Proces tretmana otpadnih voda ekstrakcije cijanida zlata

Trenutno je cijanid Metoda ekstrakcije zlata je jedan od glavnih zrelih procesa za topljenje zlata u Kini. Koristi rastvor cijanida za vađenje zlata iz ruda, sa visokom stopom izvlačenja, snažnom prilagodljivošću svojstvima rude i sposobnošću proizvodnje zlata na licu mesta. Od prve upotrebe rastvora cijanida za ispiranje zlata iz ruda 1887. godine, ova metoda je široko primenjivana do danas. Međutim, ekstrakcija cijanidnog zlata stvara veliku količinu toksičnih i štetnih tvari koje predstavljaju ogromnu prijetnju okolišu i ljudima. Stoga, kako bi se smanjila šteta, potrebno je proučiti metode tretmana otpadnih voda ekstrakcije cijanidnog zlata. Veliki broj istraživača sumirao je metode tretmana, hemijske principe i trendove razvoja otpadnih voda koje sadrže cijanid, ali većina njih govori o samo jednoj ili dvije metode. Stoga se u ovom članku detaljno analiziraju različite metode tretmana otpadnih voda ekstrakcije cijanidnog zlata koje se trenutno primjenjuju u industriji, upoređuju se prednosti, nedostaci i scenariji primjene svake od metoda, što ima određeni vodeći značaj za slične primjene u stvarnoj proizvodnji.

I. Izvori i opasnosti otpadnih voda ekstrakcije cijanidnog zlata

Glavni princip ekstrakcije cijanidnog zlata je da u aerobnom okruženju, natrijum cijanid reaguje sa zlatom i formira komplekse zlata, koji se zatim rastvaraju. Nakon toga, zlato se može ekstrahovati obogaćivanjem putem adsorpcije aktivnog ugljena ili istisnuti cinkovim prahom iz zlatnog cijanida. Istovremeno, drugi teški metali kao što su srebro, bakar i cink takođe formiraju komplekse i rastvaraju se.

The cijanidi koji se koriste u reakciji i nastali kompleksi su otrovne i štetne tvari. Natrijum cijanid se lako hidrolizira i visoko je toksična supstanca klase 1, sa smrtonosnom dozom od 0.10 g. Kada cijanidi procuri u vodena tijela, izuzetno je štetan za organizme u vodi, te će uzrokovati ogromnu prijetnju ljudima i okolišu. Zbog toga je tretman otpadnih voda ekstrakcije cijanidnog zlata od velike važnosti.

II. Glavne metode tretmana otpadnih voda ekstrakcije cijanidnog zlata

Metoda alkalnog hlorisanja

Metoda alkalnog hloriranja trenutno je jedna od najčešće korištenih metoda za prečišćavanje otpadnih voda koje sadrže cijanid iz ekstrakcije cijanidnog zlata. Uglavnom koristi oksidanse na bazi hlora za oksidaciju cijanida u otpadnoj vodi u alkalnim uslovima, pretvarajući ih u netoksične supstance. Proces razbijanja cijanida alkalnog hloriranja podijeljen je u dvije faze:

Prva faza je oksidacija cijanida u cijanat, što se naziva fazom "nepotpune oksidacije". CN⁻ reaguje sa OCl⁻ da bi prvo formirao CNCl, a zatim hidrolizira u CNO⁻. Treba napomenuti da je CNCl vrlo isparljiv i toksičan u kiselim uvjetima. Stoga, tokom rada, pH vrijednost mora biti strogo kontrolirana kako bi bila u alkalnom stanju.

Druga faza je daljnja oksidacija cijanata u ugljični dioksid i dušik, što se naziva fazom "potpune oksidacije". Tokom procesa razbijanja cijanida, pH vrijednost ima veliki utjecaj na reakciju oksidacije. pH vrijednost prve faze oksidacije treba kontrolisati na 10 - 11. a vrijeme reakcije je 10 - 15 minuta. pH vrijednost druge faze oksidacije treba kontrolisati na 6.5 ​​- 7.0. a vrijeme reakcije je 10 - 15 minuta.

Određeni rudnik koristi metod alkalnog hloriranja za tretiranje supernatanta cijanidnog repa (sa sadržajem cijanida od 200 mg/L) i procjedne vode iz taložnika (sa sadržajem cijanida od 5 mg/L). pH vrijednost se kontrolira na 10 - 11. i dodaje se prašak za izbjeljivanje u omjeru od 35 - 40 puta većeg sadržaja cijanida za miješanje i miješanje. Nakon sedimentacije u zgušnjivaču, ukupan sadržaj cijanida može se smanjiti na 0.1 mg/L.

Metoda alkalnog hloriranja je najčešće korištena metoda za tretman otpadnih voda koje sadrže cijanid, a prašak za izbjeljivanje je najčešće korišteni oksidans na bazi hlora. Ova metoda je prikladna za tretiranje otpadnih voda ekstrakcije cijanidnog zlata s visokim ili niskim koncentracijama. Takođe može ukloniti komplekse koji sadrže tiocijanat i cijanid (osim kompleksa ferocijanida). Lijek je široko dostupan, nastali otpadni ostaci se lako filtriraju, a operacija je jednostavna. Međutim, radno okruženje je relativno teško kada se koristi prašak za izbjeljivanje za tretiranje otpadnih voda. Sada neka preduzeća umjesto toga koriste tekućinu za izbjeljivanje ili hlor dioksid, što u određenoj mjeri poboljšava radno okruženje. Ali otrovni gasovi se stvaraju tokom procesa reakcije, a oni imaju relativno veliku korozivnost za opremu. Troškovi lijekova i troškovi održavanja su relativno visoki.

Metoda kompleksiranja željezne soli

Metoda kompleksiranja soli željeza je metoda obrade otpadnih voda ekstrakcije cijanidnog zlata koja se pojavila posljednjih godina. Kontrolom pH vrijednosti reakcije na 7 - 8. ioni željeza reaguju sa slobodnim cijanidom i nekim kompleksima cijanida u otpadnoj vodi ekstrakcije cijanidnog zlata i formiraju precipitate.

Eksperimenti su pokazali da općenito, dodavanjem samo željeznog sulfata za tretiranje otpadnih voda ekstrakcije cijanidnog zlata ne može dovesti do toga da otpadna voda ispuni standarde za ispuštanje. Stoga je potrebno dodati opći oksidans u tretiranu otpadnu vodu za dubinsko uklanjanje cijanida. Sve dok su uslovi dobro kontrolisani, oksidans se može direktno dodati za tretman bez odvajanja taloga, a može se postići i standard pražnjenja. Ovo ima pozitivan značaj u poređenju sa tradicionalnom metodom prvo razdvajanja, a zatim tretmana.

Određena topionica zlata koristi metodu natrijum sulfida - željeznog sulfata za tretiranje tečnosti sa lošom cijanidom. Influent ima sadržaj cijanida od 2500 mg/L. Nakon tretmana, efluent ima sadržaj cijanida manji od 20 mg/L, sa stopom uklanjanja od 99.2%, što pokazuje izvanredne rezultate. Sljedeći dubinski tretman koristi metodu natrijum metabisulfita - zrak za smanjenje ukupnog cijanida na manje od 0.4 mg/L.

Metoda kompleksiranja soli željeza je nova metoda tretmana koja se uglavnom koristi za tretiranje otpadnih voda visoke koncentracije cijanida. Njegov proces je jednostavan, jednokratna investicija je mala, jednostavan je za rukovanje, lijek (uglavnom željezni sulfat) je široko dostupan, jeftin i lak za upotrebu. Međutim, budući da je otopina željeznog sulfata kisela, kada se pomiješa sa otpadnom vodom ekstrakcije cijanidnog zlata, lokalno područje postaje kiselo, a postoji mogućnost stvaranja plina cijanida vodika. Štaviše, ne može ukloniti tiocijanat, a prečišćenoj otpadnoj vodi i dalje je potreban duboki tretman kako bi se ispunili standardi za ispuštanje.

Natrijum metabisulfit - vazdušna metoda

Metoda natrijum metabisulfit - zrak razvijena je od metode sumpor dioksid - zrak. Uglavnom koristi sinergistički učinak natrijevog metabisulfita i zraka na cijanide u otpadnoj vodi unutar određenog pH raspona, uz katalitičko djelovanje iona bakra, za oksidaciju CN⁻ u CNO⁻.

Ako je sadržaj cijanida u otpadnoj vodi koja sadrži cijanid visok, može se prvo izvršiti predtretman kako bi se ukupna koncentracija cijanida smanjila na manje od 100 mg/L. Zatim se dodaju natrijum metabisulfit i bakar sulfat, uvodi se dovoljno vazduha i kontroliše se pH vrednost (uglavnom se kontroliše na 7 - 8), tako da se cijanid oksidira u cijanat, koji se zatim hidrolizira da bi se formirali bikarbonatni joni i amonijak.

Metoda natrijum metabisulfit - zrak je pogodna za tretman otpadnih voda niske koncentracije cijanidnog zlata. Doziranje lijeka je malo, intenzitet rada je nizak, ali je unaprijed ulaganje relativno veliko i potrebno je dodati opremu kao što su duvaljke. Zahtjevi za indikatore procesa su relativno strogi, a kontrola pH vrijednosti je vrlo ključna. Bakar sulfat takođe treba dodati kao katalizator. Vrijeme reakcije je dugo. Ako tretman nije ispravan, stvara se velika količina amonijum jona, a stvorenu trosku nije lako filtrirati. Na licu mjesta se stvara mala količina plina amonijaka, koji nema utjecaja na uklanjanje tiocijanida.

Metoda oksidacije vodikovim peroksidom

Metoda oksidacije vodikovim peroksidom je oksidacija cijanida u CNO⁻ pod normalnom temperaturom, alkalnim (pH = 10 - 11) uvjetima, sa Cu²⁺ kao katalizatorom, a zatim ih hidrolizirati u netoksične tvari. Kompleksni cijanidi (kompleksi Cu, Zn, Pb, Ni, Cd) također se disociraju zbog razaranja cijanida u njima. Ferocijanidni joni i drugi ioni teških metala formiraju kompleksne soli ferocijanida i uklanjaju se. Konačno, ukupna koncentracija cijanida u tretiranoj otpadnoj vodi može se smanjiti na manje od 0.5 mg/L.

Ova metoda je pogodna za tretman otpadnih voda niske koncentracije cijanida. Oprema za tretman vodonik peroksida je jednostavna i lako se postiže automatska kontrola. Međutim, stvoreni cijanat treba da ostane određeni vremenski period da bi se razgradio u CO₂ i NH3. Nedostaci su u tome što korištenje bakra kao katalizatora može uzrokovati da bakar u ispuštenoj vodi premaši standard, cijena sirovina je relativno visoka, tiocijanidi se ne mogu oksidirati i stvaraju se amonijevi ioni. Zapravo, otpadne vode i dalje imaju određenu toksičnost. Štaviše, budući da je vodikov peroksid oksidans, ima veliku korozivnost, a postoje određene poteškoće i opasnosti u transportu i upotrebi.

Metoda zakiseljavanja

Kada se koristi metoda acidifikacije za tretiranje cijanida – siromašne tekućine, njegov reakcioni mehanizam je relativno složen, uglavnom uključuje tri procesa: proces acidifikacije otpadne vode koja sadrži cijanid, proces uklanjanja i apsorpcije plina HCN i proces neutralizacije tečnosti.

(1) Reakcija zakiseljavanja: cijanid - loša tečnost se zakiseli i prečisti kiselinom. Kompleksni cijanidi u lošoj tečnosti će formirati nerastvorljive precipitate kao što su CuCN, CuSCN i Zn₂Fe(CN)₆ i biti uklonjeni, a istovremeno se stvara cijanovodonik.

(2) Reakcija isparavanja i apsorpcije: Loša tekućina se prethodno zagrije na oko 30℃ prije zakiseljavanja. Pošto je tačka ključanja HCN-a samo 26.5 ℃, on je izuzetno isparljiv. Zbog toga se nabijeni toranj koristi kao oprema za prijenos mase za kontakt između dvije faze plin – tekućina u metodi acidifikacije, čime se lako postiže uklanjanje i apsorpcija HCN.

(3) Reakcija neutralizacije: Kreč ili tečna alkalija se koristi za neutralizaciju kiselinske očišćene preostale tečnosti. Preostali HCN molekuli u otopini će se pretvoriti u CN⁻ oblik. Metoda acidifikacije se može oporaviti Sodium Cyanide od cijanida - koji sadrže otpadne vode i ostvariti oporavak resursa. Međutim, on ima visoke zahtjeve za zaptivanje opreme, relativno veliko ulaganje unaprijed, zahtijeva visoke operativne vještine, a održavanje opreme je teško. Postoje i određene sigurnosne opasnosti. Otpadnoj vodi koja nastaje nakon oporavka i dalje je potreban duboki tretman kako bi se ispunili standardi za ispuštanje.

Metoda elektrolize

Metoda elektrolize koristi elektrohemijske redoks reakcije za uništavanje cijanida u otpadnoj vodi. Tokom jonske elektrolize, cijanidi gube elektrone na anodi i oksidiraju se u cijanat, karbonat, dušik ili amonijum. Cijanat se dalje oksidira do CO₂ i H2O. Glavne reakcije su:

CN⁻ + 2OH⁻ - 2e → CNO⁻ + H₂O (24)

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

Eksperimenti elektrolize koristeći samoproizvedenu keramičku elektrodu od olovnog dioksida i katodnu ploču od nehrđajućeg čelika dokazali su da se korištenjem metode elektrolize za tretman otpadne vode koja sadrži cijanid, nakon 2 sata elektrolize, koncentracija CN⁻ može smanjiti sa 385 mg/L na 58mg², a koncentracija Cu može biti smanjena sa 450mg². 48 mg/L do 4 mg/L. Osim toga, Hunan Zhongnan Gold Smelter koristi elektrohemijsku metodu za tretiranje otpadnih voda ekstrakcije cijanidnog zlata, što može smanjiti ukupni cijanid sa 0.8g/L na XNUMXg/L. Razlika od gore navedenog je u tome što su i anodna i katodna ploča napravljene od željeznih ploča. Tokom procesa rada ne troši se samo električna energija, već se troše i željezne ploče.

Metoda elektrolize se uglavnom koristi za tretiranje otpadnih voda visoke koncentracije cijanida. Oprema zauzima malu površinu, proces je jednostavan i lak za kontrolu, ali troši veliku količinu električne energije, a operativni trošak je veći nego kod alkalne metode hloriranja. Brzina uklanjanja cijanida je prosječna i nema utjecaja na uklanjanje kompleksa cijanida.

Trenutno, među metodama tretmana otpadnih voda ekstrakcije zlata cijanidom, široko se koriste metoda alkalnog hloriranja, metoda acidifikacije i metoda natrijum metabisulfita - zraka. Metoda elektrolize i metoda kompleksiranja soli željeza su nove metode koje se uspješno primjenjuju u industrijskom tretmanu. Metoda oksidacije vodikovim peroksidom je uglavnom hitna metoda liječenja. Postoje mnoge druge metode tretmana za tretman otpadnih voda ekstrakcije cijanidnog zlata, kao što su prirodni metod prečišćavanja, biološka metoda, metoda membranske separacije, metoda jonske izmjene, itd. Međutim, kao industrijske primjene, svi oni imaju određena ograničenja i još uvijek trebaju kontinuirano poboljšanje.