مطالعه تجربی روش‌های تصفیه مایع فقیر از سیانید در یک معدن طلا

معرفی

در صنعت استخراج طلا، فرآوری ... سیانیدمایع بدون سیانید از اهمیت بالایی برخوردار است. مایع بدون سیانید، مانند محلول پس از استخراج طلا در فرآیند سیانیداسیون، حاوی آلاینده‌های مختلفی، به ویژه ترکیبات سیانید است که در صورت عدم تصفیه صحیح، می‌توانند باعث آلودگی جدی محیط زیست شوند. بنابراین، توسعه روش‌های کارآمد و مقرون به صرفه برای ... روشهای درمانی تصفیه مایع فاقد سیانید یک کار فوری است. این پست وبلاگ بر مطالعه تجربی روش‌های تصفیه مایع فاقد سیانید در یک منطقه خاص تمرکز دارد. معدن طلابا هدف ارائه بینش‌ها و منابع ارزشمند برای صنعت.

مروری بر روش‌های تصفیه مایع فاقد سیانید

به طور کلی، روش‌های تصفیه برای مایع کم سیانید را می‌توان تقریباً به دو دسته تقسیم کرد: روش‌های خالص‌سازی و روش‌های بازیابی (احیا).

روشهای تصفیه

۱. روش اکسیداسیون قلیایی-کلر

• این یک روش نسبتاً بالغ برای تخریب است سیانیدها در فاضلاب یافت می‌شود و به طور گسترده در کارخانه‌های آبکاری، کارخانه‌های کک‌سازی و کارخانه‌های ذوب طلا مورد استفاده قرار می‌گیرد. تحت شرایط pH 11 تا 12. سیانیدها یون‌های کمپلکس فلزی و فلزی در فاضلاب حاوی سیانید به سیانات‌ها اکسید می‌شوند و سپس کلر برای بار دوم اضافه می‌شود تا آنها را اکسید کند. کربن دی اکسید، نیتروژن و غیره

• مزایایاین فرآیند نسبتاً بالغ است، اثرات درمانی خوبی دارد و کاربرد وسیعی دارد. فرآیند درمان را می‌توان به راحتی خودکار کرد.

• معایبسیانیدها قابل بازیافت نیستند، هزینه تصفیه آنها بالاست و نمی‌توانند کمپلکس‌های آهن-سیانید را حذف کنند. همچنین مشکل آلودگی ثانویه نیز وجود دارد.

۲. دی اکسید گوگرد - روش اکسیداسیون هوا

• در یک ظرف همزن، مایع زائد اضافه می‌شود و هوا و SO₂ (مایع یا گاز، یا محلول سولفیت، یا حاصل از سوزاندن گوگرد عنصری) وارد می‌شوند. pH روی ۷ تا ۱۰ کنترل می‌شود و از آهک برای خنثی کردن اسید تولید شده در طول واکنش اکسیداسیون استفاده می‌شود. این واکنش نیاز به حضور مس محلول (به عنوان کاتالیزور) دارد.

• روش اکسیداسیون Inco-SO₂/هوا می‌تواند تمام سیانیدها، از جمله سیانیدهای آهن را تجزیه کند و سیانیدهای آهن را می‌توان با استفاده از برخی واکنشگرهای ایمن و ارزان رسوب داده و حذف کرد.

3. روش پراکسید هیدروژن

• این فرآیند برای تصفیه فاضلاب حاوی سیانید با غلظت کم مناسب است. پراکسید هیدروژن می‌تواند سیانید موجود در پساب‌ها را به اسید سیانید (HCNO) نسبتاً ضعیف و به راحتی هیدرولیز شده اکسید کند، که سپس با اکسیداسیون و هیدرولیز بیشتر حذف می‌شود.

۴. روش اکسیداسیون ازن

• ازن یک عامل اکسید کننده قوی است. هنگامی که برای تصفیه فاضلاب حاوی سیانید استفاده می‌شود، نسبت به روش اکسیداسیون قلیایی-کلر کامل‌تر است و اثرات حذف سیانید بهتری دارد. پس از ازن زنی، اکسیژن محلول در محلول فاضلاب افزایش می‌یابد که می‌تواند برای بازیافت به سیستم سیانید سازی برگردانده شود و انحلال طلا را تسهیل کرده و راندمان لیچینگ طلا را بهبود بخشد.

• مزایایعملیات ساده و راحت، کنترل آن آسان و درجه اتوماسیون تولید بالا است. ازن را می‌توان در محل تولید کرد که برای کارخانه‌های سیانیداسیون با حمل و نقل نامناسب اما منبع تغذیه کافی، از اهمیت بالایی برخوردار است. راندمان تصفیه بالا است و هیچ آلودگی ثانویه‌ای ایجاد نمی‌شود.

• معایبمصرف برق برای تولید ازن زیاد است و هزینه تولید آن بالاست که کاربرد گسترده آن را محدود می‌کند.

۵. روش اکسیداسیون الکترولیتی

• قبل از الکترولیز، ابتدا pH مایع کم سیانید را روی >7 تنظیم کنید. مقدار کمی نمک اضافه کنید، از گرافیت به عنوان آند و صفحه تیتانیوم به عنوان کاتد استفاده کنید و از محلول آبی قلیایی مس - روی به عنوان الکترولیت استفاده کنید. هنگامی که جریان مستقیم عبور می‌کند، فلز مس و روی در کاتد تولید می‌شوند و هیدروژن نیز تولید می‌شود. در آند، CN⁻ به CNO⁻، CO₂، N₂ اکسید می‌شود و Cl⁻ به Cl₂ اکسید می‌شود و Cl₂ برای تولید HClO وارد محلول می‌شود.

۶. روش اکسیداسیون میکروبی

• این روش از خواص بیوشیمیایی میکروارگانیسم‌ها برای تجزیه سیانیدها، تیوسیانات‌ها و سیانیدهای آهن استفاده می‌کند و آمونیاک، دی‌اکسید کربن و سولفات‌ها را تولید می‌کند یا سیانیدها را به فرمامید هیدرولیز می‌کند. همزمان، باکتری‌ها یون‌های فلزات سنگین را جذب می‌کنند و باعث می‌شوند که آنها با بیوفیلم جدا شده و حذف شوند.

• ویژگی مهمبرای حفظ نرخ حذف سیانید معقول، دما باید همیشه بالای ۱۰ درجه سانتیگراد حفظ شود.

روش‌های بازیابی (بازسازی)

۱. روش اسیدی کردن

• اصل اساسی این روش، افزودن اسید سولفوریک به فاضلاب حاوی سیانید، تنظیم pH در حدود ۱.۵ و تبدیل CN⁻ به HCN است. گاز HCN خروجی وارد یک جاذب شده و توسط یک محلول قلیایی (محلول هیدروکسید سدیم یا هیدروکسید کلسیم) جذب می‌شود تا محلول سیانید ۲۰ تا ۳۰ درصد به دست آید که قابل بازیافت است.

• مزایایاین فرآیند می‌تواند بازیابی سیانیدها را به حداکثر برساند، نرخ بهره‌برداری مؤثر از سیانیدها را بهبود بخشد و هزینه‌های تولید را کاهش دهد.

• معایبهزینه سرمایه‌گذاری اولیه زیاد است، جریان فرآیند پیچیده است و برای مایع باقیمانده حاوی سیانید تصفیه‌شده، برآورده کردن استانداردهای تخلیه دشوار است.

۲. روش تبادل یونی

• در تصفیه مایع کم سیانید، می‌توان از رزین‌های تبادل یونی برای غنی‌سازی سیانیدها استفاده کرد.

روش جذب سطحی

• جذب کربن فعال: جذب کربن فعال عمدتاً به منافذ داخلی متعدد و سطح ویژه بزرگ آن بستگی دارد. فرآیند جذب شامل جذب فیزیکی و جذب شیمیایی است. حذف سیانید عمدتاً از سه طریق انجام می‌شود: اکسیداسیون، هیدرولیز و سلب کردن. فرآیند اصلی، واکنش تجزیه اکسیداتیو سیانیدها در فاضلاب حاوی سیانید با پراکسید هیدروژن روی سطح کربن فعال است.

۴. روش استخراج با حلال

• از حلال‌ها برای استخراج اجزای ارزشمند و سیانیدها از مایع فاقد سیانید استفاده می‌شود.

۵. روش غشای مایع

• در تصفیه مایع کم سیانید، عمدتاً از سیستم روغن در آب استفاده می‌شود. اصل اساسی این است: ابتدا فاضلاب حاوی سیانید را اسیدی کنید تا یون‌های سیانید موجود در آن به HCN تبدیل شوند. HCN از طریق غشای مایع فاز روغنی به فاز داخلی آب عبور می‌کند و سپس با NaOH واکنش می‌دهد تا NaCN تولید شود.

۶. روش الکترودیالیز

• این روش از یک میدان الکتریکی برای هدایت مهاجرت یون‌ها از طریق غشاهای تبادل یونی استفاده می‌کند تا جداسازی و بازیابی مواد انجام شود.

مطالعه تجربی روی مایع فقیر از سیانید یک معدن طلا

پیشینه آزمایش

مایع فاقد سیانید یک معدن طلای خاص، محتوای سیانید کل بسیار بالایی دارد که تا ۱۳۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر می‌رسد. چنین فاضلاب حاوی سیانید با غلظت بالا، تهدید بزرگی برای محیط زیست محسوب می‌شود و نیاز به تصفیه مؤثر دارد.

روشهای تجربی

۱. روش جذب H₂O₂ + ClO₂ + C

• در این روش، ابتدا از پراکسید هیدروژن (H₂O₂) و دی اکسید کلر (ClO₂) به عنوان اکسیدان برای اکسیداسیون سیانیدهای موجود در مایع سیانید ضعیف استفاده می‌شود. سپس، جذب کربن فعال (C) برای حذف بیشتر آلاینده‌های باقی مانده انجام می‌شود.

۲. اکسیداسیون سه مرحله‌ای (H₂O₂ + کاتالیزور “M”) + کلرزنی، هوادهی + روش جذب کربن

• اکسیداسیون سه مرحله‌ایپراکسید هیدروژن (H₂O₂) و یک کاتالیزور خاص "M" برای اکسیداسیون سه مرحله‌ای استفاده می‌شوند. این کار برای اطمینان از اکسیداسیون کامل‌تر ترکیبات مختلف سیانید، از جمله سیانیدهای پیچیده، انجام می‌شود.

• کلرزنی، هوادهیپس از اکسیداسیون سه مرحله‌ای، هوادهی کلرزنی انجام می‌شود. کلر در حین هوادهی به مایع وارد می‌شود که می‌تواند مواد مرتبط با سیانید باقی‌مانده و برخی دیگر از آلاینده‌های قابل احیا را بیشتر اکسید کند.

• جذب سطحیدر نهایت، از جذب کربن فعال برای جذب آلاینده‌های ریزدانه باقی‌مانده و هرگونه مواد مرتبط با سیانید باقیمانده برای دستیابی به هدف تصفیه مایع فاقد سیانید استفاده می‌شود.

نتایج تجربی و مقایسه

۱. روش جذب H₂O₂ + ClO₂ + C

• این روش به درجه خاصی از حذف سیانید دست یافت، اما محتوای کل سیانید نهایی در مایع تصفیه شده هنوز نسبتاً بالا بود و استانداردهای سختگیرانه ملی تخلیه را برآورده نمی‌کرد.

۲. اکسیداسیون سه مرحله‌ای (H₂O₂ + کاتالیزور “M”) + کلرزنی، هوادهی + روش جذب کربن

• این روش نتایج رضایت‌بخش‌تری را نشان داد. مقدار کل سیانید نهایی به 0.44 میلی‌گرم در لیتر کاهش یافت که مطابق با استانداردهای تخلیه ملی است. علاوه بر این، مقدار سایر فلزات سنگین نیز مطابق با الزامات استاندارد ملی مربوطه بود.

• هزینه - اثربخشیاز نظر هزینه، اگرچه فرآیند اکسیداسیون سه مرحله‌ای با کاتالیزور و هوادهی کلرزنی اضافی نیاز به عملیات پیچیده‌تر و استفاده از کاتالیزورها و کلر خاص دارد، اما در کل، در مقایسه با برخی روش‌های دیگر که بیش از حد پیچیده یا پرهزینه هستند، هزینه نسبتاً معقولی دارد. این روش می‌تواند به طور مؤثر مایع ضعیف سیانید با غلظت بالا را تصفیه کند و در عین حال هزینه‌ها را در محدوده قابل قبولی کنترل کند.

نتیجه

تصفیه مایع سیانید-فقیر در معادن طلا یک کار پیچیده اما حیاتی است. از طریق مطالعه تجربی روی مایع سیانید-فقیر یک معدن طلای خاص، می‌توان مشاهده کرد که روش‌های مختلف تصفیه مزایا و معایب خاص خود را دارند. روش اکسیداسیون سه مرحله‌ای (H₂O₂ + کاتالیزور "M") + هوادهی کلرزنی + جذب C، اثرات تصفیه نسبتاً ایده‌آل و مقرون به صرفه‌ای را برای مایع سیانید-فقیر با محتوای کل سیانید بالا در این معدن طلا نشان می‌دهد. با این حال، تحقیقات و بهبود مستمر در آینده برای توسعه روش‌های تصفیه کارآمدتر، مقرون به صرفه‌تر و سازگار با محیط زیست برای برآورده کردن بهتر الزامات حفاظت از محیط زیست و توسعه پایدار در صنعت معدن طلا مورد نیاز است.