Méthodes et procédés d'élimination du cyanure sur les surfaces minérales sulfurées

Introduction

Dans la valorisation et Fonte procédés de minerais de sulfures de métaux non ferreux, Cyanide est souvent utilisé pour augmenter les taux de récupération des métaux. Cependant, cyanure La présence de cyanure à la surface des minerais sulfurés a non seulement un impact négatif sur les flux de traitement ultérieurs, mais engendre également de graves problèmes environnementaux. Par conséquent, le développement de méthodes efficaces et respectueuses de l'environnement pour éliminer le cyanure à la surface des minerais sulfurés revêt une importance pratique majeure.

Situation actuelle et dangers des résidus de cyanure sur les surfaces minérales sulfurées

Situation actuelle

Dans le procédé traditionnel de flottation des minerais sulfurés, le cyanure est largement utilisé comme inhibiteur. Il peut inhiber sélectivement certains minéraux indésirables dans les minerais sulfurés, permettant ainsi la séparation des minéraux cibles des minéraux de gangue. Cependant, après flottation, une grande quantité de cyanure s'adsorbe à la surface des minerais sulfurés. Selon des recherches pertinentes, dans certains concentrateurs, la teneur en cyanure à la surface des concentrés de minerais sulfurés après flottation peut atteindre plusieurs centaines de milligrammes par kilogramme.

Dangers

D'un point de vue technologique, le cyanure résiduel interfère avec le processus de fusion ultérieur. Par exemple, lors de la fusion des minerais de sulfure de cuivre, le cyanure forme des complexes avec le cuivre, réduisant ainsi l'efficacité de la fusion et augmentant la consommation d'énergie. D'un point de vue environnemental, le cyanure est une substance hautement toxique. Le rejet dans le milieu naturel d'eaux usées de résidus contenant du cyanure pollue les plans d'eau et les sols, met en danger les organismes aquatiques et la végétation environnante, et constitue même une menace pour la santé humaine via la chaîne alimentaire.

Méthodes d'élimination du cyanure sur les surfaces minérales sulfurées

Méthode d'oxydation

1. Méthode d'oxydation chimique

• Principe: Utiliser des oxydants puissants pour oxyder le cyanure en substances moins toxiques ou non toxiques. Les oxydants courants comprennent le peroxyde d'hydrogène (H₂O₂), l'hypochlorite de sodium (NaClO), etc. Prenons l'exemple du peroxyde d'hydrogène : son équation de réaction est : (2CN+2H₂O₂ = 2HCO₃ + N₂↑+5H₂O).

• Opération en cours: Tout d'abord, placez la pulpe de minerai sulfuré contenant du cyanure dans un réacteur et ajustez le pH de la pulpe à une valeur appropriée (généralement, pour l'oxydation au peroxyde d'hydrogène, le pH est de préférence compris entre 9 et 11). Ajoutez ensuite lentement la solution de peroxyde d'hydrogène tout en agitant pour que l'oxydant entre en contact avec la pulpe et réagisse. Le temps de réaction varie généralement de 1 à 3 heures, et la durée spécifique dépend de la concentration en cyanure de la pulpe et des propriétés du minerai.

• Avantages:La vitesse de réaction est relativement rapide et l'effet d'élimination du cyanure est bon, ce qui peut réduire la concentration de cyanure à un niveau relativement bas.

• Désavantages:Les oxydants tels que le peroxyde d’hydrogène sont relativement coûteux et un excès d’oxydants peut avoir un impact sur les processus ultérieurs de valorisation ou de fusion.

Méthode d'adsorption

1. Méthode d'adsorption sur charbon actif

• Principe:Le charbon actif a une grande surface spécifique et des structures de pores riches, qui peuvent adsorber le cyanure sur sa surface par adsorption physique et chimique.

• Opération en coursAjouter du charbon actif à la pulpe de minerai sulfuré contenant du cyanure et bien mélanger pour assurer le contact complet du charbon actif avec le cyanure présent dans la pulpe. Le temps d'adsorption est généralement de 30 minutes à 2 heures. Après adsorption, séparer le charbon actif de la pulpe par filtration ou autre moyen.

• AvantagesSon fonctionnement est simple et son effet d'adsorption sur le cyanure à faible concentration est efficace. Le charbon actif est régénérable et réutilisable.

• Désavantages:Pour le cyanure à haute concentration, la capacité d'adsorption est limitée et un traitement inapproprié du charbon actif adsorbé entraînera une pollution secondaire.

2. Méthode d'adsorption sur résine échangeuse d'ions

• Principe:Les résines échangeuses d'ions contiennent des groupes fonctionnels spécifiques qui peuvent s'échanger avec les ions du cyanure, adsorbant ainsi le cyanure sur la résine.

• Opération en coursCharger la résine échangeuse d'ions dans une colonne d'échange et faire passer la pulpe de minerai sulfuré contenant du cyanure à travers la colonne. Contrôler le débit de pulpe pour garantir un échange complet du cyanure avec la résine. Une fois la résine saturée en adsorption, utiliser un éluant spécifique pour éluer et régénérer la résine.

• Avantages:Il a une sélectivité d'adsorption élevée pour le cyanure et peut réaliser un fonctionnement continu.

• Désavantages:Le coût de la résine est élevé, le processus d'élution est relativement complexe et des déchets liquides d'élution contenant du cyanure peuvent être générés.

Autres méthodes

1. Méthode de neutralisation acide-base

• PrincipeDans certaines conditions, le cyanure subit des réactions d'hydrolyse en milieu acide ou alcalin pour produire des substances moins toxiques, voire non toxiques. Par exemple, en milieu acide, le cyanure réagit avec les ions hydrogène pour former de l'acide cyanhydrique (HCN), qui peut être éliminé par volatilisation ; en milieu alcalin, le cyanure s'hydrolyse pour former du cyanate et d'autres substances.

• Opération en coursEn cas d'hydrolyse acide, ajouter lentement des solutions acides, telles que de l'acide sulfurique dilué, à la pulpe de minerai sulfuré contenant du cyanure, ajuster le pH à 2-4, puis aérer pour volatiliser l'acide cyanhydrique produit. En cas d'hydrolyse alcaline, ajouter des substances alcalines, telles que de l'hydroxyde de sodium, ajuster le pH à 10-12 et laisser réagir pendant une certaine durée (généralement 2 à 4 heures).

• Avantages:Le coût est relativement faible et le fonctionnement est relativement simple.

• Désavantages:L'acide cyanhydrique généré lors de l'hydrolyse acide est hautement toxique et nécessite des mesures de protection strictes ; la vitesse de réaction de l'hydrolyse alcaline est lente et il peut encore y avoir une petite quantité de résidus de cyanure après traitement.

Conception du flux de processus pour l'élimination du cyanure sur les surfaces minérales sulfurées

Étape de prétraitement

1. Ajustement pulpaireAjuster la concentration de la pulpe de minerai sulfuré après flottation. Généralement, la concentration de la pulpe est maintenue entre 20 et 40 % pour le traitement ultérieur. Parallèlement, la concentration initiale en cyanure dans la pulpe est détectée afin de déterminer les paramètres ultérieurs du procédé.

2. Élimination des impuretés:Éliminer les impuretés à grosses particules et certains solides en suspension dans la pulpe par filtration, sédimentation, etc., pour éviter qu'ils n'interfèrent avec les processus de traitement ultérieurs.

Étape de suppression

1. Sélection de la méthodeChoisir une méthode d'élimination appropriée en fonction de facteurs tels que la concentration de cyanure dans la pulpe, les propriétés du minerai, le coût du traitement et les exigences environnementales. Par exemple, pour les concentrations élevées de cyanure et les cas où le coût n'est pas un problème, le produit chimique Méthode d'oxydation peut être prioritaire ; pour les cas où la concentration en cyanure est faible et où l'environnement est important, la méthode d'oxydation biologique ou la méthode d'adsorption peuvent être plus appropriées.

2. Contrôle des paramètres de processus:Prendre l'oxydation du peroxyde d'hydrogène dans le Oxydation chimique Par exemple, la méthode consiste à contrôler strictement la quantité de peroxyde d'hydrogène ajoutée (généralement calculée en fonction de la concentration en cyanure et de l'équation de réaction), la température de réaction (généralement 20 - 30 ℃), la valeur du pH (9 - 11) et la vitesse d'agitation (100 - 300 tours par minute) et d'autres paramètres pour garantir une réaction efficace.

Étape post-traitement

1. Séparation solide-liquide: Séparer la pulpe après élimination du cyanure par filtration, centrifugation, etc. pour obtenir des concentrés de minerai sulfuré purifiés et des eaux usées contenant une petite quantité de cyanure.

2. Traitement d'effluents:Traiter les eaux usées séparées afin de respecter les normes nationales de rejet. L'oxydation secondaire, l'adsorption et d'autres méthodes peuvent être utilisées pour éliminer en profondeur le cyanure des eaux usées et garantir un rejet sûr.

Conclusion

Il existe différentes méthodes d'élimination du cyanure à la surface des minerais sulfurés, chacune présentant ses avantages et ses inconvénients. Dans la pratique, il est nécessaire de prendre en compte de manière exhaustive des facteurs tels que les propriétés du minerai, la concentration en cyanure, le coût du traitement et les exigences environnementales afin de sélectionner les méthodes et les procédés les plus appropriés. Face aux exigences environnementales de plus en plus strictes et aux progrès technologiques constants, le développement de technologies plus efficaces, respectueuses de l'environnement et économiques pour l'élimination du cyanure à la surface des minerais sulfurés constituera un axe de recherche majeur pour l'avenir. Grâce à l'optimisation continue des procédés, il est prévu d'atteindre un rejet nul de cyanure lors des processus d'enrichissement et de fusion des minerais sulfurés et de promouvoir le développement durable de l'industrie des métaux non ferreux.