Métodos y procesos para la eliminación de cianuro en superficies minerales sulfuradas

Introducción

En el beneficiamiento y Fundición procesos de minerales de sulfuros de metales no ferrosos, Cianuro se utiliza a menudo para aumentar las tasas de recuperación de metales. Sin embargo, el cianuro El cianuro que permanece en la superficie de los minerales sulfurados no solo tiene un impacto negativo en los procesos posteriores, sino que también causa graves problemas ambientales. Por lo tanto, el desarrollo de métodos eficientes y respetuosos con el medio ambiente para la eliminación del cianuro en la superficie de los minerales sulfurados reviste gran importancia práctica.

Situación actual y peligros de los residuos de cianuro en superficies minerales sulfuradas

Situación actual

En el proceso tradicional de flotación de minerales sulfurados, el cianuro se utiliza ampliamente como inhibidor. Puede inhibir selectivamente ciertos minerales no deseados en los minerales sulfurados, logrando así la separación de los minerales objetivo de los minerales de ganga. Sin embargo, tras la flotación, una gran cantidad de cianuro se adsorbe en la superficie de los minerales sulfurados. Según investigaciones relevantes, en algunas concentradoras, el contenido de cianuro en la superficie de los concentrados de minerales sulfurados tras la flotación puede alcanzar varios cientos de miligramos por kilogramo.

Peligros

Desde una perspectiva tecnológica, el cianuro restante interferirá con el proceso de fundición posterior. Por ejemplo, durante la fundición de minerales de sulfuro de cobre, el cianuro formará complejos con el cobre, lo que reducirá la eficiencia de fundición del cobre y aumentará el consumo de energía. Desde una perspectiva ambiental, el cianuro es una sustancia altamente tóxica. Cuando las aguas residuales de relaves que contienen cianuro se vierten al medio ambiente, contaminan los cuerpos de agua y el suelo, ponen en peligro los organismos acuáticos y la vegetación circundante, e incluso representan una amenaza para la salud humana a través de la cadena alimentaria.

Métodos para la eliminación de cianuro en superficies minerales sulfuradas

Método de oxidación

1. Método de oxidación química

• Principio: Se utilizan oxidantes fuertes para oxidar el cianuro y convertirlo en sustancias menos tóxicas o no tóxicas. Entre los oxidantes comunes se incluyen el peróxido de hidrógeno (H₂O₂), el hipoclorito de sodio (NaClO), etc. Por ejemplo, la ecuación de reacción del peróxido de hidrógeno es: (2CN + 2H₂O₂ = 2HCO₃ + N₂↑ + 5H₂O).

• Proceso de operaciónPrimero, coloque la pulpa de mineral de sulfuro que contiene cianuro en un tanque de reacción y ajuste el pH de la pulpa a un rango adecuado (generalmente, para la oxidación con peróxido de hidrógeno, el pH se prefiere entre 9 y 11). Luego, agregue lentamente la solución de peróxido de hidrógeno, removiendo constantemente, para que el oxidante entre en contacto completo con la pulpa y reaccione con ella. El tiempo de reacción suele ser de 1 a 3 horas, y el tiempo específico depende de la concentración de cianuro en la pulpa y de las propiedades del mineral.

• Ventajas:La velocidad de reacción es relativamente rápida y el efecto de eliminación de cianuro es bueno, lo que puede reducir la concentración de cianuro a un nivel relativamente bajo.

• Desventajas:Los oxidantes como el peróxido de hidrógeno son relativamente costosos y el exceso de oxidantes puede tener un impacto en los procesos de beneficio o fundición posteriores.

Método de adsorción

1. Método de adsorción con carbón activado

• Principio:El carbón activado tiene una gran superficie específica y ricas estructuras porosas, que pueden adsorber cianuro en su superficie a través de la adsorción física y química.

• Proceso de operaciónAgregue carbón activado a la pulpa de mineral de sulfuro que contiene cianuro y remueva bien para que el carbón activado entre en contacto con el cianuro presente en la pulpa. El tiempo de adsorción suele ser de 30 minutos a 2 horas. Tras la adsorción, separe el carbón activado de la pulpa mediante filtración u otro método.

• VentajasSu funcionamiento es sencillo y ofrece un buen efecto de adsorción sobre cianuro de baja concentración. El carbón activado se puede regenerar y reutilizar.

• Desventajas:En el caso del cianuro en alta concentración, la capacidad de adsorción es limitada y el tratamiento inadecuado del carbón activado adsorbido provocará contaminación secundaria.

2. Método de adsorción con resina de intercambio iónico

• Principio:Las resinas de intercambio iónico contienen grupos funcionales específicos que pueden intercambiar con los iones del cianuro, adsorbiendo así el cianuro en la resina.

• Proceso de operaciónCargue la resina de intercambio iónico en una columna de intercambio y haga pasar la pulpa de mineral de sulfuro que contiene cianuro a través de ella. Controle el caudal de la pulpa para asegurar que el cianuro se intercambie completamente con la resina. Cuando la resina esté saturada de adsorción, utilice un eluyente específico para eluirla y regenerarla.

• Ventajas:Tiene una alta selectividad de adsorción para cianuro y puede lograr un funcionamiento continuo.

• Desventajas:El costo de la resina es alto, el proceso de elución es relativamente complejo y se puede generar líquido de desecho de elución que contiene cianuro.

Otros métodos

1. Método de neutralización ácido-base

• PrincipioEn ciertas condiciones, el cianuro experimenta reacciones de hidrólisis en ambientes ácidos o alcalinos para generar sustancias menos tóxicas o no tóxicas. Por ejemplo, en un ambiente ácido, el cianuro reacciona con iones de hidrógeno para formar ácido cianhídrico (HCN), que puede eliminarse por volatilización; en un ambiente alcalino, el cianuro se hidroliza para formar cianato y otras sustancias.

• Proceso de operaciónSi se utiliza hidrólisis ácida, añada lentamente soluciones ácidas, como ácido sulfúrico diluido, a la pulpa de mineral de sulfuro que contiene cianuro, ajuste el pH a 2-4 y luego airee para volatilizar el ácido cianhídrico generado. Si se utiliza hidrólisis alcalina, añada sustancias alcalinas, como hidróxido de sodio, ajuste el pH a 10-12 y deje reaccionar durante un tiempo determinado (generalmente de 2 a 4 horas).

• Ventajas:El costo es relativamente bajo y la operación es relativamente simple.

• Desventajas:El ácido cianhídrico generado durante la hidrólisis ácida es altamente tóxico y requiere estrictas medidas de protección; la velocidad de reacción de hidrólisis alcalina es lenta y aún puede haber una pequeña cantidad de residuos de cianuro después del tratamiento.

Diseño del flujo de proceso para la eliminación de cianuro en superficies minerales sulfuradas

Etapa de pretratamiento

1. Ajuste de la pulpaAjuste la concentración de pulpa de mineral sulfurado después de la flotación. Generalmente, la concentración de pulpa se controla entre el 20 % y el 40 % para el tratamiento posterior. Simultáneamente, se detecta la concentración inicial de cianuro en la pulpa para determinar los parámetros del proceso posterior.

2. Eliminación de impurezas:Eliminar impurezas de partículas grandes y algunos sólidos suspendidos en la pulpa mediante filtración, sedimentación, etc., para evitar que interfieran en los procesos de tratamiento posteriores.

Etapa de eliminación

1. Selección de métodoSeleccione un método de eliminación adecuado según factores como la concentración de cianuro en la pulpa, las propiedades del mineral, el costo del tratamiento y los requisitos de protección ambiental. Por ejemplo, para una alta concentración de cianuro y en casos donde el costo no es un factor a considerar, el método químico... método de oxidación Se puede dar prioridad; para ocasiones con baja concentración de cianuro y conciencia ambiental, el método de oxidación biológica o el método de adsorción pueden ser más adecuados.

2. Control de parámetros de proceso:Tomando la oxidación del peróxido de hidrógeno en el Oxidación química Como ejemplo de este método, se controla estrictamente la cantidad de peróxido de hidrógeno añadido (generalmente calculado de acuerdo con la concentración de cianuro y la ecuación de reacción), la temperatura de reacción (generalmente 20-30 ℃), el valor de pH (9-11) y la velocidad de agitación (100-300 revoluciones por minuto) y otros parámetros para garantizar una reacción eficiente.

Etapa post-tratamiento

1. Separación sólido-líquido:Separar la pulpa después de la eliminación del cianuro mediante filtración, centrifugación, etc. para obtener concentrados de mineral de sulfuro purificado y aguas residuales que contengan una pequeña cantidad de cianuro.

2. Tratamiento de aguas residuales: Tratar las aguas residuales separadas para cumplir con las normas nacionales de vertido. Se pueden utilizar métodos como la oxidación secundaria, la adsorción y otros para eliminar el cianuro en profundidad y garantizar un vertido seguro.

Conclusión

Existen diversos métodos para la eliminación de cianuro en la superficie de minerales sulfurosos, cada uno con sus propias ventajas y desventajas. En la práctica, es necesario considerar exhaustivamente factores como las propiedades del mineral, la concentración de cianuro, el costo del tratamiento y los requisitos de protección ambiental para seleccionar los métodos y flujos de proceso adecuados. Con los requisitos de protección ambiental cada vez más estrictos y el continuo avance tecnológico, el desarrollo de tecnologías más eficientes, respetuosas con el medio ambiente y de bajo costo para la eliminación de cianuro en la superficie de minerales sulfurosos será la línea de investigación clave en el futuro. Mediante la optimización continua de los procesos, se espera lograr la eliminación total de cianuro en los procesos de beneficio y fundición de minerales sulfurosos y promover el desarrollo sostenible de la industria de metales no ferrosos.