Menetelmät ja prosessit syanidin poistamiseksi sulfidimineraalipinnoilta

esittely

Ei-rautametallien sulfidimalmien rikastus- ja sulatusprosesseissa syanidia käytetään usein metallien talteenottoasteen lisäämiseksi. Sulfidmalmien pinnalle jäävä syanidi ei kuitenkaan ainoastaan ​​vaikuta negatiivisesti myöhempiin prosessivirtoihin, vaan aiheuttaa myös vakavia ympäristöongelmia. Siksi tehokkaiden ja ympäristöystävällisten menetelmien kehittäminen syanidin poistamiseksi sulfidimalmien pinnalta on erittäin tärkeää käytännössä.

Syanidijäämien nykytilanne ja vaarat sulfidimineraalipinnoilla

Nykyinen tilanne

Sulfidmalmien perinteisessä vaahdotusprosessissa syanidia käytetään laajalti inhibiittorina. Se voi selektiivisesti estää tiettyjen ei-toivottujen mineraalien sitoutumisen sulfidimalmeihin, jolloin kohdemineraalit erotetaan sivukivimineraaleista. Vaahdotuksen jälkeen suuri määrä syanidia adsorboituu kuitenkin sulfidimalmien pintaan. Asiaankuuluvien tutkimusten mukaan joissakin rikastamoissa syanidipitoisuus sulfidimalmikonsentraattien pinnalla vaahdotuksen jälkeen voi olla jopa useita satoja milligrammoja kilogrammaa kohden.

vaarat

Teknologisesta näkökulmasta jäljelle jäävä syanidi häiritsee myöhempää sulatusprosessia. Esimerkiksi kuparisulfidimalmien sulatuksen aikana syanidi muodostaa komplekseja kuparin kanssa, mikä heikentää kuparin sulatustehokkuutta ja lisää energiankulutusta. Ympäristön näkökulmasta syanidi on erittäin myrkyllinen aine. Kun syanidia sisältävää jätevettä päästetään luontoon, se saastuttaa vesistöjä ja maaperää, vaarantaa vesieliöitä ja ympäröivää kasvillisuutta ja jopa aiheuttaa uhan ihmisten terveydelle ravintoketjun kautta.

Menetelmät syanidin poistamiseksi sulfidimineraalipinnoilta

Hapetusmenetelmä

1. Kemiallinen hapetusmenetelmä

• Periaate: Käytä voimakkaita hapettimia syanidin hapettamiseksi vähemmän myrkyllisiksi tai myrkyttömiksi aineiksi. Yleisiä hapettimia ovat vetyperoksidi (H2O2), natriumhypokloriitti (NaClO) jne. Esimerkkinä vetyperoksidista sen reaktioyhtälö on: (2CN+5H2O2 = 2HCO3 + N2↑+4H2O).

• Käyttöprosessi : Ensin syanidia sisältävä sulfidimalmimassa asetetaan reaktiosäiliöön ja massan pH-arvo säädetään sopivalle alueelle (yleensä vetyperoksidin hapetuksessa pH-arvo on edullisesti 9–11). Sitten vetyperoksidiliuosta lisätään hitaasti koko ajan sekoittaen, jotta hapetin on täysin kosketuksissa massan kanssa ja reagoi sen kanssa. Reaktioaika on yleensä 1–3 tuntia, ja tarkka aika riippuu massan syanidipitoisuudesta ja malmin ominaisuuksista.

• Edut : Reaktionopeus on suhteellisen nopea ja syanidin poistovaikutus on hyvä, mikä voi vähentää syanidipitoisuutta suhteellisen alhaiselle tasolle.

• Haitat : Hapettimet, kuten vetyperoksidi, ovat suhteellisen kalliita, ja liiallisilla hapettimilla voi olla vaikutusta myöhempiin rikastus- tai sulatusprosesseihin.

Adsorptiomenetelmä

1. Aktiivihiilen adsorptiomenetelmä

• Periaate : Aktiivihiilellä on suuri ominaispinta-ala ja rikas huokosrakenne, joka voi adsorboida syanidia pinnalle fysikaalisella ja kemiallisella adsorptiolla.

• Käyttöprosessi : Lisää aktiivihiiltä syanidia sisältävään sulfidimalmimassaan ja sekoita huolellisesti, jotta aktiivihiili on täysin kosketuksissa massan syanidin kanssa. Adsorptioaika on yleensä 30 minuutista 2 tuntiin. Adsorption jälkeen aktiivihiili erotetaan massasta suodattamalla tai muulla tavoin.

• Edut : Käyttö on yksinkertaista ja sillä on hyvä adsorptiovaikutus matalan syanidipitoisuuden omaavaan aineeseen. Aktiivihiiltä voidaan regeneroida ja käyttää uudelleen.

• Haitat : Korkean syanidipitoisuuden omaavan adsorptiokyvyn on rajoitetusti, ja adsorboituneen aktiivihiilen virheellinen käsittely aiheuttaa toissijaista saastumista.

2. Ioninvaihtohartsin adsorptiomenetelmä

• Periaate : Ioninvaihtohartsit sisältävät erityisiä funktionaalisia ryhmiä, jotka voivat vaihtaa syanidin ionien kanssa ja adsorboida syanidia hartsiin.

• Käyttöprosessi : Lataa ioninvaihtohartsi vaihtokolonniin ja anna syanidia sisältävän sulfidimalmisullun kulkea vaihtokolonnin läpi. Säädä massan virtausnopeutta varmistaaksesi, että syanidi vaihtuu täysin hartsin kanssa. Kun hartsi on kyllästynyt adsorptiolla, käytä erityistä eluenttia hartsin eluointiin ja regenerointiin.

• Edut : Sillä on korkea adsorptioselektiivisyys syanidin suhteen ja se voi saavuttaa jatkuvan toiminnan.

• Haitat : Hartsin hinta on korkea, eluointiprosessi on suhteellisen monimutkainen ja voi syntyä syanidia sisältävää eluointijätettä.

Muut menetelmät

1. Happo-emäsneutralointimenetelmä

• Periaate : Tietyissä olosuhteissa syanidi hydrolysoituu happamassa tai emäksisessä ympäristössä muodostaen vähemmän myrkyllisiä tai myrkyttömiä aineita. Esimerkiksi happamassa olosuhteessa syanidi reagoi vetyionien kanssa muodostaen syaanivetyhappoa (HCN), joka voidaan poistaa haihduttamalla; emäksisessä olosuhteessa syanidi hydrolysoituu muodostaen syanaattia ja muita aineita.

• Käyttöprosessi : Jos käytetään hapanta hydrolyysiä, lisää hitaasti happamia liuoksia, kuten laimennettua rikkihappoa, syanidia sisältävään sulfidimalmisulaan, säädä pH-arvo 2–4:ään ja ilmasta sitten muodostuneen syaanivetyhapon haihduttamiseksi. Jos käytetään emäksistä hydrolyysiä, lisää emäksisiä aineita, kuten natriumhydroksidia, säädä pH-arvo 10–12:een ja anna reagoida tietyn ajan (yleensä 2–4 tuntia).

• Edut : Hinta on suhteellisen alhainen ja toiminta on suhteellisen yksinkertainen.

• Haitat : Happaman hydrolyysin aikana syntyvä syaanivetyhappo on erittäin myrkyllistä ja vaatii tiukkoja suojatoimenpiteitä; emäksisen hydrolyysin reaktionopeus on hidas, ja käsittelyn jälkeen voi silti olla pieni määrä syanidijäämiä.

Prosessisuunnittelu syanidin poistamiseksi sulfidimineraalipinnoilta

Esikäsittelyvaihe

1. Sellun säätö : Säädä sulfidimalmimassan pitoisuutta vaahdotuksen jälkeen. Yleensä massan pitoisuutta säädetään 20–40 %:n välille myöhempää käsittelyä varten. Samanaikaisesti mitataan massan alkuperäinen syanidipitoisuus, jotta voidaan määrittää seuraavat prosessiparametrit.

2. Epäpuhtauksien poisto : Poista massasta suuret hiukkasmaiset epäpuhtaudet ja osa suspendoituneista kiintoaineista suodattamalla, sedimentoimalla jne., jotta ne eivät häiritse seuraavia käsittelyprosesseja.

Poistovaihe

1. Menetelmän valinta : Valitse sopiva poistomenetelmä tekijöiden, kuten massan syanidipitoisuuden, malmin ominaisuuksien, käsittelykustannusten ja ympäristönsuojeluvaatimusten, perusteella. Esimerkiksi korkean syanidipitoisuuden ja tapausten, joissa kustannukset eivät ole huolenaihe, tapauksessa kemiallinen hapetusmenetelmä voidaan asettaa etusijalle; matalan syanidipitoisuuden ja ympäristötietoisten tapausten tapauksessa biologinen hapetusmenetelmä tai adsorptiomenetelmä voivat olla sopivampia.

2. Prosessiparametrien hallinta : Esimerkiksi vetyperoksidin hapetuksella kemiallisessa hapetusmenetelmässä on tarkkaan valvottava lisätyn vetyperoksidin määrää (yleensä laskettuna syanidipitoisuuden ja reaktioyhtälön mukaan), reaktiolämpötilaa (yleensä 20–30 ℃), pH-arvoa (9–11) ja sekoitusnopeutta (100–300 kierrosta minuutissa) sekä muita parametreja tehokkaan reaktion varmistamiseksi.

Hoidon jälkeinen vaihe

1. Kiinteän aineen ja nesteen erotus : Syanidin poiston jälkeen massa erotetaan suodattamalla, sentrifugoimalla jne., jolloin saadaan puhdistettuja sulfidimalmikonsentraatteja ja jätevettä, jotka sisältävät pienen määrän syanidia.

2. Jäteveden käsittely : Erotettu jätevesi käsitellään edelleen kansallisten päästöstandardien täyttämiseksi. Syanidin syväpoistamiseen jätevedestä voidaan käyttää toissijaista hapetusta, adsorptiota ja muita menetelmiä turvallisen päästön varmistamiseksi.

Yhteenveto

Syanidin poistamiseksi sulfidimalmien pinnalta on olemassa useita menetelmiä, ja jokaisella menetelmällä on omat etunsa ja haittansa. Käytännön sovelluksissa on tarpeen ottaa kattavasti huomioon tekijät, kuten malmin ominaisuudet, syanidipitoisuus, käsittelykustannukset ja ympäristönsuojeluvaatimukset, jotta voidaan valita sopivat menetelmät ja prosessivirrat. Yhä tiukempien ympäristönsuojeluvaatimusten ja teknologian jatkuvan kehityksen myötä tehokkaampien, ympäristöystävällisempien ja edullisempien teknologioiden kehittäminen syanidin poistamiseksi sulfidimalmien pinnalta on tulevaisuuden keskeinen tutkimussuunta. Jatkuvan prosessien optimoinnin avulla odotetaan saavutettavan syanidin nollapäästö sulfidimalmien rikastus- ja sulatusprosesseissa ja edistettävä ei-rautametalliteollisuuden kestävää kehitystä.