Experimentelle Studie zu Behandlungsmethoden für cyanidarme Flüssigkeiten in einer Goldmine

Einführung

In der Goldminenindustrie ist die Behandlung von Zyanid-arme Flüssigkeit ist von großer Bedeutung. Cyanidarme Flüssigkeit, wie die Lösung nach der Goldgewinnung im Cyanidlaugungsprozess, enthält verschiedene Schadstoffe, insbesondere Cyanidverbindungen, die bei unsachgemäßer Behandlung zu erheblichen Umweltverschmutzungen führen können. Daher ist die Entwicklung effizienter und kostengünstiger Behandlungsmethoden für cyanidarme Flüssigkeit ist eine dringende Aufgabe. Dieser Blogbeitrag konzentriert sich auf die experimentelle Untersuchung von Behandlungsmethoden für cyanidarme Flüssigkeit in einem bestimmten Goldminemit dem Ziel, wertvolle Einblicke und Referenzen für die Branche bereitzustellen.

Übersicht über Behandlungsmethoden für cyanidarme Flüssigkeiten

Im Allgemeinen können die Behandlungsmethoden für cyanidarme Flüssigkeiten grob in zwei Kategorien unterteilt werden: Reinigungsmethoden und Rückgewinnungsmethoden (Regeneration).

Reinigungsmethoden

1. Alkali-Chlor-Oxidationsmethode

• Dies ist eine relativ ausgereifte Methode zur Zerstörung Cyanide im Abwasser und wird häufig in Galvanikanlagen, Kokereien und Goldschmelzanlagen verwendet. Unter der Bedingung eines pH-Werts von 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 Kohlenstoff dioxide, nitrogen, etc.

• Vorteile: Das Verfahren ist relativ ausgereift, weist gute Behandlungseffekte auf und ist breit anwendbar. Der Behandlungsprozess lässt sich problemlos automatisieren.

• Nachteile : Cyanide können nicht recycelt werden, die Behandlungskosten sind hoch und Eisen-Cyanid-Komplexe können nicht entfernt werden. Es besteht auch das Problem der Sekundärverschmutzung.

2.Schwefeldioxid - Luftoxidationsmethode

• In einem Rührbehälter wird die Abfallflüssigkeit zugegeben und Luft und SO₂ (flüssig, gasförmig, Sulfitlösung oder durch Verbrennen von elementarem Schwefel gewonnen) eingeleitet. Der pH-Wert wird auf 7–10 eingestellt. Kalk wird verwendet, um die bei der Oxidation entstehende Säure zu neutralisieren. Die Reaktion erfordert lösliches Kupfer (als Katalysator).

• Mit der Inco-SO₂/Luft-Oxidationsmethode können alle Cyanide, einschließlich Eisencyanide, zersetzt werden. Eisencyanide können mithilfe einiger sicherer und kostengünstiger Reagenzien ausgefällt und entfernt werden.

3. Wasserstoffperoxid-Methode

• Dieses Verfahren eignet sich zur Behandlung von cyanidhaltigen Abwässern mit niedriger Konzentration. Wasserstoffperoxid kann Cyanid in Rückständen zu relativ schwacher und leicht hydrolysierbarer Cyansäure (HCNO) oxidieren, die dann durch weitere Oxidation und Hydrolyse entfernt wird.

4. Ozonoxidationsmethode

• Ozon ist ein starkes Oxidationsmittel. Bei der Behandlung von cyanidhaltigem Abwasser ist es vollständiger als die Alkali-Chlor-Oxidation und erzielt eine bessere Cyanidentfernung. Nach der Ozonierung erhöht sich der gelöste Sauerstoff in der Abwasserlösung, der zur Wiederverwendung in die Cyanidanlage zurückgeführt werden kann. Dies erleichtert die Goldauflösung und verbessert die Goldlaugungseffizienz.

• Vorteile: Die Bedienung ist einfach und komfortabel, leicht zu steuern und der Automatisierungsgrad der Produktion hoch. Ozon kann vor Ort produziert werden, was für Cyanidlaugungsanlagen mit umständlichem Transport, aber ausreichender Stromversorgung von großer Bedeutung ist. Die Reinigungsleistung ist hoch und es entsteht keine Sekundärverschmutzung.

• Nachteile : Der Stromverbrauch zur Ozonerzeugung ist groß und die Produktionskosten hoch, was die breite Anwendung einschränkt.

5. Elektrolytische Oxidationsmethode

• Vor der Elektrolyse wird der pH-Wert der cyanidarmen Flüssigkeit auf >7 eingestellt. Eine kleine Menge Salz wird hinzugefügt, Graphit wird als Anode und eine Titanplatte als Kathode verwendet. Als Elektrolyt dient eine alkalische Kupfer-Zink-Lösung. Bei Gleichstrom entstehen an der Kathode metallisches Kupfer und Zink sowie Wasserstoff. An der Anode wird CN⁻ zu CNO⁻, CO₂ und N₂ oxidiert, Cl⁻ zu Cl₂, wobei Cl₂ in die Lösung gelangt und HClO bildet.

6.Mikrobielle Oxidationsmethode

• Dieses Verfahren nutzt die biochemischen Eigenschaften von Mikroorganismen, um Cyanide, Thiocyanate und Eisencyanide zu zersetzen. Dabei entstehen Ammoniak, Kohlendioxid und Sulfate, oder Cyanide werden zu Formamid hydrolysiert. Gleichzeitig adsorbieren Bakterien Schwermetallionen, die mit dem Biofilm abfallen und entfernt werden.

• Wichtiges Merkmal: Die Temperatur muss jederzeit über 10 °C gehalten werden, um eine angemessene Cyanidentfernungsrate aufrechtzuerhalten.

Wiederherstellungsmethoden (Regeneration)

1. Ansäuerungsmethode

• Das Hauptprinzip dieses Verfahrens besteht darin, dem cyanidhaltigen Abwasser Schwefelsäure zuzusetzen, den pH-Wert auf etwa 1.5 einzustellen und CN⁻ in HCN umzuwandeln. Das entweichende HCN-Gas wird in einen Absorber eingeleitet und von einer alkalischen Lösung (Natriumhydroxid- oder Calciumhydroxidlösung) absorbiert, um eine 20- bis 30-prozentige Cyanidlösung zu erhalten, die recycelt werden kann.

• Vorteile: Mit diesem Verfahren kann die Rückgewinnung von Cyaniden maximiert, die effektive Nutzungsrate von Cyaniden verbessert und die Produktionskosten gesenkt werden.

• Nachteile : Die einmaligen Investitionskosten sind hoch, der Prozessablauf ist komplex und es ist schwierig, die Entsorgungsstandards für die behandelte cyanidhaltige Restflüssigkeit zu erfüllen.

2. Ionenaustauschmethode

• Bei der Behandlung cyanidarmer Flüssigkeiten können Ionenaustauscherharze zur Anreicherung von Cyaniden eingesetzt werden.

3.Adsorptionsmethode

• AktivkohleadsorptionDie Adsorption von Aktivkohle Die Adsorption beruht hauptsächlich auf den zahlreichen inneren Poren und der großen spezifischen Oberfläche. Sie umfasst physikalische und chemische Adsorption. Die Cyanidentfernung erfolgt im Wesentlichen auf drei Wegen: Oxidation, Hydrolyse und Stripping. Der Hauptprozess ist die oxidative Zersetzung von Cyaniden in cyanidhaltigem Abwasser durch Wasserstoffperoxid an der Oberfläche von Aktivkohle.

4. Lösungsmittelextraktionsmethode

• Lösungsmittel werden verwendet, um wertvolle Bestandteile und Cyanide aus cyanidarmen Flüssigkeiten zu extrahieren.

5. Flüssigmembranmethode

• Bei der Behandlung cyanidarmer Flüssigkeiten wird hauptsächlich das Öl-in-Wasser-System eingesetzt. Das Grundprinzip besteht darin, das cyanidhaltige Abwasser zunächst anzusäuern, um die darin enthaltenen Cyanidionen in HCN umzuwandeln. HCN gelangt durch die Ölphasen-Flüssigkeitsmembran in die innere Wasserphase und reagiert dann mit NaOH zu NaCN.

6. Elektrodialyse-Methode

• Bei dieser Methode wird ein elektrisches Feld verwendet, um die Migration von Ionen durch Ionenaustauschmembranen anzutreiben und so die Trennung und Rückgewinnung von Substanzen zu erreichen.

Experimentelle Studie zur cyanidarmen Flüssigkeit einer Goldmine

Hintergrund des Experiments

Die cyanidarme Flüssigkeit einer bestimmten Goldmine weist einen besonders hohen Gesamtcyanidgehalt von bis zu 13000 mg/l auf. Derart hochkonzentriertes, cyanidhaltiges Abwasser stellt eine große Gefahr für die Umwelt dar und erfordert eine wirksame Behandlung.

Experimentelle Methoden

1.H₂O₂ + ClO₂ + C-Adsorptionsmethode

• Bei diesem Verfahren werden zunächst Wasserstoffperoxid (H₂O₂) und Chlordioxid (ClO₂) als Oxidationsmittel eingesetzt, um die Cyanide in der cyanidarmen Flüssigkeit zu oxidieren. Anschließend wird eine Aktivkohleadsorption (C) durchgeführt, um die verbleibenden Schadstoffe weiter zu entfernen.

2. Dreistufige Oxidation (H₂O₂ + Katalysator „M“) + Chlorierungsbelüftung + C-Adsorptionsmethode

• Dreistufige Oxidation: Für die dreistufige Oxidation werden Wasserstoffperoxid (H₂O₂) und ein spezieller Katalysator „M“ verwendet. Dies soll eine gründlichere Oxidation verschiedener Cyanidverbindungen, einschließlich komplexer Cyanide, gewährleisten.

• Chlorierungsbelüftung: Nach der dreistufigen Oxidation wird eine Chlorierungsbelüftung durchgeführt. Während der Belüftung wird Chlor in die Flüssigkeit eingeleitet, wodurch die verbleibenden Cyanidverbindungen und einige andere reduzierbare Schadstoffe weiter oxidiert werden können.

• C-Adsorption: Schließlich wird die Aktivkohleadsorption verwendet, um die verbleibenden feinkörnigen Schadstoffe und alle restlichen cyanidbezogenen Substanzen zu adsorbieren und so das Ziel der Reinigung der cyanidarmen Flüssigkeit zu erreichen.

Experimentelle Ergebnisse und Vergleich

1.H₂O₂ + ClO₂ + C-Adsorptionsmethode

• Mit dieser Methode wurde ein gewisser Grad an Cyanidentfernung erreicht, der endgültige Gesamtcyanidgehalt in der behandelten Flüssigkeit war jedoch immer noch relativ hoch und erfüllte nicht die strengen nationalen Abwassernormen.

2. Dreistufige Oxidation (H₂O₂ + Katalysator „M“) + Chlorierungsbelüftung + C-Adsorptionsmethode

• Diese Methode zeigte zufriedenstellendere Ergebnisse. Der endgültige Gesamtcyanidgehalt wurde auf 0.44 mg/l reduziert und entspricht damit den nationalen Abwassernormen. Auch der Gehalt anderer Schwermetalle entsprach den entsprechenden nationalen Normen.

• Kosteneffizienz: Obwohl der dreistufige Oxidationsprozess mit Katalysator und zusätzlicher Chlorbelüftung komplexere Vorgänge sowie den Einsatz bestimmter Katalysatoren und Chlor erfordert, sind die Kosten im Vergleich zu anderen übermäßig komplexen oder teuren Verfahren insgesamt relativ angemessen. Hochkonzentrierte, cyanidarme Flüssigkeiten können effektiv behandelt werden, während die Kosten in einem akzeptablen Rahmen gehalten werden.

Fazit

Die Behandlung von cyanidarmer Flüssigkeit in Goldminen ist eine komplexe, aber entscheidende Aufgabe. Experimentelle Untersuchungen an der cyanidarmen Flüssigkeit einer bestimmten Goldmine zeigten, dass verschiedene Behandlungsmethoden ihre eigenen Vor- und Nachteile haben. Die dreistufige Oxidation (H₂O₂ + Katalysator „M“) + Chlorierung, Belüftung + C-Adsorption zeigt relativ optimale Behandlungsergebnisse und eine hohe Kosteneffizienz für die cyanidarme Flüssigkeit mit hohem Gesamtcyanidgehalt in dieser Goldmine. Dennoch sind auch in Zukunft kontinuierliche Forschung und Verbesserungen erforderlich, um effizientere, kostengünstigere und umweltfreundlichere Behandlungsmethoden zu entwickeln und so den Anforderungen des Umweltschutzes und der nachhaltigen Entwicklung im Goldbergbau besser gerecht zu werden.