Методи та процеси видалення ціанідів на поверхнях сульфідних мінералів

Вступ

У процесах збагачення та плавлення сульфідних руд кольорових металів ціанід часто використовується для збільшення коефіцієнтів вилучення металу. Однак ціанід , що залишається на поверхні сульфідних руд, не тільки негативно впливає на подальші технологічні процеси, але й спричиняє серйозні екологічні проблеми. Тому розробка ефективних та екологічно чистих методів видалення ціаніду з поверхні сульфідних руд має велике практичне значення.

Поточна ситуація та небезпека залишків ціаніду на поверхнях сульфідних мінералів

Нинішня ситуація

У традиційному процесі флотації сульфідних руд ціанід широко використовується як інгібітор. Він може вибірково інгібувати певні небажані мінерали в сульфідних рудах, таким чином досягаючи відділення цільових мінералів від мінералів породи. Але після флотації велика кількість ціаніду адсорбується на поверхні сульфідних руд. Згідно з відповідними дослідженнями, на деяких збагачувальних фабриках вміст ціаніду на поверхні концентратів сульфідної руди після флотації може досягати кількох сотень міліграмів на кілограм.

Небезпеки

З технологічної точки зору ціанід, що залишився, заважатиме подальшому процесу плавлення. Наприклад, під час плавки мідносульфідних руд ціанід утворюватиме комплекси з міддю, знижуючи ефективність плавлення міді та збільшуючи споживання енергії. З екологічної точки зору ціанід є дуже токсичною речовиною. Коли хвостові води, що містять ціанід, скидаються в природне середовище, це забруднює водойми та ґрунт, загрожує водним організмам та навколишній рослинності та навіть становить загрозу здоров’ю людини через харчовий ланцюг.

Методи видалення ціанідів на поверхнях сульфідних мінералів

Метод окислення

1. Метод хімічного окислення

• Принцип: Використовуйте сильні окислювачі для окислення ціаніду до менш токсичних або нетоксичних речовин. До поширених окислювачів належать пероксид водню (H2O2), гіпохлорит натрію (NaClO) тощо. Взявши пероксид водню як приклад, його рівняння реакції має вигляд: (2CN+5H2O2 = 2HCO3 + N2↑+4H2O).

• Процес роботи : Спочатку помістіть пульпу сульфідної руди, що містить ціанід, у реакційний резервуар та відрегулюйте значення pH пульпи до відповідного діапазону (зазвичай, для окислення перекисом водню значення pH переважно становить від 9 до 11). Потім повільно додайте розчин перекису водню, помішуючи, щоб окислювач повністю зв'язався та прореагував з пульпою. Час реакції зазвичай становить від 1 до 3 годин, а конкретний час залежить від концентрації ціаніду в пульпі та властивостей руди.

• Переваги : ​​Швидкість реакції відносно висока, а ефект видалення ціаніду хороший, що може знизити концентрацію ціаніду до відносно низького рівня.

• Недоліки : Окислювачі, такі як перекис водню, є відносно дорогими, а надмірна кількість окисників може впливати на подальші процеси збагачення або плавлення.

Метод адсорбції

1. Метод адсорбції активованого вугілля

• Принцип : Активоване вугілля має велику питому поверхню та багату пористу структуру, що дозволяє йому адсорбувати ціанід на своїй поверхні шляхом фізичної та хімічної адсорбції.

• Процес роботи : Додайте активоване вугілля до пульпи сульфідної руди, що містить ціанід, і ретельно перемішайте, щоб активоване вугілля повністю контактувало з ціанідом у пульпі. Час адсорбції зазвичай становить від 30 хвилин до 2 годин. Після адсорбції відокремте активоване вугілля від пульпи фільтруванням або іншим способом.

• Переваги : ​​Операція проста, і вона має хороший адсорбційний ефект на ціаніди низької концентрації. Активоване вугілля можна регенерувати та використовувати повторно.

• Недоліки : Для ціанідів високої концентрації адсорбційна здатність обмежена, а неправильна обробка адсорбованого активованого вугілля спричинить вторинне забруднення.

2. Метод адсорбції іонно-обмінної смоли

• Принцип : Іонообмінні смоли містять специфічні функціональні групи, які можуть обмінюватися з іонами в ціаніді, тим самим адсорбуючи ціанід на смолі.

• Процес роботи : Завантажте іонообмінну смолу в обмінну колону та пропустіть пульпу сульфідної руди, що містить ціанід, через обмінну колону. Контролюйте швидкість потоку пульпи, щоб забезпечити повний обмін ціаніду зі смолою. Коли смола насититься адсорбцією, використовуйте спеціальний елюент для елюювання та регенерації смоли.

• Переваги : ​​Він має високу селективність адсорбції ціанідів та може працювати безперервно.

• Недоліки : вартість смоли висока, процес елюювання відносно складний, і може утворюватися елююча рідина, що містить ціаніди.

Інші методи

1. Метод кислотно-основної нейтралізації

• Принцип : За певних умов ціанід піддається реакціям гідролізу в кислому або лужному середовищі, утворюючи менш токсичні або нетоксичні речовини. Наприклад, у кислому середовищі ціанід реагує з іонами водню, утворюючи синильну кислоту (HCN), яку можна видалити шляхом випаровування; у лужному середовищі ціанід гідролізується, утворюючи ціанати та інші речовини.

• Процес роботи : Якщо застосовується кислотний гідроліз, повільно додайте кислі розчини, такі як розведена сірчана кислота, до пульпи сульфідної руди, що містить ціанід, доведіть значення pH до 2-4, а потім аеруйте, щоб випарувати утворену синильну кислоту. Якщо застосовується лужний гідроліз, додайте лужні речовини, такі як гідроксид натрію, доведіть значення pH до 10-12 та залиште реакцію протягом певного періоду (зазвичай 2-4 години).

• Переваги : ​​Вартість відносно низька, а експлуатація досить проста.

• Недоліки : Синильна кислота, що утворюється під час кислотного гідролізу, є високотоксичною та вимагає суворих заходів захисту; швидкість реакції лужного гідролізу повільна, і після обробки може залишатися невелика кількість залишків ціаніду.

Схема технологічного процесу для видалення ціанідів на поверхнях сульфідних мінералів

Стадія попередньої обробки

1. Регулювання пульпи : Регулювання концентрації пульпи сульфідної руди після флотації. Як правило, концентрацію пульпи контролюють у межах 20% - 40% для подальшої обробки. Одночасно визначають початкову концентрацію ціанідів у пульпі, щоб забезпечити основу для визначення подальших параметрів процесу.

2. Видалення домішок : Видалення великих частинок домішок та деяких зважених твердих речовин у пульпі шляхом фільтрації, седиментації тощо, щоб запобігти їхньому впливу на подальші процеси обробки.

Етап видалення

1. Вибір методу : Виберіть відповідний метод видалення відповідно до таких факторів, як концентрація ціаніду в пульпі, властивості руди, вартість обробки та вимоги охорони навколишнього середовища. Наприклад, для ціаніду з високою концентрацією та випадків, коли вартість не є проблемою, пріоритет може бути надано методу хімічного окислення ; для ціаніду з низькою концентрацією та екологічно свідомих випадків може бути більш підходящим метод біологічного окислення або метод адсорбції.

2. Контроль параметрів процесу : Взявши за приклад окислення перекисом водню в методі хімічного окислення , суворо контролюйте кількість доданого перекису водню (зазвичай розраховується відповідно до концентрації ціаніду та рівняння реакції), температуру реакції (зазвичай 20-30 ℃), значення pH (9-11) та швидкість перемішування (100-300 обертів за хвилину) та інші параметри для забезпечення ефективної реакції.

Етап після лікування

1. Розділення твердої та рідкої фази : Відокремте пульпу після видалення ціаніду фільтруванням, центрифугуванням тощо для отримання очищених концентратів сульфідних руд та стічних вод, що містять невелику кількість ціаніду.

2. Очищення стічних вод : Подальше очищення відокремлених стічних вод для відповідності національним стандартам скидання. Для глибокого видалення ціанідів зі стічних вод та забезпечення безпечного скидання можна використовувати вторинне окислення, адсорбцію та інші методи.

Висновок

Існують різні методи видалення ціаніду з поверхні сульфідних руд, і кожен метод має свої переваги та недоліки. У практичних застосуваннях необхідно всебічно враховувати такі фактори, як властивості руди, концентрація ціаніду, вартість обробки та вимоги до захисту навколишнього середовища, щоб вибрати відповідні методи та технологічні потоки. З огляду на дедалі суворіші вимоги до охорони навколишнього середовища та безперервний прогрес технологій, розробка більш ефективних, екологічно чистих і дешевих технологій для видалення ціаніду з поверхні сульфідних руд буде ключовим напрямком досліджень у майбутньому. Завдяки безперервній оптимізації процесу очікується досягнення нульового викиду ціаніду в процесах збагачення та плавки сульфідних руд і сприяння сталому розвитку промисловості кольорових металів.