Méthodes de traitement des eaux usées au cyanure de l'usine de cyanuration de l'or

In Usine de cyanuration de l'ors, bien que certains Eaux usées contenant du cyanure est recyclé, il en reste encore cyanure Rejet d'eaux usées ou de résidus de cyanure. Le cyanure étant hautement toxique, un traitement professionnel de ces eaux usées est essentiel avant leur rejet afin d'éviter toute pollution environnementale et tout risque pour la santé humaine et animale. Actuellement, les méthodes de traitement des eaux usées de cyanure les plus courantes dans les usines de cyanuration de l'or sont les suivantes.

Méthodes de traitement des eaux usées à moyenne et faible concentration en cyanure

Méthode de chloration alcaline

La chloration alcaline est une méthode largement utilisée. Elle consiste à ajouter un oxydant chloré à haut degré d'oxydation aux eaux usées alcalines cyanurées. Parmi les oxydants courants, on trouve ClO₂, Cl₂ (gazeux et liquide), la poudre de blanchiment, l'hypochlorite de sodium, l'hypochlorite de calcium et le chlorite. En solution alcaline, l'oxydation génère généralement OCl⁻ ou un chlorure à haut degré d'oxydation. Le cyanure est d'abord oxydé en cyanate, puis en dioxyde de carbone et en azote.

• Avantages : Les réactifs sont largement disponibles et peu coûteux. Le traitement est efficace et le matériel utilisé est simple, ce qui facilite son automatisation.

• Inconvénients : Le chlorure de cyanogène produit étant toxique, il est très dangereux pour les opérateurs. Au contact de l’eau, il peut dégager des vapeurs corrosives et endommager gravement les équipements.

Méthode Inco

La méthode Inco a été développée par Inco Ltd. en 1982. Elle consiste principalement à ajouter un mélange de SO₂ et d'air aux eaux usées cyanurées et à contrôler la valeur du pH entre 8 et 10. Les ions cuivre divalents catalysent l'oxydation du cyanure dans les eaux usées.

• Avantages : La méthode Inco est simple et ne requiert pas d’équipement complexe. Son efficacité est généralement supérieure à celle du procédé de chloration (sans tenir compte de la toxicité du thiocyanate). Les réactifs sont disponibles auprès d’un large éventail de fournisseurs et l’investissement est moindre que pour la chloration alcaline.

• Inconvénients : La méthode Inco a des difficultés à oxyder le SCN⁻, et ce dernier peut se dissocier en CN⁻ par la suite ; elle n’est donc pas adaptée au traitement des eaux usées cyanurées à forte concentration en SCN⁻. Le SO₂ est également un polluant atmosphérique qui peut s’échapper et provoquer des fuites pendant la réaction, polluant ainsi l’environnement.

Méthode d'oxydation H₂O₂

Dans des conditions de pH de 9.5 à 11, à température normale et avec des ions cuivre (Cu²⁺) comme catalyseur, H₂O₂ oxyde le cyanure pour générer CNO⁻. CNO⁻ sera ensuite hydrolysé pour générer NH₄⁺ et CO₃²⁻, et le taux d'hydrolyse dépend du pH.

• Avantages : Le traitement des eaux usées cyanurées est efficace et le procédé est simple. La méthode d’oxydation convient au traitement des eaux usées faiblement cyanurées, la concentration de cyanure après traitement étant inférieure à 0.5 mg/L.

• Inconvénients : Le peroxyde d’hydrogène (H₂O₂) est toxique et corrosif, ce qui rend son transport et son utilisation dangereux. La méthode d’oxydation peine à oxyder les ions SCN⁻ présents dans les eaux usées, et ces dernières restent toxiques après traitement.

Méthode d'oxydation à l'ozone

L'ozone possède une capacité d'oxydation extrêmement élevée, avec un potentiel d'électrode de 2.07 mV, le surpassant seulement après le fluor. Il peut facilement décomposer les composants indécomposables par d'autres oxydants. Le mécanisme de réaction chimique du processus d'oxydation de l'ozone est le suivant : l'ozone réagit avec le cyanure pour former du cyanate, qui est ensuite hydrolysé pour produire de l'azote et du carbonate.

• Avantages : Ce procédé ne nécessite que l’équipement nécessaire à la production d’ozone et n’implique ni l’achat ni le transport de produits chimiques. Simple et pratique, il ne génère aucune pollution secondaire.

• Inconvénients : Le coût élevé des générateurs d’ozone et la complexité de leur maintenance limitent leurs applications industrielles. Par ailleurs, l’oxydation à l’ozone est énergivore et donc difficilement utilisable dans les zones à faible capacité énergétique.

Méthodes de traitement des eaux usées à forte concentration en cyanure

Méthode d'acidification

La méthode d'acidification permet de traiter la plupart des solutions de cyanure à forte concentration (60 × 10⁻⁶ + NaCN) rejetées par les usines. La concentration en ions cyanure libres dans la solution peut être réduite à 1 × 10⁻⁶.

• Avantages : Elle permet de maximiser la récupération du cyanure, de recycler les ressources et présente des avantages économiques importants.

• Inconvénients : L’investissement initial est trop important et certaines PME ne peuvent pas se le permettre. L’opération est complexe et la pâte traitée peine encore à satisfaire aux normes de rejet.

Méthode de dégradation naturelle

La méthode de dégradation naturelle est une méthode de purification qui décompose le cyanure grâce à des facteurs naturels tels que la lumière. Elle inclut les effets de la volatilisation, de la décomposition, de l'oxydation, de la dégradation photochimique, de la biodégradation, de la précipitation et de l'adsorption du cyanure, résultant d'un effet complexe de physico-chimie, de photochimie et de biochimie.

• Avantages : La méthode de purification naturelle permet d'éliminer le cyanure sans équipement ni produits chimiques, ce qui réduit considérablement les coûts.

• Inconvénients : Le processus est très lent et les eaux usées traitées ne respectent pas les normes de rejet.

Méthode de précipitation en deux étapes

La méthode de précipitation en deux étapes est une méthode efficace en boucle fermée et à cycle complet, développée pour les usines de cyanuration d'or de petite et moyenne taille avec des eaux usées à forte concentration en SCN⁻, permettant d'atteindre un rejet nul d'eaux usées. Cette méthode consiste principalement à ajouter un catalyseur et une quantité suffisante d'oxygène au cyanure présent dans les eaux usées, puis à éliminer le cyanure par les réactions suivantes sur le matériau aurifère.

2Cu⁺ + 2SCN⁻→Cu₂(SCN)₂↓

Ca²⁺ + SO₄²⁻→CaSO₄↓

Pb²⁺ + SO₄²⁻→PbSO₄↓

H⁺ + CN⁻→HCN

• Avantages : Il permet d'éliminer les ions de métaux lourds en solution et de recycler les eaux usées.

• Inconvénients : La précipitation de la première étape doit être complète. Dans le cas contraire, lors de l’ajout d’alcali, le rhodanate cuivreux se redissoudra, ce qui affectera l’efficacité du traitement. Le CaSO₄ non précipité peut provoquer l’obstruction des vannes.

Voici les méthodes courantes de traitement des eaux usées contenant du cyanure dans les usines de cyanuration de l'or. Outre les méthodes d'élimination du cyanure décrites ci-dessus, la réduction de l'utilisation de cyanure dans le processus de cyanuration de l'or peut également réduire les rejets d'eaux usées contenant du cyanure.