Sianid oltin qazib olish oqava suvlarini tozalash jarayoni

Hozirgi kunda siyanid oltin qazib olish usuli Xitoyda oltin eritishning asosiy etuk jarayonlaridan biridir. U rudalardan oltin ajratib olish uchun siyanid eritmasidan foydalanadi, bu yuqori aylanma tezligi, ruda xossalariga kuchli moslashuvi va joyida oltin ishlab chiqarish qobiliyatiga ega. 1887 yilda rudalardan oltinni yuvish uchun sianid eritmasi birinchi marta qo'llanilgandan beri bu usul hozirgacha keng qo'llanilgan. Biroq, siyanidli oltinni qazib olishda ko'p miqdorda zaharli va zararli moddalar hosil bo'lib, atrof-muhit va odamlar uchun katta xavf tug'diradi. Shuning uchun zararni kamaytirish uchun siyanidli oltin qazib olish oqava suvlarini tozalash usullarini o'rganish kerak. Ko'pgina tadqiqotchilar siyanidni o'z ichiga olgan oqava suvlarni tozalash usullari, kimyoviy tamoyillari va rivojlanish tendentsiyalarini umumlashtirdilar, ammo ularning aksariyati faqat bitta yoki ikkita usulni muhokama qiladi. Shu sababli, ushbu maqolada hozirda sanoatda qo'llaniladigan siyanidli oltinni qazib olish oqava suvlarini tozalashning turli usullari batafsil tahlil qilinadi, har bir usulning afzalliklari, kamchiliklari va qo'llash stsenariylari taqqoslanadi, bu haqiqiy ishlab chiqarishda o'xshash ilovalar uchun ma'lum bir rahbarlik qiladi.

I. Sianidli oltin qazib olish oqava suvlarining manbalari va xavflari

Sianidli oltin qazib olishning asosiy printsipi aerob muhitda, natriy siyanid reacts with gold to form gold complexes, which are then dissolved. After that, gold can be extracted by enrichment through activated uglerod adsorption or displaced by zinc powder from gold cyanide. At the same time, other heavy metals such as silver, copper, and zinc also form complexes and dissolve.

The siyanidlar reaksiyada ishlatiladigan va ishlab chiqarilgan komplekslar barcha zaharli va zararli moddalardir. Natriy siyanidi oson gidrolizlanadi va 1-sinf o'ta zaharli modda bo'lib, o'ldiradigan dozasi 0.10 g. Qachon Sianidlar suv havzalariga oqib chiqsa, u suvdagi organizmlar uchun juda zararli bo'lib, odamlar va atrof-muhit uchun katta xavf tug'diradi. Shuning uchun siyanidli oltin qazib olish oqava suvlarini tozalash katta ahamiyatga ega.

II. Sianidli oltin qazib olish oqava suvlarini tozalashning asosiy usullari

Ishqoriy xlorlash usuli

Ishqoriy xlorlash usuli hozirgi vaqtda siyanidli oltin qazib olishdan olingan siyanidli oqava suvlarni tozalashning eng keng tarqalgan usullaridan biri hisoblanadi. U asosan xlorga asoslangan oksidlovchilardan oqava suvdagi siyanidlarni ishqoriy sharoitda oksidlash, ularni toksik bo'lmagan moddalarga aylantirish uchun foydalanadi. Ishqoriy xlorlashning siyanid-parchalanish jarayoni ikki bosqichga bo'linadi:

Birinchi bosqich - siyanidni siyanatga oksidlash, bu "to'liq bo'lmagan oksidlanish" bosqichi deb ataladi. CN⁻ OCl⁻ bilan reaksiyaga kirishib, avval CNCl hosil qiladi, keyin esa CNO⁻ ga gidrolizlanadi. Shuni ta'kidlash kerakki, CNCl kislotali sharoitda juda uchuvchan va toksikdir. Shuning uchun, ish paytida ishqoriy holatda bo'lishi uchun pH qiymatini qat'iy nazorat qilish kerak.

Ikkinchi bosqich - siyanatni karbonat angidrid va azotga qo'shimcha oksidlash, bu "to'liq oksidlanish" bosqichi deb ataladi. Sianidni parchalash jarayonida pH qiymati oksidlanish reaktsiyasiga katta ta'sir ko'rsatadi. Oksidlanishning birinchi bosqichining pH qiymati 10 - 11 da nazorat qilinishi kerak va reaktsiya vaqti 10 - 15 minut. Oksidlanishning ikkinchi bosqichining pH qiymati 6.5 - 7.0 darajasida nazorat qilinishi kerak. va reaksiya vaqti 10-15 minut.

Ma'lum bir shaxta siyanid quyruq atalasining supernatantini (sianid miqdori 200 mg / L) va cho'kma idishidan oqadigan suvni (sianid miqdori 5 mg / L) tozalash uchun gidroksidi xlorlash usulidan foydalanadi. pH qiymati 10 da nazorat qilinadi - 11. va sayqallash kukuni 35 nisbatda qo'shiladi - aralashtirish va aralashtirish uchun siyanid tarkibidan 40 marta. Qalinlashtirgichda cho'ktirilgandan so'ng, umumiy siyanid miqdori 0.1 mg / L gacha kamayishi mumkin.

Ishqoriy xlorlash usuli siyanidni o'z ichiga olgan oqava suvlarni tozalashning eng ko'p qo'llaniladigan usuli hisoblanadi va oqartiruvchi kukun eng ko'p ishlatiladigan xlorga asoslangan oksidlovchi hisoblanadi. Ushbu usul yuqori yoki past konsentratsiyali siyanidli oltin qazib olish oqava suvlarini tozalash uchun javob beradi. Bundan tashqari, tiosiyanat va siyanid o'z ichiga olgan komplekslarni (ferrosiyanid komplekslaridan tashqari) olib tashlashi mumkin. Dori keng tarqalgan bo'lib, hosil bo'lgan chiqindilarni filtrlash oson va operatsiya oddiy. Biroq, oqava suvlarni tozalash uchun sayqallash kukunidan foydalanganda ish muhiti nisbatan qattiq. Endi ba'zi korxonalar oqartiruvchi suyuqlik yoki xlor dioksididan foydalanadilar, bu esa ish muhitini ma'lum darajada yaxshilaydi. Ammo reaktsiya jarayonida zaharli gazlar hosil bo'ladi va u uskunalar uchun nisbatan katta korroziyaga ega. Dori-darmon narxi va texnik xizmat ko'rsatish narxi nisbatan yuqori.

Temir tuzini murakkablashtirish usuli

Temir tuzi kompleksi usuli so'nggi yillarda paydo bo'lgan siyanidli oltin qazib olish oqava suvlarini tozalash usuli hisoblanadi. Reaksiya pH qiymatini 7-da nazorat qilish orqali - 8. temir ionlari erkin siyanid va ba'zi siyanid komplekslari bilan siyanid oltin qazib olish oqava suvlari bilan reaksiyaga kirishib, cho'kma hosil qiladi.

Tajribalar shuni ko'rsatdiki, odatda, siyanidli oltin qazib olish oqava suvlarini tozalash uchun faqat temir sulfat qo'shilishi chiqindi suvni oqizish standartlariga javob bera olmaydi. Shuning uchun, siyanidni chuqur tozalash uchun tozalangan oqava suvga umumiy oksidlovchi qo'shilishi kerak. Sharoitlar yaxshi nazorat qilinsa, oksidlovchi cho'kmani ajratmasdan to'g'ridan-to'g'ri ishlov berish uchun qo'shilishi mumkin va tushirish standartiga ham erishish mumkin. Bu birinchi navbatda ajratish va keyin davolashning an'anaviy usuli bilan solishtirganda ijobiy ahamiyatga ega.

Ma'lum bir oltin eritish zavodi siyanid - zaif suyuqlikni davolash uchun natriy sulfidi - temir sulfat usulidan foydalanadi. Oqimdagi siyanid miqdori 2500 mg/l ni tashkil qiladi. Tozalashdan so'ng, oqava suvning siyanid miqdori 20 mg / L dan kam bo'lib, olib tashlash darajasi 99.2% ni tashkil etadi, bu ajoyib natijalarni ko'rsatadi. Keyinchalik chuqur davolashda natriy metabisulfit - havo usuli qo'llaniladi, bu umumiy siyanid miqdorini 0.4 mg / L dan kamaytiradi.

Temir tuzini kompleks hosil qilish usuli yangi paydo bo'lgan tozalash usuli bo'lib, asosan yuqori konsentratsiyali siyanidli oqava suvlarni tozalash uchun ishlatiladi. Uning jarayoni oddiy, bir martalik investitsiyalar kichik, ishlatish oson, dori (asosan temir sulfat) keng tarqalgan, arzon va ishlatish uchun qulay. Biroq, temir sulfat eritmasi kislotali bo'lganligi sababli, u siyanidli oltin qazib olish oqava suvlari bilan aralashtirilganda, mahalliy hudud kislotali bo'ladi va vodorod siyanidi gazini hosil qilish imkoniyati mavjud. Bundan tashqari, u tiosiyanatni olib tashlay olmaydi va tozalangan oqava suvlar tushirish standartlariga javob berish uchun hali ham chuqur tozalashga muhtoj.

Natriy metabisulfit - havo usuli

Natriy metabisulfit - havo usuli oltingugurt dioksidi - havo usulidan ishlab chiqilgan. U asosan natriy metabisulfit va havoning oqava suvdagi siyanidlarga ma'lum bir pH oralig'ida, mis ionlarining katalitik ta'siri bilan CN⁻ ni CNO⁻ ga oksidlash uchun sinergik ta'siridan foydalanadi.

Agar siyanid o'z ichiga olgan oqava suvda siyanid miqdori yuqori bo'lsa, siyanidning umumiy konsentratsiyasini 100 mg/L dan kamroq darajaga tushirish uchun birinchi navbatda oldindan tozalash amalga oshirilishi mumkin. Keyin natriy metabisulfit va mis sulfat qo'shiladi, etarli miqdorda havo kiritiladi va pH qiymati nazorat qilinadi (umuman 7 - 8 da nazorat qilinadi), shuning uchun siyanid siyanatga oksidlanadi, so'ngra bikarbonat ionlari va ammiak hosil qilish uchun gidrolizlanadi.

Natriy metabisulfit - havo usuli past konsentratsiyali siyanidli oltin qazib olish oqava suvlarini tozalash uchun javob beradi. Dori-darmonning dozasi kichik, mehnat zichligi past, lekin dastlabki investitsiyalar nisbatan katta va puflagichlar kabi uskunalar qo'shilishi kerak. Jarayon ko'rsatkichlariga qo'yiladigan talablar nisbatan qat'iy va pH qiymatini nazorat qilish juda muhim. Katalizator sifatida mis sulfat ham qo'shilishi kerak. Reaktsiya vaqti uzoq. Agar ishlov berish to'g'ri bo'lmasa, ko'p miqdorda ammoniy ionlari hosil bo'ladi va hosil bo'lgan cürufni filtrlash oson emas. Saytda oz miqdorda ammiak gazi hosil bo'ladi va bu tiosiyanidlarni olib tashlashga ta'sir qilmaydi.

Vodorod periksni oksidlanish usuli

Vodorod peroksid oksidlanish usuli siyanidlarni normal haroratda, ishqoriy (pH = 10 - 11) sharoitlarda Cu²⁺ katalizator sifatida CNO⁻ ga oksidlash va keyin ularni toksik bo'lmagan moddalarga gidroliz qilishdan iborat. Murakkab siyanidlar (Cu, Zn, Pb, Ni, Cd komplekslari) ham ulardagi sianidlarning yo'q qilinishi tufayli dissotsiatsiyalanadi. Ferrosiyanid ionlari va boshqa og'ir metallar ionlari ferrosianid kompleks tuzlarini hosil qiladi va chiqariladi. Nihoyat, tozalangan oqava suvdagi siyanidning umumiy kontsentratsiyasi 0.5 mg/l dan kamayishi mumkin.

Ushbu usul past konsentratsiyali siyanidli oqava suvlarni tozalash uchun javob beradi. Vodorod periksni tozalash uskunasi oddiy va avtomatik boshqaruvga erishish oson. Biroq, hosil bo'lgan siyanat CO₂ va NH₃ ga parchalanishi uchun ma'lum vaqt turishi kerak. Kamchiliklari shundaki, misni katalizator sifatida ishlatish, chiqarilgan suvda misning standartdan oshib ketishiga olib kelishi mumkin, xom ashyo narxi nisbatan yuqori, tiosiyanidlar oksidlanmaydi va ammoniy ionlari hosil bo'ladi. Darhaqiqat, chiqindi suv hali ham ma'lum bir toksiklikka ega. Bundan tashqari, vodorod periks oksidlovchi bo'lganligi sababli, u katta korrozivlikka ega va tashish va ishlatishda ma'lum qiyinchiliklar va xavflar mavjud.

Kislotalash usuli

Sianidni - kambag'al suyuqlikni davolash uchun kislotalash usulidan foydalanganda uning reaktsiya mexanizmi nisbatan murakkab bo'lib, asosan uchta jarayonni o'z ichiga oladi: siyanidni kislotalash jarayoni - oqava suvni o'z ichiga olgan, HCN gazini tozalash va singdirish jarayoni va tozalangan suyuqlikni neytrallash jarayoni.

(1) Kislotalanish reaktsiyasi: Sianid - zaif suyuqlik kislotalanadi va kislota bilan tozalanadi. Kambag'al suyuqlikdagi murakkab siyanidlar CuCN, CuSCN va Zn₂Fe(CN)₆ kabi erimaydigan cho'kmalarni hosil qiladi va olib tashlanadi va shu bilan birga vodorod siyanidi hosil bo'ladi.

(2) Uchuvchi va assimilyatsiya reaktsiyasi: yomon suyuqlik kislotalanishdan oldin taxminan 30 ℃ ga qadar isitiladi. HCN ning qaynash nuqtasi atigi 26.5 ℃ bo'lgani uchun u juda uchuvchan. Shuning uchun, kislotalash usulida gaz-suyuq ikki fazali aloqa uchun massa o'tkazuvchi uskuna sifatida qadoqlangan minora qo'llaniladi, bu HCNni tozalash va singdirishga erishish oson.

(3) Neytrallash reaktsiyasi: Ohak yoki suyuq gidroksidi kislota - tozalangan qoldiq suyuqlikni neytrallash uchun ishlatiladi. Eritmadagi qoldiq HCN molekulalari CN⁻ shakliga aylanadi. Kislotalash usuli tiklanishi mumkin Natriy siyanidi siyaniddan - o'z ichiga olgan oqava suvlar va resurslarni qayta tiklash. Biroq, uskunani muhrlash uchun yuqori talablarga ega, nisbatan katta investitsiyalar, yuqori darajadagi foydalanish ko'nikmalarini talab qiladi va uskunaga texnik xizmat ko'rsatish qiyin. Bundan tashqari, ma'lum xavfsizlik xavflari mavjud. Qayta tiklashdan keyin hosil bo'lgan oqava suvlar chiqarish standartlariga javob berish uchun hali ham chuqur tozalashga muhtoj.

Elektroliz usuli

Elektroliz usuli oqava suvdagi siyanidlarni yo'q qilish uchun elektrokimyoviy oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalaridan foydalanadi. Ion elektroliz paytida siyanidlar anodda elektronlarini yo'qotadi va siyanat, karbonat, azot yoki ammoniyga oksidlanadi. Sianat yana CO₂ va H₂O ga oksidlanadi. Asosiy reaktsiyalar:

CN⁻ + 2OH⁻ - 2e → CNO⁻ + H₂O (24)

2CN⁻ + 4OH⁻ - 6e → 2CO₂ + N₂ + 2H₂O (25)

O'z-o'zidan yasalgan keramika asosidagi qo'rg'oshin dioksid elektrod tayog'i va zanglamaydigan po'latdan yasalgan katod plastinkasidan foydalangan holda o'tkazilgan elektroliz tajribalari shuni isbotladiki, siyanid o'z ichiga olgan oqava suvni tozalash uchun elektroliz usulidan foydalangan holda, 2 soatlik elektrolizdan so'ng CN⁻ kontsentratsiyasini 385 mg / L dan 58 mg / L ga kamaytirish va konsentratsiyani 450 mg / L dan kamaytirish mumkin. 48 mg/l dan 4 mg/l gacha. Bundan tashqari, Hunan Zhongnan Gold Smelter siyanidli oltin qazib olish oqava suvlarini tozalash uchun elektrokimyoviy usuldan foydalanadi, bu umumiy siyanidni 0.8 g / L dan XNUMX g / L gacha kamaytirishi mumkin. Yuqoridagilardan farqi shundaki, anod va katod plitalari ham temir plitalardan yasalgan. Ishlash jarayonida nafaqat elektr energiyasi, balki temir plitalar ham iste'mol qilinadi.

Elektroliz usuli asosan yuqori konsentratsiyali siyanidli oqava suvlarni tozalash uchun ishlatiladi. Uskunalar kichik maydonni egallaydi, jarayon oddiy va nazorat qilish oson, lekin u ko'p miqdorda elektr energiyasini iste'mol qiladi va ishqoriy xlorlash usulidan foydalanish narxi yuqori. Siyanidni olib tashlash darajasi o'rtacha va siyanid komplekslarini olib tashlashga ta'sir qilmaydi.

Hozirgi vaqtda sianidli oltinni ajratib olish oqava suvlarini tozalash usullari orasida ishqoriy xlorlash usuli, kislotalash usuli va natriy metabisulfit - havo usuli keng qo'llaniladi. Elektroliz usuli va temir tuzini komplekslash usuli sanoatda davolashda muvaffaqiyatli qo'llanilgan yangi paydo bo'lgan usullardir. Vodorod periks oksidlanish usuli asosan favqulodda davolash usuli hisoblanadi. Tabiiy tozalash usuli, biologik usul, membranani ajratish usuli, ion almashish usuli va boshqalar kabi siyanidli oltin qazib olish oqava suvlarini tozalash uchun ko'plab boshqa tozalash usullari mavjud. Biroq, sanoat ilovalari sifatida ularning barchasi ma'lum cheklovlarga ega va hali ham doimiy takomillashtirishga muhtoj.