Mètodes i processos per a l'eliminació de cianur en superfícies minerals de sulfur

introducció

En els processos de benefici i fusió de minerals de sulfur de metalls no ferrosos, el cianur s'utilitza sovint per augmentar les taxes de recuperació de metalls. Tanmateix, el cianur que roman a la superfície dels minerals de sulfur no només té un impacte negatiu en els fluxos de procés posteriors, sinó que també causa greus problemes ambientals. Per tant, el desenvolupament de mètodes eficients i respectuosos amb el medi ambient per eliminar el cianur de la superfície dels minerals de sulfur té una gran importància pràctica.

Situació actual i perills dels residus de cianur a les superfícies minerals de sulfur

Situació actual

En el procés de flotació tradicional dels minerals de sulfur, el cianur s'utilitza àmpliament com a inhibidor. Pot inhibir selectivament certs minerals no desitjats en minerals de sulfur, aconseguint així la separació dels minerals objectiu dels minerals de ganga. Però després de la flotació, una gran quantitat de cianur s'adsorbirà a la superfície dels minerals de sulfur. Segons investigacions rellevants, en alguns concentradors, el contingut de cianur a la superfície dels concentrats de mineral de sulfur després de la flotació pot arribar a arribar a diversos centenars de mil·ligrams per quilogram.

perills

Des d'una perspectiva tecnològica, el cianur restant interferirà amb el procés de fosa posterior. Per exemple, durant la fosa de minerals de sulfur de coure, el cianur formarà complexos amb el coure, reduint l'eficiència de la fosa del coure i augmentant el consum d'energia. Des d'una perspectiva mediambiental, el cianur és una substància altament tòxica. Quan les aigües residuals de residus que contenen cianur s'aboquen al medi natural, contaminaran les masses d'aigua i el sòl, posaran en perill els organismes aquàtics i la vegetació circumdant, i fins i tot suposaran una amenaça per a la salut humana a través de la cadena alimentària.

Mètodes per eliminar el cianur de les superfícies minerals de sulfur

Mètode d'oxidació

1.Mètode d'oxidació química

• Principi: Utilitzar oxidants forts per oxidar el cianur en substàncies menys tòxiques o no tòxiques. Els oxidants comuns inclouen peròxid d'hidrogen (H2O2), hipoclorit de sodi (NaClO), etc. Prenent com a exemple el peròxid d'hidrogen, la seva equació de reacció és: (2CN+5H2O2 = 2HCO3 + N2↑+4H2O).

• Procés d'operació : Primer, col·loqueu la polpa de mineral de sulfur que conté cianur en un tanc de reacció i ajusteu el valor del pH de la polpa a un rang adequat (generalment, per a l'oxidació amb peròxid d'hidrogen, el valor del pH és preferiblement entre 9 i 11). A continuació, afegiu lentament una solució de peròxid d'hidrogen mentre remeneu per fer que l'oxidant entri en contacte i reaccioni completament amb la polpa. El temps de reacció sol oscil·lar entre 1 i 3 hores, i el temps específic depèn de la concentració de cianur a la polpa i de les propietats del mineral.

• Avantatges : La velocitat de reacció és relativament ràpida i l'efecte d'eliminació del cianur és bo, cosa que pot reduir la concentració de cianur a un nivell relativament baix.

• Desavantatges : Els oxidants com el peròxid d'hidrogen són relativament costosos i l'excés d'oxidants pot tenir un impacte en els processos posteriors de benefici o fusió.

Mètode d'adsorció

1. Mètode d'adsorció de carbó activat

• Principi : El carbó activat té una gran superfície específica i estructures de porus riques, que poden adsorbir cianur a la seva superfície mitjançant adsorció física i química.

• Procés d'operació : Afegiu carbó activat a la polpa de mineral de sulfur que conté cianur i remeneu bé per fer que el carbó activat entri en contacte complet amb el cianur de la polpa. El temps d'adsorció és generalment de 30 minuts a 2 hores. Després de l'adsorció, separeu el carbó activat de la polpa mitjançant filtració o altres mitjans.

• Avantatges : El funcionament és senzill i té un bon efecte d'adsorció sobre cianur de baixa concentració. El carbó activat es pot regenerar i reutilitzar.

• Desavantatges : Per al cianur d'alta concentració, la capacitat d'adsorció és limitada i un tractament inadequat del carbó activat adsorbit causarà contaminació secundària.

2. Mètode d'adsorció de resina d'intercanvi iònic

• Principi : Les resines d'intercanvi iònic contenen grups funcionals específics que poden intercanviar-se amb els ions del cianur, adsorbint així el cianur a la resina.

• Procés d'operació : Carregueu la resina d'intercanvi iònic en una columna d'intercanvi i feu que la polpa de mineral de sulfur que conté cianur passi a través de la columna d'intercanvi. Controleu el cabal de la polpa per assegurar-vos que el cianur s'intercanviï completament amb la resina. Quan la resina estigui saturada amb adsorció, utilitzeu un eluent específic per eluir i regenerar la resina.

• Avantatges : Té una alta selectivitat d'adsorció per al cianur i pot aconseguir un funcionament continu.

• Desavantatges : El cost de la resina és elevat, el procés d'elució és relativament complex i es pot generar líquid residual d'elució que conté cianur.

Altres mètodes

1.Mètode de neutralització àcid - base

• Principi : En determinades condicions, el cianur experimentarà reaccions d'hidròlisi en ambients àcids o alcalins per generar substàncies menys tòxiques o no tòxiques. Per exemple, en un estat àcid, el cianur reaccionarà amb ions d'hidrogen per formar àcid cianhídric (HCN), que es pot eliminar per volatilització; en un estat alcalin, el cianur s'hidrolitza per formar cianat i altres substàncies.

• Procés d'operació : Si s'adopta la hidròlisi àcida, afegiu lentament solucions àcides com ara àcid sulfúric diluït a la polpa de mineral de sulfur que conté cianur, ajusteu el valor del pH a 2-4 i després airegeu per volatilitzar l'àcid cianhídric generat. Si s'adopta la hidròlisi alcalina, afegiu substàncies alcalines com ara hidròxid de sodi, ajusteu el valor del pH a 10-12 i reaccioneu durant un període determinat (generalment de 2 a 4 hores).

• Avantatges : El cost és relativament baix i el funcionament és relativament senzill.

• Desavantatges : L'àcid cianhídric generat durant la hidròlisi àcida és altament tòxic i requereix mesures de protecció estrictes; la velocitat de reacció de la hidròlisi alcalina és lenta i encara hi pot haver una petita quantitat de residus de cianur després del tractament.

Disseny de flux de procés per a l'eliminació de cianur en superfícies minerals de sulfur

Etapa de pretractament

1. Ajust de la polpa : Ajusta la concentració de la polpa del mineral de sulfur després de la flotació. Generalment, la concentració de la polpa es controla entre el 20% i el 40% per al tractament posterior. Al mateix temps, detecta la concentració inicial de cianur a la polpa per proporcionar una base per determinar els paràmetres del procés posteriors.

2. Eliminació d'impureses : eliminar les impureses de partícules grans i alguns sòlids en suspensió de la polpa mitjançant filtració, sedimentació, etc., per evitar que interfereixin amb els processos de tractament posteriors.

Etapa d'eliminació

1. Selecció del mètode : Seleccioneu un mètode d'eliminació adequat segons factors com la concentració de cianur a la polpa, les propietats del mineral, el cost del tractament i els requisits de protecció ambiental. Per exemple, per a cianur d'alta concentració i casos en què el cost no és un problema, es pot donar prioritat al mètode d'oxidació química ; per a cianur de baixa concentració i ocasions respectuoses amb el medi ambient, el mètode d'oxidació biològica o el mètode d'adsorció poden ser més adequats.

2. Control dels paràmetres del procés : Prenent com a exemple l'oxidació del peròxid d'hidrogen en el mètode d'oxidació química , controleu estrictament la quantitat de peròxid d'hidrogen afegida (generalment calculada segons la concentració de cianur i l'equació de reacció), la temperatura de reacció (generalment 20-30 ℃), el valor del pH (9-11) i la velocitat d'agitació (100-300 revolucions per minut) i altres paràmetres per garantir una reacció eficient.

Etapa post-tractament

1. Separació sòlid-líquid : Separar la polpa després de l'eliminació del cianur mitjançant filtració, centrifugació, etc. per obtenir concentrats de mineral de sulfur purificats i aigües residuals que contenen una petita quantitat de cianur.

2. Tractament d'aigües residuals : Tracteu les aigües residuals separades per complir amb els estàndards nacionals de descàrrega. L'oxidació secundària, l'adsorció i altres mètodes es poden utilitzar per eliminar profundament el cianur de les aigües residuals per garantir una descàrrega segura.

Conclusió

Hi ha diversos mètodes per eliminar el cianur de la superfície dels minerals de sulfur, i cada mètode té els seus propis avantatges i desavantatges. En aplicacions pràctiques, cal tenir en compte de manera exhaustiva factors com ara les propietats del mineral, la concentració de cianur, el cost del tractament i els requisits de protecció del medi ambient per seleccionar els mètodes i els fluxos de procés adequats. Amb els requisits de protecció ambiental cada cop més estrictes i el progrés continu de la tecnologia, el desenvolupament de tecnologies més eficients, respectuoses amb el medi ambient i de baix cost per eliminar el cianur a la superfície dels minerals de sulfur serà la direcció de recerca clau en el futur. Mitjançant l'optimització contínua del procés, s'espera aconseguir una descàrrega zero de cianur en els processos de benefici i fosa de minerals de sulfur i promoure el desenvolupament sostenible de la indústria dels metalls no ferrosos.