang mula 0.5 - 2 kg bawat tonelada ng ore pulp.

3. Reaksyon at Pagsubaybay : Pagkatapos idagdag ang composite reagent, hayaang magpatuloy ang reaksyon sa loob ng 1 - 3 oras. Sa panahon ng reaksyon, subaybayan ang nilalaman ng cyanide at mga kaugnay na kemikal na parameter, tulad ng redox potential at pH value, sa ore pulp. Ayusin agad ang mga kondisyon ng reaksyon ayon sa mga resulta ng pagsubaybay upang matiyak ang kumpletong pag-alis ng cyanide.

3.4.3 Mga Kalamangan at Kahinaan

• Mga Kalamangan : Ang pamamaraang ito ay nagpapakita ng mahusay na kakayahang umangkop sa iba't ibang uri ng sulfide ores. Ang composite reagent ay gumagana nang sinergistiko upang epektibong maalis ang cyanide mula sa ibabaw ng sulfide ores. Kung ikukumpara sa mga pamamaraan ng single-reagent, maaari itong mag-alok ng mas mahusay na kahusayan sa pag-alis at magkaroon ng mas kaunting epekto sa kasunod na benepisyo ng mga mineral na sulfide.

• Mga Disbentaha : Ang pagbuo at produksyon ng mga composite reagent ay medyo kumplikado, at ang gastos ay maaaring mas mataas kaysa sa ilang tradisyonal na pamamaraan ng single-reagent. Bukod dito, ang partikular na mekanismo ng reaksyon ng mga composite reagent ay hindi pa lubos na nauunawaan, na maaaring magdulot ng mga kawalan ng katiyakan sa mga aktwal na aplikasyon sa industriya.

4. Pag-optimize ng Proseso at Mga Pagsasaalang-alang

4.1 Pretreatment ng Ores

Bago gamitin ang alinman sa mga pamamaraan sa itaas upang alisin ang cyanide sa ibabaw ng sulfide ores, ang naaangkop na ore pretreatment ay madalas na kinakailangan. Halimbawa, kung ang sulfide ore tailings ay naglalaman ng malaking halaga ng fine-grained na mineral na gangue, maaaring isagawa ang pre-screening o classification operations upang alisin ang mahirap - gamutin ang fine - grained fractions. Maaari nitong mapahusay ang kahusayan sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng reagent at mga sulfide na mineral na may surface - adsorbed cyanide at mabawasan ang interference ng mga mineral na gangue sa proseso ng reaksyon.

4.2 Kontrol sa Kondisyon ng Reaksyon

• Halaga ng pH : Ang halaga ng pH ng pulp ng ore ay may malaking epekto sa proseso ng reaksyon. Ang paraan ng acid activation ay nangangailangan ng mas mababang pH upang maisulong ang dekomposisyon ng mga compound na naglalaman ng cyanide, habang ang paraan ng oxidant activation at ang paraan ng copper salt ay kailangang mapanatili ang naaangkop na hanay ng pH. Halimbawa, kapag ginagamit ang hydrogen peroxide bilang isang oxidant, ang pinakamainam na halaga ng pH ng pulp ng ore ay karaniwang 8-10. at kapag gumagamit ng copper sulfate, ang halaga ng pH ng pulp ng ore ay karaniwang kinokontrol sa 6-8.

• Temperatura : Ang temperatura ng reaksyon ay nakakaapekto rin sa bilis at kahusayan ng reaksyon. Sa pangkalahatan, ang pagtaas ng temperatura ay maaaring magpabilis sa bilis ng reaksyon. Gayunpaman, para sa ilang mga reaksyon, tulad ng oksihenasyon ng cyanide sa pamamagitan ng hydrogen peroxide, ang sobrang taas na temperatura ay maaaring maging sanhi ng pagkabulok ng oxidant, na nagpapababa sa kahusayan ng oksihenasyon. Samakatuwid, ang temperatura ng reaksyon ay kailangang i-optimize ayon sa partikular na sistema ng reaksyon, kadalasan sa loob ng saklaw na 20 - 40 °C.

• Intensity ng Paghalo : Mahalaga ang sapat na paghahalo upang matiyak ang pantay na distribusyon ng mga reagent sa pulp ng ore at mapataas ang posibilidad ng pagdikit sa pagitan ng reagent at ng mga sangkap na naglalaman ng cyanide sa ibabaw ng mga sulfide ore. Gayunpaman, ang labis na paghahalo ay maaaring humantong sa hindi kinakailangang pagkonsumo ng enerhiya at mekanikal na pagkasira ng kagamitan. Ang naaangkop na intensidad ng paghahalo ay dapat matukoy sa pamamagitan ng eksperimental na pananaliksik at praktikal na karanasan sa produksyon.

4.3 Solid - Liquid Separation at Wastewater Treatment

Pagkatapos ng reaksyon upang alisin ang cyanide sa ibabaw ng sulfide ores, ang mahusay na solid-liquid separation ay kinakailangan upang paghiwalayin ang ginagamot na sulfide mineral mula sa reaction solution. Kasama sa karaniwang ginagamit na solid-liquid separation na paraan ang pagsasala, sedimentation, at centrifugation. Ang pinaghiwalay na wastewater ay kadalasang naglalaman pa rin ng ilang natitirang cyanide at iba pang mga impurities, na kailangan pang tratuhin upang matugunan ang pamantayan sa paglabas. Maaaring kabilang sa mga proseso ng wastewater treatment ang mga pamamaraan tulad ng karagdagang oksihenasyon, adsorption, at biological na paggamot.

5. Mga Pag-aaral ng Kaso

5.1 Acid Activation Method Application sa isang Gold Mine

Sa isang tiyak na minahan ng ginto, pagkatapos ng proseso ng pag-leaching ng cyanidation, ang mga tailing ng sulfide ore ay may isang tiyak na dami ng surface - adsorbed cyanide. Ginamit ng minahan ang paraan ng acid activation para sa paggamot. Una, ang mga tailing ay ginawa sa isang ore pulp na may solid-liquid ratio na 1:3. Pagkatapos, idinagdag ang sulfuric acid upang ayusin ang pH value ng ore pulp sa 3. Pagkatapos mag-react sa loob ng 2 oras, ang nabuong hydrogen cyanide gas ay kinokolekta at hinihigop ng sodium hydroxide solution. Pagkatapos ng paggamot, ang nilalaman ng cyanide sa pulp ng mineral ay bumaba mula 5 mg/L hanggang sa mas mababa sa 0.5 mg/L, at ang kasunod na flotation recovery rate ng sulfide mineral ay tumaas ng humigit-kumulang 10%. Gayunpaman, sa panahon ng operasyon, ang pagtagas ng hydrogen cyanide gas ay nagdulot ng mga panganib sa kaligtasan sa lugar ng operasyon, at ang mga pipeline ng kagamitan ay dumanas ng medyo matinding kaagnasan.

5.2 Paraan ng Oxidant Activation sa isang Polymetallic Sulfide Ore Mine

Ang isang polymetallic sulfide ore mine ay gumamit ng hydrogen peroxide bilang isang oxidant upang alisin ang cyanide sa ibabaw ng sulfide ores. Ang pH value ng ore pulp ay unang inayos sa 9. at pagkatapos ay idinagdag ang hydrogen peroxide sa dosis na 3 kg bawat tonelada ng ore pulp. Pagkatapos ng reaksyon sa loob ng 3 oras, ang nilalaman ng cyanide sa pulp ng mineral ay nabawasan sa isang napakababang antas. Ang kasunod na beneficiation ng tanso, tingga, at zinc sulfide mineral ay hindi naapektuhan ng natitirang cyanide, at ang pangkalahatang rate ng pagbawi ng metal ay bumuti. Gayunpaman, ang mataas na halaga ng hydrogen peroxide ay humantong sa pagtaas sa gastos sa pagproseso ng mineral ng humigit-kumulang $5 bawat tonelada.

6. Konklusyon

Ang pag-alis ng cyanide sa ibabaw ng sulfide ores ay isang mahalagang gawain sa larangan ng pagproseso ng mineral. Ang paraan ng acid activation, oxidant activation method, copper salt method, at bagong composite reagent method ay may kanya-kanyang pakinabang at disadvantages. Sa aktwal na mga pang-industriya na aplikasyon, kinakailangan na komprehensibong isaalang-alang ang mga salik tulad ng likas na katangian ng sulfide ores, mga kinakailangan sa pangangalaga sa kapaligiran, at mga gastos sa ekonomiya upang piliin ang pinakaangkop na pamamaraan. Samantala, sa pamamagitan ng pag-optimize ng mga kondisyon ng proseso, pretreating ores, at wastong paghawak ng solid-liquid separation at wastewater treatment, ang kahusayan ng pag-alis ng cyanide sa ibabaw ng sulfide ores ay maaaring higit na mapahusay, na makamit ang mga layunin ng pagbawi ng mapagkukunan at proteksyon sa kapaligiran.