Sianid Qızıl Çıxarılması Tullantı Sularının Təmizlənməsi Prosesi

Hazırda siyanür qızıl hasilatı üsulu Çində qızıl əridilməsi üçün əsas yetkin proseslərdən biridir. O, filizlərdən qızıl çıxarmaq üçün sianid məhlulundan istifadə edir, yüksək bərpa sürəti, filiz xassələrinə güclü uyğunlaşma qabiliyyəti və yerində qızıl hasil etmək qabiliyyətinə malikdir. 1887-ci ildə filizlərdən qızılın yuyulması üçün sianid məhlulundan ilk dəfə istifadə olunduğundan. Bu üsul indiyədək geniş şəkildə tətbiq edilir. Bununla belə, sianid qızılının çıxarılması ətraf mühit və insanlar üçün böyük təhlükə yaradaraq çoxlu miqdarda zəhərli və zərərli maddələr yaradır. Buna görə də zərəri azaltmaq üçün sianid qızılının çıxarılması çirkab sularının təmizlənməsi üsullarını öyrənmək lazımdır. Çoxlu sayda tədqiqatçı sianid tərkibli çirkab suların təmizlənməsi üsullarını, kimyəvi prinsiplərini və inkişaf tendensiyalarını ümumiləşdirir, lakin onların əksəriyyəti yalnız bir və ya iki metodu müzakirə edir. Buna görə də, bu məqalədə hazırda sənayedə tətbiq olunan siyanid qızılının çıxarılması üçün çirkab suların müxtəlif təmizlənməsi üsullarının ətraflı təhlili aparılır, hər bir metodun üstünlükləri, çatışmazlıqları və tətbiqi ssenariləri müqayisə edilir ki, bu da faktiki istehsalda oxşar tətbiqlər üçün müəyyən rəhbər əhəmiyyətə malikdir.

I. Sianid Qızılının çıxarılması tullantı sularının mənbələri və təhlükələri

Sianid qızılının çıxarılmasının əsas prinsipi aerob mühitdə, natrium siyanid qızılla reaksiyaya girərək qızıl kompleksləri əmələ gətirir və sonra həll olunur. Bundan sonra qızıl aktivləşdirilmiş karbon adsorbsiya yolu ilə zənginləşdirmə yolu ilə çıxarıla bilər və ya qızıl siyaniddən sink tozu ilə çıxarıla bilər. Eyni zamanda, gümüş, mis və sink kimi digər ağır metallar da komplekslər əmələ gətirir və həll olur.

The siyanidlər reaksiyada istifadə edilən və istehsal edilən komplekslərin hamısı zəhərli və zərərli maddələrdir. Natrium siyanidin hidrolizi asan və 1 q öldürücü dozası olan 0.10-ci sinif yüksək zəhərli maddədir. Nə vaxt Sianidlər su hövzələrinə sızdıqda, sudakı orqanizmlər üçün son dərəcə zərərlidir və insanlar və ətraf mühit üçün böyük təhlükə yaradacaqdır. Buna görə də siyanür qızılının çıxarılması tullantı sularının təmizlənməsi böyük əhəmiyyət kəsb edir.

II. Sianid Qızılının Çıxarılması Tullantı Sularının Əsas Təmizləmə Metodları

Qələvi xlorlama üsulu

Qələvi xlorlama üsulu hazırda siyanidin - tərkibində sianid qızılının çıxarılmasından yaranan çirkab suların təmizlənməsi üçün ən çox istifadə edilən üsullardan biridir. Çirkab sulardakı siyanidləri qələvi şəraitdə oksidləşdirmək, onları qeyri-toksik maddələrə çevirmək üçün əsasən xlor əsaslı oksidləşdiricilərdən istifadə edir. Qələvi xlorlamanın sianid-parçalanma prosesi iki mərhələyə bölünür:

Birinci mərhələ siyanidin siyanata oksidləşməsidir ki, bu da “natamam oksidləşmə” mərhələsi adlanır. CN⁻ əvvəlcə CNCl əmələ gətirmək üçün OCl⁻ ilə reaksiya verir, sonra isə CNO⁻-a hidroliz olur. Qeyd etmək lazımdır ki, CNCl asidik şəraitdə yüksək uçucu və zəhərlidir. Buna görə də, əməliyyat zamanı qələvi vəziyyətdə olması üçün pH dəyərinə ciddi şəkildə nəzarət edilməlidir.

İkinci mərhələ siyanatın karbon qazına və azota qədər oksidləşməsidir ki, bu da “tam oksidləşmə” mərhələsi adlanır. Sianidin parçalanması zamanı pH dəyəri oksidləşmə reaksiyasına böyük təsir göstərir. Oksidləşmənin birinci mərhələsinin pH dəyəri 10 - 11 səviyyəsində idarə olunmalıdır və reaksiya müddəti 10 - 15 dəqiqədir. İkinci mərhələdə oksidləşmənin pH dəyəri 6.5 - 7.0 səviyyəsində idarə edilməlidir. və reaksiya müddəti 10-15 dəqiqədir.

Müəyyən bir mədən sianid quyruğu məhlulunun (200 mq/l siyanid tərkibi ilə) supernatantını və çöküntü çənindən sızan suyun (5 mq/l sianid tərkibi ilə) təmizlənməsi üçün qələvi xlorlama metodundan istifadə edir. pH dəyəri 10 - 11 səviyyəsində idarə olunur və qarışdırmaq və qarışdırmaq üçün ağardıcı toz 35 - 40 dəfə sianid nisbətində əlavə olunur. Qatılaşdırıcıda çökdürüldükdən sonra ümumi siyanidin miqdarı 0.1 mq/L-ə qədər azaldıla bilər.

Qələvi xlorlama üsulu siyanidin - tərkibində çirkab suların təmizlənməsi üçün ən çox istifadə edilən üsuldur və ağardıcı toz ən çox istifadə edilən xlor əsaslı oksidləşdiricidir. Bu üsul yüksək və ya aşağı konsentrasiyalı siyanid qızılının çıxarılması çirkab sularının təmizlənməsi üçün uyğundur. O, həmçinin tiosiyanat və siyanid tərkibli kompleksləri (ferrosiyanid kompleksləri istisna olmaqla) çıxara bilər. Dərman geniş yayılmışdır, əmələ gələn tullantı qalıqlarını süzmək asandır və əməliyyat sadədir. Bununla belə, tullantı sularının təmizlənməsi üçün ağardıcı tozdan istifadə edərkən əməliyyat mühiti nisbətən sərtdir. İndi bəzi müəssisələr əvəzinə ağardıcı maye və ya xlor dioksid istifadə edirlər ki, bu da əməliyyat mühitini müəyyən dərəcədə yaxşılaşdırır. Lakin reaksiya zamanı zəhərli qazlar əmələ gəlir və o, avadanlıq üçün nisbətən böyük korroziyaya malikdir. Dərman dəyəri və texniki xidmət xərcləri nisbətən yüksəkdir.

Dəmir duzunun kompleksləşdirilməsi üsulu

Dəmir duzunun kompleksləşdirmə üsulu son illərdə ortaya çıxan sianid qızılının çıxarılması çirkab sularının təmizlənməsi üsuludur. Reaksiya pH dəyərini 7 - 8-də idarə etməklə. Dəmir ionları çöküntü yaratmaq üçün siyanid qızılının çıxarılması tullantı sularında sərbəst siyanid və bəzi sianid kompleksləri ilə reaksiya verir.

Təcrübələr göstərdi ki, ümumiyyətlə, sianid qızılının çıxarılması tullantı sularının təmizlənməsi üçün yalnız dəmir sulfatın əlavə edilməsi çirkab suların atqı standartlarına cavab verməsini təmin edə bilməz. Buna görə də təmizlənmiş çirkab suyuna siyanidin dərindən çıxarılması üçün ümumi oksidləşdirici əlavə etmək lazımdır. Şərtlər yaxşı idarə olunduğu müddətcə, oksidləşdirici çöküntüləri ayırmadan birbaşa emal üçün əlavə edilə bilər və axıdma standartına da nail olmaq olar. Bu, ənənəvi ayırma, sonra müalicə üsulu ilə müqayisədə müsbət əhəmiyyətə malikdir.

Müəyyən bir qızıl əritmə zavodu siyanidi - zəif mayeni müalicə etmək üçün natrium sulfid - dəmir sulfat üsulundan istifadə edir. Daxil olan suda 2500 mq/l sianid miqdarı var. Təmizləndikdən sonra çirkab suda 20 mq/L-dən az siyanidin miqdarı var, xaricetmə dərəcəsi 99.2% olmaqla əlamətdar nəticələr göstərir. Sonrakı dərin müalicə, ümumi siyanidi 0.4 mq/L-dən aşağı salmaq üçün natrium metabisulfit-hava üsulundan istifadə edir.

Dəmir duzunun kompleksləşdirilməsi üsulu, əsasən yüksək konsentrasiyalı sianid tərkibli tullantı sularının təmizlənməsi üçün istifadə edilən yeni yaranan təmizləmə üsuludur. Onun prosesi sadədir, birdəfəlik investisiya kiçikdir, istifadəsi asandır, dərman (əsasən dəmir sulfat) geniş yayılmışdır, ucuzdur və istifadəsi asandır. Bununla belə, dəmir sulfat məhlulu asidik olduğundan, sianid qızılının çıxarılması tullantı suları ilə qarışdırıldıqda, yerli ərazi turşulu olur və hidrogen sianid qazının əmələ gəlməsi ehtimalı var. Üstəlik, o, tiosiyanat çıxara bilmir və təmizlənmiş çirkab suların axıdılması standartlarına cavab vermək üçün hələ də dərin təmizlənməyə ehtiyacı var.

Natrium Metabisulfit - Hava üsulu

Natrium metabisulfit-hava üsulu kükürd dioksid-hava üsulundan hazırlanmışdır. Əsasən CN⁻-ni CNO⁻-a oksidləşdirmək üçün mis ionlarının katalitik təsiri ilə müəyyən pH diapazonunda çirkab sulardakı sianidlərə natrium metabisulfit və havanın sinerji təsirindən istifadə edir.

Əgər siyanid tərkibli çirkab suda siyanidin miqdarı yüksəkdirsə, ilk növbədə siyanidin ümumi konsentrasiyasını 100 mq/L-dən aşağı azaltmaq üçün ilkin təmizləmə aparıla bilər. Sonra natrium metabisulfit və mis sulfat əlavə edilir, kifayət qədər hava daxil edilir və pH dəyərinə nəzarət edilir (ümumiyyətlə 7 - 8-də idarə olunur), beləliklə siyanid siyanat üçün oksidləşir, daha sonra bikarbonat ionları və ammonyak əmələ gətirmək üçün hidroliz edilir.

Natrium metabisulfit-hava üsulu aşağı konsentrasiyalı siyanid qızılı hasilatı çirkab sularının təmizlənməsi üçün uyğundur. Dərmanın dozası kiçikdir, əmək intensivliyi azdır, lakin ilkin investisiya nisbətən böyükdür və üfleyicilər kimi avadanlıq əlavə edilməlidir. Proses göstəricilərinə tələblər nisbətən sərtdir və pH dəyərinə nəzarət çox vacibdir. Mis sulfat da katalizator kimi əlavə edilməlidir. Reaksiya müddəti uzundur. Müalicə düzgün aparılmasa, böyük miqdarda ammonium ionları yaranacaq və yaranan şlakları süzmək asan olmayacaq. Sahədə az miqdarda ammonyak qazı əmələ gəlir və bunun tiosianidlərin çıxarılmasına heç bir təsiri yoxdur.

Hidrogen peroksidin oksidləşmə üsulu

Hidrogen peroksidin oksidləşmə üsulu normal temperaturda, qələvi (pH = 10 - 11) şəraitdə Cu²⁺ ilə katalizator kimi siyanidləri CNO⁻-a qədər oksidləşdirmək və sonra onları qeyri-toksik maddələrə hidroliz etməkdir. Mürəkkəb sianidlər də (Cu, Zn, Pb, Ni, Cd kompleksləri) onların tərkibindəki sianidlərin məhv olması səbəbindən dissosiasiya olunur. Ferrosiyanid ionları və digər ağır metal ionları ferrosiyanid kompleks duzlarını əmələ gətirir və çıxarılır. Nəhayət, təmizlənmiş tullantı sularında ümumi sianid konsentrasiyası 0.5 mq/L-dən aşağı düşə bilər.

Bu üsul aşağı konsentrasiyalı sianid tərkibli çirkab suların təmizlənməsi üçün uygundur. Hidrogen peroksidin təmizlənməsi avadanlığı sadədir və avtomatik idarəetməyə nail olmaq asandır. Bununla belə, əmələ gələn siyanat CO₂ və NH₃-yə parçalanmaq üçün müəyyən müddət qalmalıdır. Dezavantajlar misdən katalizator kimi istifadənin atılan suda misin standartı aşmasına səbəb ola bilməsi, xammalın maya dəyərinin nisbətən yüksək olması, tiosianidlərin oksidləşə bilməməsi və ammonium ionlarının əmələ gəlməsidir. Əslində, çirkab su hələ də müəyyən toksikliyə malikdir. Üstəlik, hidrogen peroksid oksidləşdirici olduğundan, böyük korroziyaya malikdir, daşınma və istifadədə müəyyən çətinliklər və təhlükələr var.

Asidləşmə üsulu

Sianidin - zəif mayenin təmizlənməsi üçün turşulaşdırma üsulundan istifadə edərkən, onun reaksiya mexanizmi nisbətən mürəkkəbdir, əsasən üç prosesi əhatə edir: siyanidin turşulaşdırılması prosesi - tullantı suları, HCN qazının soyulması və udulması prosesi və soyulmuş mayenin zərərsizləşdirilməsi prosesi.

(1) Turşulaşma reaksiyası: Sianid - zəif maye turşulaşdırılır və turşu ilə təmizlənir. Zəif mayenin tərkibindəki kompleks siyanidlər CuCN, CuSCN və Zn₂Fe(CN)₆ kimi həll olunmayan çöküntülər əmələ gətirəcək və çıxarılacaq və eyni zamanda hidrogen siyanidi əmələ gələcək.

(2) Uçuculaşma və udma reaksiyası: Zəif maye turşulaşmadan əvvəl təxminən 30 ℃-ə qədər qızdırılır. HCN-nin qaynama nöqtəsi yalnız 26.5 ℃ olduğundan, son dərəcə uçucudur. Buna görə də, turşulaşdırma metodunda qaz - maye iki faza arasında əlaqə üçün kütlə ötürücü avadanlıq kimi qablaşdırılmış qüllə istifadə olunur ki, bu da HCN-nin soyulmasına və udulmasına nail olmaq üçün asandır.

(3) Zərərsizləşdirmə reaksiyası: Turşu soyulmuş qalıq mayeni neytrallaşdırmaq üçün əhəng və ya maye qələvi istifadə olunur. Məhluldakı qalıq HCN molekulları CN⁻ formasına çevriləcək. Asidləşdirmə üsulu bərpa edilə bilər Natrium siyanür siyaniddən - tərkibində olan çirkab suları və resurs bərpasını həyata keçirir. Bununla belə, avadanlıqların möhürlənməsi üçün yüksək tələblərə malikdir, nisbətən böyük bir ilkin investisiya, yüksək səviyyəli əməliyyat bacarıqları tələb edir və avadanlıqlara texniki qulluq çətindir. Müəyyən təhlükəsizlik təhlükələri də var. Bərpadan sonra yaranan tullantı sularının axıdılması standartlarına cavab vermək üçün hələ də dərin təmizlənməyə ehtiyacı var.

Elektroliz üsulu

Elektroliz üsulu tullantı sularında siyanidləri məhv etmək üçün elektrokimyəvi redoks reaksiyalarından istifadə edir. İon elektrolizi zamanı sianidlər anodda elektronlarını itirir və siyanat, karbonat, azot və ya ammoniuma oksidləşir. Siyanat daha sonra CO₂ və H₂O-ya oksidləşir. Əsas reaksiyalar bunlardır:

CN⁻ + 2OH⁻ - 2e → CNO⁻ + H₂O (24)

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

Öz-özünə hazırlanmış keramika əsaslı qurğuşun dioksid elektrod çubuğu və paslanmayan polad katod plitəsindən istifadə etməklə aparılmış elektroliz təcrübələri sübut etmişdir ki, tərkibində siyanid olan çirkab suların təmizlənməsi üçün elektroliz üsulundan istifadə etməklə, 2 saat elektrolizdən sonra CN⁻ konsentrasiyası 385 mq/L-dən 58 mq/L-ə endirilə və konsentrasiyası Cu450/L-dən azala bilər. 48 mq / L - 4 mq / L. Bundan əlavə, Hunan Zhongnan Gold Smelter sianid qızılının çıxarılması tullantı sularının təmizlənməsi üçün elektrokimyəvi üsuldan istifadə edir ki, bu da ümumi siyanidi 0.8 q/l-dən XNUMX q/l-ə qədər azalda bilər. Yuxarıdakılardan fərq həm anod, həm də katod plitələrinin dəmir lövhələrdən hazırlanmasıdır. İstismar prosesində təkcə elektrik enerjisi deyil, həm də dəmir lövhələr sərf olunur.

Elektroliz üsulu əsasən yüksək konsentrasiyalı sianid tərkibli çirkab suların təmizlənməsi üçün istifadə olunur. Avadanlıq kiçik bir sahəni tutur, proses sadədir və idarə etmək asandır, lakin çox miqdarda elektrik enerjisi istehlak edir və istismar dəyəri qələvi xlorlama üsulundan daha yüksəkdir. Sianidin xaric olma dərəcəsi orta səviyyədədir və sianid komplekslərinin çıxarılmasına heç bir təsiri yoxdur.

Hazırda sianid qızılının çıxarılması tullantı sularının təmizlənməsi üsulları arasında qələvi xlorlama üsulu, turşulaşdırma üsulu və natrium metabisulfit-hava üsulu geniş istifadə olunur. Elektroliz üsulu və dəmir duzunun kompleksləşdirilməsi üsulu sənaye müalicəsində uğurla tətbiq olunan yeni ortaya çıxan üsullardır. Hidrogen peroksidin oksidləşmə üsulu əsasən təcili müalicə üsuludur. Sianid qızılının çıxarılması tullantı sularının təmizlənməsi üçün təbii təmizləmə üsulu, bioloji üsul, membran ayırma üsulu, ion mübadilə üsulu və s. kimi bir çox başqa təmizləmə üsulları mövcuddur. Bununla belə, sənaye tətbiqləri kimi onların hamısı müəyyən məhdudiyyətlərə malikdir və hələ də davamlı təkmilləşdirməyə ehtiyac duyur.