Методи та процеси видалення ціанідів на поверхнях сульфідних мінералів

Вступ

У збагачення і Виплавка переробки сульфідних руд кольорових металів, ціанід часто використовується для збільшення швидкості відновлення металу. Однак, ціанід залишаючись на поверхні сульфідних руд, не тільки негативно впливає на подальші технологічні потоки, але й викликає серйозні екологічні проблеми. Тому розробка ефективних і 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, щоб окислити ціанід у менш токсичні або нетоксичні речовини. До поширених окислювачів належать перекис водню (H2O2), гіпохлорит натрію (NaClO) тощо. Для прикладу перекис водню рівняння реакції виглядає так: (2CN+5H2O2 = 2HCO3 + N2↑+4H2O).

• Процес експлуатації: Спочатку помістіть пульпу сульфідної руди, що містить ціанід, у реакційний резервуар і відрегулюйте значення рН пульпи до відповідного діапазону (зазвичай, для окислення перекисом водню значення рН переважно становить 9–11). Потім повільно додайте розчин перекису водню, перемішуючи, щоб забезпечити повний контакт окислювача та реакцію з целюлозою. Час реакції зазвичай коливається в межах 1 - 3 годин, і конкретний час залежить від концентрації ціаніду в пульпі і властивостей руди.

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

• Недоліки: Такі окислювачі, як перекис водню, є відносно дорогими, і надмірна кількість окислювачів може вплинути на подальші процеси збагачення або плавлення.

Метод адсорбції

1. Метод адсорбції активованого вугілля

• Принцип: Активовано Вуглець має велику питому площу поверхні та багаті пористі структури, які можуть адсорбувати ціанід на своїй поверхні шляхом фізичної та хімічної адсорбції.

• Процес експлуатації: Додати Активоване вугілля до пульпи сульфідної руди, що містить ціанід, та 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 ефект адсорбції ціаніду низької концентрації. Активоване вугілля можна регенерувати та використовувати повторно.

• Недоліки: Для висококонцентрованого ціаніду адсорбційна здатність обмежена, а неправильна обробка адсорбованого активованого вугілля призведе до вторинного забруднення.

2. Метод адсорбції іонно-обмінної смоли

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

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

• Переваги: Він має високу адсорбційну селективність для ціанідів і може забезпечити безперервну роботу.

• Недоліки: Вартість смоли висока, процес елюювання відносно складний, і можуть утворюватися відходи, що містять ціанід.

Інші методи

1. Метод кислотно-основної нейтралізації

• Принцип: За певних умов ціанід піддається реакціям гідролізу в кислому або лужному середовищі з утворенням менш токсичних або нетоксичних речовин. Наприклад, у кислому стані ціанід реагує з іонами водню з утворенням синильної кислоти (HCN), яку можна видалити шляхом випаровування; в лужному стані ціанід гідролізується з утворенням ціанату та інших речовин.

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

• Переваги: Вартість відносно низька, а операція відносно проста.

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

Схема технологічного процесу для видалення ціанідів на поверхнях сульфідних мінералів

Стадія попередньої обробки

1. Регулювання пульпи: Відрегулюйте концентрацію пульпи сульфідної руди після флотації. Як правило, концентрація пульпи контролюється між 20% - 40% для подальшої обробки. У той же час визначте початкову концентрацію ціаніду в пульпі, щоб забезпечити основу для визначення наступних параметрів процесу.

2. Видалення домішок: Видаляйте крупнодисперсні домішки та деякі зважені тверді речовини в целюлозі шляхом фільтрації, седиментації тощо, щоб запобігти їх перешкоджанню подальшим процесам 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 захисту навколишнього середовища. Наприклад, для високої концентрації ціаніду та випадків, коли вартість не є проблемою, хімічна речовина Метод окислення може надаватися пріоритет; для низьких концентрацій ціаніду та екологічно свідомих випадків метод біологічного окислення або метод адсорбції може бути більш придатним.

2. Контроль параметрів процесу: Окислення пероксиду водню в Хімічне окислення Наприклад, у методі суворо контролюйте кількість доданого перекису водню (зазвичай розраховується відповідно до концентрації ціаніду та рівняння реакції), температуру реакції (зазвичай 20–30 ℃), значення pH (9–11), швидкість перемішування (100–300 обертів на хвилину) та інші параметри для забезпечення ефективної реакції.

Етап після лікування

1. Розділення твердої рідини: Відокремити пульпу після видалення ціаніду шляхом фільтрації, центрифугування тощо для отримання очищених концентратів сульфідної руди та стічних вод, що містять невелику кількість ціаніду.

2. Очищення стічних вод: Додатково очищайте відокремлені стічні води відповідно до національних стандартів скиду. Вторинне окислення, адсорбція та інші методи можуть бути використані для глибокого видалення ціанідів у стічних водах для забезпечення безпечного скидання.

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.