Sülfürlü Mineral Yüzeylerden Siyanürün Giderilmesine Yönelik Yöntemler ve İşlemler

Giriş

Zenginleştirme ve maden eritme demir dışı metal sülfür cevherlerinin işlenmesi, Siyanür genellikle metal geri kazanım oranlarını artırmak için kullanılır. Ancak, siyanür sülfürlü cevherlerin yüzeyinde kalan siyanürün sonraki proses akışları üzerinde olumsuz bir etkisi olmasının yanı sıra ciddi çevre sorunlarına da yol açar. Bu nedenle, sülfürlü cevherlerin yüzeyindeki siyanürü gidermek için etkili ve çevre dostu yöntemlerin geliştirilmesi büyük pratik öneme sahiptir.

Sülfürlü Mineral Yüzeylerde Siyanür Kalıntılarının Mevcut Durumu ve Tehlikeleri

Mevcut durum

Sülfürlü cevherlerin geleneksel flotasyon sürecinde, siyanür yaygın olarak bir inhibitör olarak kullanılır. Sülfürlü cevherlerdeki belirli istenmeyen mineralleri seçici olarak inhibe edebilir, böylece hedef minerallerin gang minerallerinden ayrılmasını sağlayabilir. Ancak flotasyondan sonra, büyük miktarda siyanür sülfürlü cevherlerin yüzeyine adsorbe olur. İlgili araştırmalara göre, bazı konsantratörlerde, flotasyondan sonra sülfürlü cevher konsantrelerinin yüzeyindeki siyanür içeriği kilogram başına birkaç yüz miligram kadar yüksek olabilir.

Tehlikeler

Teknolojik açıdan bakıldığında, kalan siyanür sonraki eritme işlemine müdahale edecektir. Örneğin, bakır sülfür cevherlerinin eritilmesi sırasında siyanür bakırla kompleksler oluşturarak bakırın eritme verimliliğini azaltacak ve enerji tüketimini artıracaktır. Çevresel açıdan bakıldığında siyanür oldukça toksik bir maddedir. Siyanür içeren atık sular doğal ortama boşaltıldığında su kütlelerini ve toprağı kirletecek, su canlılarını ve çevredeki bitki örtüsünü tehlikeye atacak ve hatta besin zinciri yoluyla insan sağlığı için tehdit oluşturacaktır.

Sülfürlü Mineral Yüzeylerden Siyanürün Giderilmesi Yöntemleri

Oksidasyon Yöntemi

1.Kimyasal Oksidasyon Yöntemi

• İlke: Siyanürü daha az toksik veya toksik olmayan maddelere oksitlemek için güçlü oksidanlar kullanın. Yaygın oksidanlar arasında hidrojen peroksit (H2O2), sodyum hipoklorit (NaClO) vb. bulunur. Hidrojen peroksiti bir örnek olarak ele alırsak, reaksiyon denklemi şöyledir: (2CN+5H2O2 = 2HCO3 + N2↑+4H2O).

• Operasyon süreci: Öncelikle, siyanür içeren sülfür cevheri hamurunu bir reaksiyon tankına yerleştirin ve hamurun pH değerini uygun bir aralığa ayarlayın (genellikle hidrojen peroksit oksidasyonu için pH değeri tercihen 9 - 11 arasındadır). Ardından, oksidanı hamurla tamamen temas ettirmek ve reaksiyona sokmak için karıştırarak yavaşça hidrojen peroksit çözeltisi ekleyin. Reaksiyon süresi genellikle 1 - 3 saat arasında değişir ve belirli süre hamurdaki siyanür konsantrasyonuna ve cevherin özelliklerine bağlıdır.

• Avantajlar:Tepkime hızı nispeten hızlıdır ve siyanürün uzaklaştırılma etkisi iyidir, bu da siyanür konsantrasyonunu nispeten düşük bir seviyeye düşürebilir.

• Dezavantajlar:Hidrojen peroksit gibi oksidanlar nispeten maliyetlidir ve aşırı oksidanlar sonraki zenginleştirme veya eritme süreçlerini etkileyebilir.

Adsorpsiyon Yöntemi

1.Aktif Karbon Adsorpsiyon Yöntemi

• Ilke: Aktif karbon, geniş özgül yüzey alanına ve zengin gözenek yapılarına sahip olup, fiziksel ve kimyasal adsorpsiyon yoluyla yüzeyinde siyanürü adsorbe edebilmektedir.

• Operasyon süreci: Siyanür içeren sülfür cevheri hamuruna aktif karbon ekleyin ve aktif karbonun hamurdaki siyanürle tam olarak temas etmesini sağlamak için iyice karıştırın. Adsorpsiyon süresi genellikle 30 dakika ile 2 saat arasındadır. Adsorpsiyondan sonra aktif karbonu filtrasyon veya diğer yöntemlerle hamurdan ayırın.

• Avantajlar: İşlemi basittir ve düşük konsantrasyonlu siyanür üzerinde iyi bir adsorpsiyon etkisine sahiptir. Aktif karbon rejenere edilebilir ve tekrar kullanılabilir.

• Dezavantajlar: Yüksek konsantrasyonlu siyanür için adsorpsiyon kapasitesi sınırlıdır ve adsorbe edilen aktif karbonun uygunsuz şekilde işlenmesi ikincil kirliliğe neden olacaktır.

2.İyon Değişim Reçinesi Adsorpsiyon Yöntemi

• Ilke: İyon değişim reçineleri, siyanürdeki iyonlarla değişim yapabilen ve böylece siyanürü reçineye adsorbe edebilen özel fonksiyonel gruplar içerir.

• Operasyon süreci: İyon değişim reçinesini bir değişim kolonuna yükleyin ve siyanür içeren sülfür cevheri hamurunun değişim kolonundan geçmesini sağlayın. Hamur akış hızını kontrol ederek siyanürün reçineyle tamamen değiştiğinden emin olun. Reçine adsorpsiyonla doyurulduğunda, reçineyi elüe etmek ve rejenerasyon yapmak için belirli bir eluent kullanın.

• Avantajlar: Siyanür için yüksek adsorpsiyon seçiciliğine sahiptir ve sürekli çalışma sağlayabilir.

• Dezavantajlar: Reçinenin maliyeti yüksektir, elüsyon işlemi nispeten karmaşıktır ve siyanür içeren elüsyon atık sıvısı oluşabilir.

Diğer Yöntemler

1. Asit - Baz Nötralizasyon Yöntemi

• Ilke: Belirli koşullar altında, siyanür asidik veya alkali ortamlarda hidroliz reaksiyonlarına girerek daha az toksik veya toksik olmayan maddeler üretir. Örneğin, asidik bir durumda siyanür hidrojen iyonlarıyla reaksiyona girerek hidrojen siyanür asidi (HCN) oluşturur ve bu da buharlaştırma yoluyla uzaklaştırılabilir; alkali bir durumda siyanür hidrolize olarak siyanat ve diğer maddeleri oluşturur.

• Operasyon süreci: Asidik hidroliz benimsenirse, siyanür içeren sülfür cevheri hamuruna seyreltik sülfürik asit gibi asidik çözeltileri yavaşça ekleyin, pH değerini 2 - 4'e ayarlayın. ve ardından oluşan hidrosiyanik asidi uçurmak için havalandırın. Alkali hidroliz benimsenirse, sodyum hidroksit gibi alkali maddeler ekleyin, pH değerini 10 - 12'ye ayarlayın. ve belirli bir süre (genellikle 2 - 4 saat) reaksiyona sokun.

• Avantajlar: Maliyeti nispeten düşüktür ve işletimi nispeten basittir.

• Dezavantajlar: Asidik hidroliz sırasında oluşan hidrosiyanik asit oldukça toksiktir ve sıkı koruma önlemleri gerektirir; alkali hidroliz reaksiyon hızı yavaştır ve işlemden sonra bile az miktarda siyanür kalıntısı kalabilir.

Sülfürlü Mineral Yüzeylerden Siyanürün Giderilmesine Yönelik Proses Akış Tasarımı

Ön İşlem Aşaması

1. Pulpa Ayarlaması: Flotasyondan sonra sülfürlü cevher hamurunun konsantrasyonunu ayarlayın. Genellikle hamur konsantrasyonu, sonraki işlem için %20 - %40 arasında kontrol edilir. Aynı zamanda, sonraki işlem parametrelerini belirlemek için bir temel sağlamak üzere hamurdaki ilk siyanür konsantrasyonunu tespit edin.

2. Safsızlık Giderme: Hamurdaki büyük partiküllü kirlilikleri ve bazı askıda katı maddeleri filtrasyon, çöktürme vb. yöntemlerle uzaklaştırarak bunların sonraki arıtma proseslerine müdahale etmesini önlemek.

Kaldırma Aşaması

1. Yöntem Seçimi: Hamurdaki siyanür konsantrasyonu, cevher özellikleri, işlem maliyeti ve çevre koruma gereksinimleri gibi faktörlere göre uygun bir giderme yöntemi seçin. Örneğin, yüksek konsantrasyonlu siyanür ve maliyetin bir sorun olmadığı durumlarda, kimyasal Oksidasyon yöntemi Öncelik verilebilir; düşük konsantrasyonlu siyanür ve çevre bilinci gerektiren durumlarda biyolojik oksidasyon yöntemi veya adsorpsiyon yöntemi daha uygun olabilir.

2. Proses Parametre Kontrolü: Hidrojen peroksit oksidasyonunun alınması kimyasal oksidasyon Örnek olarak, eklenen hidrojen peroksit miktarı (genellikle siyanür konsantrasyonuna ve reaksiyon denklemine göre hesaplanır), reaksiyon sıcaklığı (genellikle 20 - 30℃), pH değeri (9 - 11) ve karıştırma hızı (dakikada 100 - 300 devir) ve diğer parametreler, verimli bir reaksiyonun sağlanması için sıkı bir şekilde kontrol edilir.

Tedavi Sonrası Aşama

1. Katı - Sıvı Ayırma:Siyanür gideriminden sonra posayı filtrasyon, santrifüjleme vb. yöntemlerle ayırarak saflaştırılmış sülfürlü cevher konsantreleri ve az miktarda siyanür içeren atık su elde etmek.

2. Atık su arıtma: Ayrılan atık suyu ulusal deşarj standartlarına uyacak şekilde daha fazla arıtın. Atık sudaki siyanürü derinlemesine gidermek ve güvenli deşarjı sağlamak için ikincil oksidasyon, adsorpsiyon ve diğer yöntemler kullanılabilir.

Sonuç

Sülfürlü cevherlerin yüzeyindeki siyanürü gidermek için çeşitli yöntemler vardır ve her yöntemin kendine özgü avantajları ve dezavantajları vardır. Pratik uygulamalarda, uygun yöntemleri ve proses akışlarını seçmek için cevher özellikleri, siyanür konsantrasyonu, arıtma maliyeti ve çevre koruma gereksinimleri gibi faktörleri kapsamlı bir şekilde ele almak gerekir. Giderek daha sıkı hale gelen çevre koruma gereksinimleri ve teknolojinin sürekli ilerlemesiyle, sülfürlü cevherlerin yüzeyindeki siyanürü gidermek için daha verimli, çevre dostu ve düşük maliyetli teknolojilerin geliştirilmesi gelecekte temel araştırma yönü olacaktır. Sürekli proses optimizasyonu yoluyla, sülfürlü cevherlerin zenginleştirme ve eritme proseslerinde sıfır siyanür deşarjının sağlanması ve demir dışı metal endüstrisinin sürdürülebilir gelişiminin teşvik edilmesi beklenmektedir.