Millä prosesseilla natriumsyanidia poistetaan kultahiekasta?

esittely

Kullankaivosteollisuudessa syanidia käytetään laajalti louhintaprosessissa, koska se liuottaa tehokkaasti kultaa malmeista. Syanidin läsnäolo rikastushiekoissa aiheuttaa kuitenkin merkittäviä ympäristö- ja turvallisuusriskejä. Siksi tehokkaiden syanidinpoistoprosessien kehittäminen ja käyttöönotto on äärimmäisen tärkeää. Tässä artikkelissa tarkastellaan erilaisia ​​syanidinpoistoprosesseja, joita käytetään kulta-rikastushiekkojen käsittelyssä , ja pyritään tarjoamaan kattava käsitys käytettävissä olevista tekniikoista.

Alkalinen kloorausmenetelmä

Periaate

Emäksinen kloorausmenetelmä on yksi yleisimmin käytetyistä syanidin poistomenetelmistä. Tässä menetelmässä klooripohjaisia ​​hapettimia lisätään rikastushiekkalietteeseen emäksisissä olosuhteissa. Kloori reagoi syanidi-ionien (CN-) kanssa muodostaen vähemmän myrkyllisiä tuotteita. Reaktio tapahtuu kahdessa päävaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa syanidi hapetetaan syanaatiksi (CNO-), ja toisessa vaiheessa syanaatti hajoaa edelleen typpikaasuksi, hiilidioksidiksi ja muiksi vaarattomiksi aineiksi.

edut

• Korkea hyötysuhde : Se voi tehokkaasti vähentää korkeita syanidipitoisuuksia kultahiekassa ja täyttää säännellyt päästörajat.

• Laajasti sovellettavissa : Sopii monenlaisille rikastushiekoille, joilla on erilaiset syanidipitoisuudet ja koostumukset.

• Vakiintunut teknologia : Prosessi on hyvin ymmärretty, ja sen soveltamisesta on laaja teollinen kokemus.

Haitat

• Syövyttävät reagenssit : Klooripohjaiset hapettimet voivat syövyttää laitteita, mikä johtaa korkeampiin ylläpitokustannuksiin ja lyhyempään laitteiden käyttöikään.

• Myrkylliset sivutuotteet : Reaktion aikana on olemassa riski, että muodostuu myrkyllisiä sivutuotteita, kuten kloorikaasua, jos prosessia ei hallita asianmukaisesti.

• Korkea kemikaalien kulutus : Vaatii suhteellisen suuren määrän klooripohjaisia ​​hapettimia, mikä voi lisätä käyttökustannuksia.

Tapaustutkimus

Eräässä kultakaivoksessa käytettiin emäksistä kloorausmenetelmää syanidipitoisen rikastushiekan käsittelyyn. Rikastushiekkalietteen pH-arvoa pidettiin huolellisesti noin 10–11:ssä ja lisättiin sopiva määrä valkaisujauhetta (yleinen klooripohjainen hapetin), minkä jälkeen rikastushiekan syanidin kokonaispitoisuus laski alkuperäisestä 200 mg/l:n pitoisuudesta alle 0.1 mg/l:aan käsittelyn jälkeen. Käsitelty rikastushiekka täytti paikalliset ympäristöpäästöstandardit.

INCO-prosessi (rikkidioksidi - ilmaprosessi)

Periaate

INCO-prosessi, joka tunnetaan myös rikkidioksidi-ilmaprosessina, on toinen tärkeä syanidinpoistotekniikka. Tässä prosessissa rikkidioksidia ja ilmaa johdetaan rikastushiekkalietteeseen kuparikitalyytin läsnä ollessa. Rikkidioksidi hapetetaan sulfaatiksi, ja ilman happi auttaa syanidin hapettumisessa. Kuparikatalyytti kiihdyttää reaktionopeutta muuttamalla syanidin hiilidioksidiksi, typeksi ja muiksi aineiksi.

edut

• Pienempi kemikaalien kulutus : Verrattuna joihinkin muihin menetelmiin, se vaatii vähemmän kemikaalien panosta, koska se käyttää ilmaa hapettimen lähteenä.

• Vähemmän myrkyllisiä sivutuotteita : Tuottaa vähemmän myrkyllisiä sivutuotteita verrattuna alkaliseen klooraukseen, mikä tekee siitä ympäristöystävällisemmän vaihtoehdon.

• Kustannustehokas : Voi olla kustannustehokas laajamittaisissa toiminnoissa rikkidioksidin ja ilman suhteellisen alhaisten kustannusten ansiosta.

Haitat

• Katalyyttivaatimus : Kuparikatalyytin tarve lisää prosessin monimutkaisuutta. Katalyyttiä on huollettava ja seurattava huolellisesti, ja sen menetys tai deaktivoituminen voi vaikuttaa prosessin tehokkuuteen.

• pH-herkkyys : Prosessi on herkkä rikastushiekkalietteen pH-arvolle. Syanidin tehokkaan poiston varmistamiseksi on ylläpidettävä optimaaliset pH-olosuhteet, yleensä välillä 8–9.

• Hitaampi reaktionopeus : Reaktionopeus on suhteellisen hitaampi verrattuna joihinkin muihin hapetusprosesseihin, jotka saattavat vaatia suurempia reaktioastioita ja pidempiä viipymäaikoja.

Tapaustutkimus

Laajamittainen kullankaivos otti käyttöön INCO-prosessin. Asentamalla erityisen reaktiojärjestelmän rikkidioksidin ja ilman syöttämiseen sekä kontrolloimalla huolellisesti kuparikaivosten annostusta, he pystyivät vähentämään rikastushiekan syanidipitoisuutta 150 mg/l:sta alle 50 mg/l:aan. Tämä täytti alan hyväksymät heikosti happoon dissosioituvan (WAD) syanidin pitoisuusrajat rikastushiekan hävittämiselle.

Biologiset käsittelymenetelmät

Periaate

Syanidia sisältävien kultahiekkojen biologisessa käsittelyssä käytetään mikro-organismeja, kuten bakteereja ja sieniä. Nämä mikro-organismit voivat metaboloida syanidia typen tai hiilen lähteenä. Esimerkiksi tietyt bakteerit voivat muuttaa syanidin ammoniakiksi entsymaattisten reaktioiden avulla. Kokonaisprosessi on monimutkainen sarja biokemiallisia reaktioita, joissa mikro-organismit hajottavat syanidimolekyylin tietyissä ympäristöolosuhteissa, kuten sopivassa lämpötilassa, pH:ssa ja ravinteiden saatavuudessa.

edut

• Ympäristöystävällinen : Biologinen käsittely on kestävämpi vaihtoehto, koska se ei tuo ympäristöön lisää haitallisia kemikaaleja.

• Alhaiset kustannukset : Kun mikrobiviljelmä on vakiintunut, käyttökustannukset voivat olla suhteellisen alhaiset, koska mikro-organismit voivat lisääntyä itsestään ja käyttää luonnollisia ravinteita.

• Valikoiva käsittely : Jotkut mikro-organismit voivat valikoivasti kohdistaa syanidiin, jolloin muut arvokkaat mineraalit rikastushiekassa eivät häiriinny.

Haitat

• Hidas prosessi : Biologisilla prosesseilla on yleensä hitaampi reaktionopeus verrattuna kemiallisiin hapetusmenetelmiin. Tämä voi vaatia suuria bioreaktoreita ja pitkiä käsittelyaikoja.

• Herkkyys ympäristöolosuhteille : Mikro-organismit ovat erittäin herkkiä lämpötilan, pH:n ja muiden myrkyllisten aineiden muutoksille rikastushiekassa. Jopa pienet vaihtelut voivat häiritä mikrobien toimintaa ja vähentää syanidin poiston tehokkuutta.

• Käynnistyksen monimutkaisuus : Vakaan ja tehokkaan mikrobikulttuurin luominen syanidin hajotusta varten voi olla haastavaa. Se vaatii sopivien mikro-organismien huolellista valintaa ja sopeuttamista ympäristöön.

Tapaustutkimus

Kultakaivos kokeili biologista käsittelyjärjestelmää. He käyttivät erityisesti suunniteltua bioreaktoria, joka oli täytetty syanidia hajottavien bakteerien konsortiolla. Pitkäaikaisen käytön ja bioreaktorin ympäristöolosuhteiden jatkuvan optimoinnin jälkeen he pystyivät vähentämään rikastushiekan syanidipitoisuutta 80 mg/l:sta noin 10 mg/l:aan. Tämä prosessi vaati kuitenkin useita kuukausia käynnistystä ja säätöä vakaan suorituskyvyn saavuttamiseksi.

Rikastushiekan pesu- ja altaiden poistoprosessi (WPS)

Periaate

WPS-prosessi koostuu kahdesta päävaiheesta: rikastushiekkalietteen pesusta ja syanidin poistamisesta altaasta tai säiliöstä. Pesuvaiheessa rikastushiekkaliete pestään vastavirtaisilla suurnopeuksisilla sakeuttajilla. Tämä auttaa poistamaan merkittävän määrän syanidia sisältävää liuosta rikastushiekasta. Sakeuttajan ylivuoto, joka sisältää syanidia, altistetaan sitten altaalle tai säiliölle tehtävälle strippaukselle. Strippausprosessissa syanidipitoinen liuos altistetaan ilmalle tai muille strippausaineille. Syanidi, vetysyanidikaasun muodossa, stripataan liuoksesta ja voidaan ottaa talteen tai käsitellä edelleen. Stripattu vesi voidaan kierrättää takaisin pesuvaiheeseen, mikä auttaa vesitasapainon hallinnassa.

edut

• Resurssien talteenotto : Prosessi mahdollistaa syanidin talteenoton, joka voidaan kierrättää takaisin liuotusprosessiin, mikä vähentää syanidin kokonaiskulutusta kaivoksessa.

• Vedenhallinta : Kierrättämällä poistetun veden se auttaa hallitsemaan vesitasapainoa kaivostoiminnassa, vähentäen makean veden tarvetta ja minimoiden jätevesipäästöjä.

• Olemassa olevan infrastruktuurin hyödyntäminen : WPS-prosessissa voidaan usein hyödyntää olemassa olevaa laitosinfrastruktuuria, kuten sakeuttajia ja prosessivesialtaita, mikä vähentää suurten pääomainvestointien tarvetta.

Haitat

• Käytön monimutkaisuus : Prosessi sisältää useita vaiheita ja vaatii parametrien, kuten pesutehokkuuden, strippausnopeuden ja veden kierrätyssuhteiden, huolellista hallintaa.

• Syanidin talteenoton tehokkuus : Syanidin talteenoton tehokkuuteen voivat vaikuttaa tekijät, kuten rikastushiekan alkuperäinen syanidipitoisuus, pesu- ja strippaustoimintojen laatu sekä muiden häiritsevien aineiden läsnäolo.

• Haju ja turvallisuusongelmat : Strippausprosessissa voi vapautua syaanivetykaasua, jolla on voimakas haju ja joka on erittäin myrkyllistä. Asianmukaiset turvatoimenpiteet on otettava käyttöön kaasuvuotojen estämiseksi ja työntekijöiden turvallisuuden varmistamiseksi.

Tapaustutkimus

Kullankaivosyhtiö otti käyttöön WPS-prosessin. Uudistamalla olemassa olevat sakeuttamonsa tehostettua pesua varten ja rakentamalla katetun lammen syanidin poistoa varten, yritys saavutti jopa 70 %:n syanidin talteenottoasteen. Talteen otettu syanidi kierrätettiin onnistuneesti takaisin liuotuskiertoon, mikä alensi syanidin ostokustannuksia merkittävästi.

Yhteenveto

Syanidin poistaminen kultahiekkajätteestä on ratkaisevan tärkeää ympäristönsuojelun ja kestävien kaivoskäytäntöjen kannalta. Jokaisella käsitellyllä syanidinpoistoprosessilla, mukaan lukien alkalinen klooraus, INCO-prosessi, biologinen käsittely ja WPS-prosessi, on omat ainutlaatuiset etunsa ja haittansa. Sopivimman prosessin valinta riippuu useista tekijöistä, kuten rikastushiekan alkuperäisestä syanidipitoisuudesta, rikastushiekan koostumuksesta, käytettävissä olevasta infrastruktuurista ja kustannus-hyötyanalyysistä. Monissa tapauksissa näiden prosessien yhdistelmä voi olla tarpeen tehokkaimman ja kustannustehokkaimman syanidinpoiston saavuttamiseksi. Koska kaivosteollisuuteen kohdistuu jatkuvasti lisääntyvää ympäristövalvontaa, syanidinpoistoteknologioiden jatkuva tutkimus ja kehitys on välttämätöntä puhtaamman ja kestävämmän tulevaisuuden varmistamiseksi.