Nghiên cứu thực nghiệm về phương pháp xử lý chất lỏng nghèo xyanua trong mỏ vàng

Giới thiệu

Trong ngành khai thác vàng, việc xử lý xyanua- Chất lỏng nghèo có ý nghĩa to lớn. Chất lỏng nghèo xyanua, chẳng hạn như dung dịch sau khi chiết xuất vàng trong quá trình xyanua hóa, chứa nhiều chất ô nhiễm, đặc biệt là hợp chất xyanua, có thể gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không được xử lý đúng cách. Do đó, phát triển hiệu quả và tiết kiệm chi phí Phương pháp điều trị đối với chất lỏng nghèo xyanua là một nhiệm vụ cấp bách. Bài đăng trên blog này tập trung vào nghiên cứu thực nghiệm về các phương pháp xử lý chất lỏng nghèo xyanua trong một số Mỏ vàng, với mục đích cung cấp những hiểu biết và tài liệu tham khảo có giá trị cho ngành.

Tổng quan về các phương pháp xử lý chất lỏng nghèo xyanua

Nhìn chung, các phương pháp xử lý chất lỏng nghèo xyanua có thể được chia thành hai loại: phương pháp tinh chế và phương pháp thu hồi (tái sinh).

Phương pháp thanh lọc

1.Phương pháp oxy hóa kiềm-clo

• Đây là một phương pháp tương đối hoàn thiện để phá hủy xyanua trong nước thải và được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy mạ điện, nhà máy cốc hóa và nhà máy luyện vàng. Trong điều kiện pH 11 - 12. Cyanide and metal complex ions in cyanide-containing wastewater are oxidized into cyanates, and then chlorine is added a second time to oxidize them into Carbon dioxide, nitrogen, etc.

• Ưu điểm:Quy trình tương đối hoàn thiện, hiệu quả xử lý tốt, ứng dụng rộng rãi. Quy trình xử lý có thể dễ dàng tự động hóa.

• Nhược điểm: Xyanua không thể tái chế, chi phí xử lý cao, không thể loại bỏ hợp chất sắt-xyanua, còn có vấn đề ô nhiễm thứ cấp.

2. Lưu huỳnh đioxit - Phương pháp oxy hóa không khí

• Trong một thùng chứa khuấy, chất lỏng thải được thêm vào, và không khí và SO₂ (chất lỏng hoặc khí, hoặc dung dịch sunfit, hoặc thu được bằng cách đốt lưu huỳnh nguyên tố) được đưa vào. Độ pH được kiểm soát ở mức 7 - 10. và vôi được sử dụng để trung hòa axit được tạo ra trong phản ứng oxy hóa. Phản ứng đòi hỏi sự hiện diện của đồng hòa tan (như một chất xúc tác).

• Phương pháp oxy hóa Inco - SO₂/không khí có thể phân hủy tất cả các xyanua, bao gồm cả sắt-xyanua, và sắt-xyanua có thể được kết tủa và loại bỏ bằng một số thuốc thử an toàn và rẻ tiền.

3.Phương pháp Hydrogen Peroxide

• Quá trình này phù hợp để xử lý nước thải có chứa xyanua nồng độ thấp. Hydro peroxide có thể oxy hóa xyanua trong chất thải thành axit xyanic (HCNO) tương đối yếu và dễ thủy phân, sau đó được loại bỏ bằng quá trình oxy hóa và thủy phân tiếp theo.

4. Phương pháp oxy hóa ozone

• Ozone là chất oxy hóa mạnh, khi sử dụng để xử lý nước thải có chứa xyanua, nó hoàn thiện hơn phương pháp oxy hóa kiềm-clo, hiệu quả loại bỏ xyanua tốt hơn. Sau khi ozon hóa, oxy hòa tan trong dung dịch nước thải tăng lên, có thể đưa trở lại hệ thống xyanua hóa để tái chế, tạo điều kiện hòa tan vàng và cải thiện hiệu quả rửa vàng.

• Ưu điểm: Thao tác đơn giản, tiện lợi, dễ kiểm soát, mức độ tự động hóa sản xuất cao. Có thể sản xuất ozone tại chỗ, có ý nghĩa to lớn đối với các nhà máy xyanua có giao thông bất tiện nhưng nguồn cung cấp điện đủ. Hiệu quả thanh lọc cao, không tạo ra ô nhiễm thứ cấp.

• Nhược điểm: Lượng điện năng tiêu thụ để sản xuất ozone lớn, chi phí sản xuất cao nên hạn chế khả năng ứng dụng rộng rãi.

5. Phương pháp oxy hóa điện phân

• Trước khi điện phân, trước tiên hãy điều chỉnh độ pH của chất lỏng nghèo xyanua thành >7. Thêm một lượng nhỏ muối, sử dụng than chì làm cực dương và tấm titan làm cực âm và sử dụng dung dịch nước kiềm đồng - kẽm làm chất điện phân. Khi dòng điện một chiều đi qua, kim loại đồng và kẽm được tạo ra ở cực âm và hydro cũng được tạo ra. Ở cực dương, CN⁻ bị oxy hóa thành CNO⁻, CO₂, N₂ và Cl⁻ bị oxy hóa thành Cl₂ và Cl₂ đi vào dung dịch để tạo ra HClO.

6. Phương pháp oxy hóa vi khuẩn

• Phương pháp này sử dụng các đặc tính sinh hóa của vi sinh vật để phân hủy xyanua, thiocyanat và sắt-xyanua, tạo ra amoniac, carbon dioxide và sulfat hoặc thủy phân xyanua thành formamide. Đồng thời, vi khuẩn hấp thụ các ion kim loại nặng, khiến chúng rơi ra cùng với màng sinh học và bị loại bỏ.

• Tính năng quan trọng:Nhiệt độ cần phải luôn được duy trì trên 10℃ để duy trì tốc độ loại bỏ xyanua hợp lý.

Phương pháp phục hồi (tái sinh)

1. Phương pháp axit hóa

• Nguyên lý chính của phương pháp này là thêm axit sunfuric vào nước thải chứa xyanua, điều chỉnh pH đến khoảng 1.5 và chuyển CN⁻ thành HCN. Khí HCN thoát ra được đưa vào bình hấp thụ và được hấp thụ bởi dung dịch kiềm (dung dịch natri hydroxit hoặc canxi hydroxit) để thu được dung dịch xyanua 20% - 30%, có thể tái chế.

• Ưu điểm:Quá trình này có thể tối đa hóa việc thu hồi xyanua, cải thiện tỷ lệ sử dụng hiệu quả xyanua và giảm chi phí sản xuất.

• Nhược điểm:Chi phí đầu tư một lần lớn, quy trình xử lý phức tạp, chất lỏng dư chứa xyanua sau khi xử lý khó đạt tiêu chuẩn xả thải.

2. Phương pháp trao đổi ion

• Trong quá trình xử lý chất lỏng nghèo xyanua, có thể sử dụng nhựa trao đổi ion để làm giàu xyanua.

3. Phương pháp hấp phụ

• Hấp phụ than hoạt tính: Sự hấp phụ của Than hoạt tính Hiệu quả của nó chủ yếu phụ thuộc vào số lượng lớn các lỗ rỗng bên trong và diện tích bề mặt riêng lớn. Quá trình hấp phụ bao gồm hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học. Việc loại bỏ xyanua chủ yếu có ba phương pháp: oxy hóa, thủy phân và tách chiết. Quá trình chính là phản ứng phân hủy oxy hóa xyanua trong nước thải chứa xyanua với hydro peroxide trên bề mặt than hoạt tính.

4. Phương pháp chiết dung môi

• Dung môi được sử dụng để chiết xuất các thành phần có giá trị và xyanua từ chất lỏng ít xyanua.

5.Phương pháp màng lỏng

• Trong xử lý chất lỏng nghèo xyanua, hệ thống dầu trong nước chủ yếu được sử dụng. Nguyên lý cơ bản là: đầu tiên, axit hóa nước thải chứa xyanua để chuyển đổi các ion xyanua trong đó thành HCN. HCN đi qua màng chất lỏng pha dầu vào pha nước bên trong và sau đó phản ứng với NaOH để tạo ra NaCN.

6.Phương pháp điện phân

• Phương pháp này sử dụng trường điện để thúc đẩy sự di chuyển của các ion qua màng trao đổi ion để tách và thu hồi các chất.

Nghiên cứu thực nghiệm về chất lỏng nghèo xyanua của mỏ vàng

Bối cảnh của thí nghiệm

Chất lỏng nghèo xyanua của một mỏ vàng nhất định có hàm lượng xyanua tổng cộng đặc biệt cao, lên tới 13000mg/L. Nước thải có nồng độ xyanua cao như vậy gây ra mối đe dọa lớn cho môi trường và cần phải xử lý hiệu quả.

Phương pháp thực nghiệm

1.Phương pháp hấp phụ H₂O₂ + ClO₂ + C

• Trong phương pháp này, hydrogen peroxide (H₂O₂) và chlorine dioxide (ClO₂) đầu tiên được sử dụng làm chất oxy hóa để oxy hóa xyanua trong xyanua - chất lỏng nghèo. Sau đó, hấp phụ than hoạt tính (C) được thực hiện để loại bỏ thêm các chất ô nhiễm còn lại.

2. Phương pháp oxy hóa ba giai đoạn (H₂O₂ + Chất xúc tác “M”) + Phương pháp sục khí clo + Phương pháp hấp phụ C

• Quá trình oxy hóa ba giai đoạn: Hydrogen peroxide (H₂O₂) và chất xúc tác đặc hiệu “M” được sử dụng cho quá trình oxy hóa ba giai đoạn. Điều này nhằm đảm bảo quá trình oxy hóa triệt để hơn các hợp chất xyanua khác nhau, bao gồm cả xyanua phức hợp.

• Sục khí khử trùng bằng clo: Sau quá trình oxy hóa ba giai đoạn, quá trình sục khí clo được thực hiện. Clo được đưa vào chất lỏng trong khi sục khí, có thể oxy hóa thêm các chất liên quan đến xyanua còn lại và một số chất ô nhiễm có thể khử khác.

• C Hấp thụ:Cuối cùng, quá trình hấp phụ than hoạt tính được sử dụng để hấp phụ các chất ô nhiễm dạng hạt mịn còn lại và bất kỳ chất nào liên quan đến xyanua còn sót lại để đạt được mục tiêu làm sạch chất lỏng nghèo xyanua.

Kết quả thực nghiệm và so sánh

1.Phương pháp hấp phụ H₂O₂ + ClO₂ + C

• Phương pháp này đạt được một mức độ loại bỏ xyanua nhất định, nhưng tổng hàm lượng xyanua cuối cùng trong chất lỏng được xử lý vẫn tương đối cao, không đáp ứng được các tiêu chuẩn xả thải quốc gia nghiêm ngặt.

2. Phương pháp oxy hóa ba giai đoạn (H₂O₂ + Chất xúc tác “M”) + Phương pháp sục khí clo + Phương pháp hấp phụ C

• Phương pháp này cho kết quả khả quan hơn, hàm lượng xyanua tổng số cuối cùng giảm xuống còn 0.44mg/L, đạt tiêu chuẩn xả thải quốc gia. Ngoài ra, hàm lượng kim loại nặng khác cũng đạt yêu cầu tiêu chuẩn quốc gia có liên quan.

• Chi phí - Hiệu quả: Về mặt chi phí, mặc dù quá trình oxy hóa ba giai đoạn với chất xúc tác và sục khí clo hóa bổ sung đòi hỏi các hoạt động phức tạp hơn và sử dụng một số chất xúc tác và clo nhất định, nhưng nhìn chung, so với một số phương pháp quá phức tạp hoặc chi phí cao khác, chi phí tương đối hợp lý. Nó có thể xử lý hiệu quả chất lỏng xyanua nồng độ cao - kém trong khi kiểm soát chi phí trong phạm vi chấp nhận được.

Kết luận

Xử lý xyanua - chất lỏng nghèo trong các mỏ vàng là một nhiệm vụ phức tạp nhưng quan trọng. Qua nghiên cứu thực nghiệm về xyanua - chất lỏng nghèo của một mỏ vàng nhất định, có thể thấy rằng các phương pháp xử lý khác nhau đều có ưu và nhược điểm riêng. Phương pháp oxy hóa ba giai đoạn (H₂O₂ + chất xúc tác “M”) + sục khí clo hóa + hấp phụ C cho thấy hiệu quả xử lý và hiệu quả về chi phí tương đối lý tưởng đối với chất lỏng nghèo xyanua có hàm lượng xyanua tổng cao trong mỏ vàng này. Tuy nhiên, vẫn cần tiếp tục nghiên cứu và cải tiến trong tương lai để phát triển các phương pháp xử lý hiệu quả hơn, tiết kiệm chi phí hơn và thân thiện với môi trường hơn để đáp ứng tốt hơn các yêu cầu về bảo vệ môi trường và phát triển bền vững trong ngành khai thác vàng.