Ցիանիդ ոսկու արդյունահանման կեղտաջրերի մաքրման գործընթաց

Ներկայումս, ցիանիդ Ոսկու արդյունահանման մեթոդը Չինաստանում ոսկու ձուլման հիմնական հասուն գործընթացներից մեկն է: Այն օգտագործում է ցիանիդային լուծույթ՝ հանքաքարերից ոսկի կորզելու համար, որն ունի վերականգնման բարձր արագություն, ուժեղ հարմարվողականություն հանքաքարի հատկություններին և տեղում ոսկի արտադրելու կարողություն։ 1887 թվականին ցիանիդային լուծույթի առաջին կիրառումից ի վեր՝ հանքաքարերից ոսկի տարրալվացնելու համար։ Այս մեթոդը լայնորեն կիրառվում է մինչ այժմ։ Այնուամենայնիվ, ցիանիդային ոսկու արդյունահանումը առաջացնում է մեծ քանակությամբ թունավոր և վնասակար նյութեր, որոնք հսկայական վտանգ են ներկայացնում շրջակա միջավայրի և մարդկանց համար: Ուստի վնասը նվազեցնելու համար անհրաժեշտ է ուսումնասիրել ցիանիդային ոսկու արդյունահանման կեղտաջրերի մաքրման մեթոդները։ Մեծ թվով հետազոտողներ ամփոփել են ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի մաքրման մեթոդները, քիմիական սկզբունքները և զարգացման միտումները, բայց նրանցից շատերը քննարկում են միայն մեկ կամ երկու մեթոդ: Հետևաբար, այս հոդվածը մանրամասն վերլուծում է ցիանիդային ոսկու արդյունահանման կեղտաջրերի մաքրման տարբեր մեթոդները, որոնք ներկայումս կիրառվում են արդյունաբերության մեջ, համեմատում են յուրաքանչյուր մեթոդի առավելությունները, թերությունները և կիրառման սցենարները, ինչը որոշակի ուղղորդող նշանակություն ունի իրական արտադրության մեջ նմանատիպ կիրառությունների համար:

I. Ցիանիդային ոսկու արդյունահանման կեղտաջրերի աղբյուրները և վտանգները

Ցիանիդային ոսկու արդյունահանման հիմնական սկզբունքն այն է, որ աերոբիկ միջավայրում, նատրիումի ցիանիդ ռեակցիայի մեջ մտնելով ոսկու հետ՝ առաջացնելով ոսկու կոմպլեքսներ, որոնք այնուհետև լուծվում են։ Դրանից հետո ոսկին կարող է արդյունահանվել հարստացման միջոցով՝ ակտիվացված Բնածուխ ադսորբցիայի կամ ոսկու ցիանիդից ցինկի փոշու կողմից տեղահանման միջոցով։ Միևնույն ժամանակ, այլ ծանր մետաղներ, ինչպիսիք են արծաթը, պղինձը և ցինկը, նույնպես առաջացնում են կոմպլեքսներ և լուծվում։

  ցիանիդներ ռեակցիայի մեջ օգտագործվող և արտադրված բարդույթները բոլորը թունավոր և վնասակար նյութեր են: Նատրիումի ցիանիդը հեշտությամբ հիդրոլիզացվում է և 1-ին դասի խիստ թունավոր նյութ է՝ 0.10 գ մահացու չափաբաժնով: Երբ Ցիանիդներ արտահոսքը ջրային մարմիններ, այն չափազանց վնասակար է ջրում գտնվող օրգանիզմների համար և հսկայական վտանգ կառաջացնի մարդկանց և շրջակա միջավայրի համար: Ուստի ցիանիդային ոսկու արդյունահանման կեղտաջրերի մաքրումը մեծ նշանակություն ունի:

II. Ցիանիդային ոսկու արդյունահանման կեղտաջրերի մաքրման հիմնական մեթոդները

Ալկալային քլորացման մեթոդ

Ալկալային քլորացման մեթոդը ներկայումս ցիանիդների մշակման ամենատարածված մեթոդներից մեկն է, որը պարունակում է ցիանիդային ոսկու արդյունահանման կեղտաջրեր: Այն հիմնականում օգտագործում է քլորի վրա հիմնված օքսիդիչներ՝ կեղտաջրերում ցիանիդները ալկալային պայմաններում օքսիդացնելու համար՝ դրանք վերածելով ոչ թունավոր նյութերի: Ալկալային քլորացման ցիանիդի քայքայման գործընթացը բաժանված է երկու փուլի.

Առաջին փուլը ցիանիդը ցիանատի օքսիդացնելն է, որը կոչվում է «թերի օքսիդացման» փուլ: CN-ը փոխազդում է OCl-ի հետ՝ սկզբում ձևավորելով CNCl, այնուհետև այն հիդրոլիզվում է մինչև CNO-: Պետք է նշել, որ CNCl-ը թթվային պայմաններում խիստ ցնդող և թունավոր է: Հետևաբար, շահագործման ընթացքում pH-ի արժեքը պետք է խստորեն վերահսկվի, որպեսզի այն լինի ալկալային վիճակում:

Երկրորդ փուլը ցիանատի հետագա օքսիդացումն է ածխածնի երկօքսիդի և ազոտի, որը կոչվում է «ամբողջական օքսիդացման» փուլ: Ցիանիդ-ջարդման գործընթացում pH արժեքը մեծ ազդեցություն ունի օքսիդացման ռեակցիայի վրա: Առաջին փուլի օքսիդացման pH արժեքը պետք է վերահսկվի 10 - 11, իսկ արձագանքման ժամանակը 10 - 15 րոպե է: Երկրորդ փուլի օքսիդացման pH արժեքը պետք է վերահսկվի 6.5 - 7.0: իսկ արձագանքման ժամանակը 10 - 15 րոպե է:

Որոշ հանքավայրում օգտագործվում է ալկալային քլորացման մեթոդ՝ ցիանիդային պոչի ցեխի (200 մգ/լ ցիանիդի պարունակությամբ) և նստվածքային բաքից արտահոսող ջրի (5 մգ/լ ցիանիդի պարունակությամբ) վերին նյութը մշակելու համար: pH-ի արժեքը վերահսկվում է 10 - 11. և սպիտակեցնող փոշի ավելացվում է ցիանիդի պարունակությունից 35-40 անգամ հարաբերակցությամբ՝ խառնելու և խառնելու համար: Թանձրացուցիչի մեջ նստվածքից հետո ցիանիդի ընդհանուր պարունակությունը կարող է կրճատվել մինչև 0.1 մգ/լ:

Ալկալային քլորացման մեթոդը ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի մաքրման ամենատարածված մեթոդն է, իսկ սպիտակեցնող փոշին ամենաշատ օգտագործվող քլորի վրա հիմնված օքսիդանտն է: Այս մեթոդը հարմար է բարձր կամ ցածր կոնցենտրացիաներով ցիանիդային ոսկու արդյունահանման կեղտաջրերի մաքրման համար: Այն կարող է նաև հեռացնել թիոցիանատ և ցիանիդ պարունակող բարդույթները (բացառությամբ ֆերոցիանիդի համալիրների): Դեղը լայնորեն հասանելի է, առաջացած թափոնների մնացորդը հեշտ է զտել, իսկ գործողությունը պարզ է: Այնուամենայնիվ, շահագործման միջավայրը համեմատաբար կոշտ է, երբ օգտագործվում է սպիտակեցնող փոշի կեղտաջրերը մաքրելու համար: Այժմ որոշ ձեռնարկություններ դրա փոխարեն օգտագործում են սպիտակեցնող հեղուկ կամ քլորի երկօքսիդ, ինչը որոշ չափով բարելավում է շահագործման միջավայրը։ Բայց ռեակցիայի ընթացքում թունավոր գազեր են առաջանում, և այն համեմատաբար մեծ քայքայում է սարքավորումների նկատմամբ: Դեղերի արժեքը և պահպանման ծախսերը համեմատաբար բարձր են:

Սեւ աղի կոմպլեքսավորման մեթոդ

Սև աղի կոմպլեքսավորման մեթոդը վերջին տարիներին առաջացած ցիանիդային ոսկու արդյունահանման կեղտաջրերի մաքրման մեթոդ է: Վերահսկելով ռեակցիայի pH-ի արժեքը 7 - 8. երկաթի իոնները փոխազդում են ազատ ցիանիդների և ցիանիդային որոշ կոմպլեքսների հետ ցիանիդային ոսկու արդյունահանման կեղտաջրերում՝ առաջացնելով նստվածքներ:

Փորձերը ցույց են տվել, որ ընդհանուր առմամբ, ցիանիդային ոսկու արդյունահանման կեղտաջրերը մաքրելու համար միայն երկաթի սուլֆատ ավելացնելը չի ​​կարող կեղտաջրերը համապատասխանեցնել արտահոսքի ստանդարտներին: Հետևաբար, մաքրված կեղտաջրերին անհրաժեշտ է ավելացնել ընդհանուր օքսիդանտ՝ ցիանիդների խորը հեռացման համար: Քանի դեռ պայմանները լավ վերահսկվում են, օքսիդանտը կարող է ուղղակիորեն ավելացվել բուժման համար՝ առանց նստվածքի տարանջատման, ինչպես նաև կարելի է հասնել արտանետման ստանդարտին: Սա դրական նշանակություն ունի նախ բաժանման, ապա բուժման ավանդական մեթոդի համեմատ։

Որոշակի ոսկու ձուլարանն օգտագործում է նատրիումի սուլֆիդ - երկաթի սուլֆատի մեթոդը ցիանիդ - աղքատ հեղուկը բուժելու համար: Ինֆլյուենտը ունի 2500մգ/լ ցիանիդի պարունակություն: Վերամշակումից հետո արտահոսքը ունի 20մգ/լ-ից պակաս ցիանիդ, հեռացման արագությունը 99.2%, ցույց տալով ուշագրավ արդյունքներ: Հետագա խորը բուժումը օգտագործում է նատրիումի մետաբիսուլֆիտ-օդ մեթոդը՝ ընդհանուր ցիանիդը նվազեցնելու մինչև 0.4 մգ/լ:

Սև աղի կոմպլեքսավորման մեթոդը նոր ձևավորվող մաքրման մեթոդ է, որը հիմնականում օգտագործվում է բարձր կոնցենտրացիայի ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի մաքրման համար: Դրա գործընթացը պարզ է, միանգամյա ներդրումը փոքր է, հեշտ է գործել, դեղը (հիմնականում երկաթի սուլֆատը) լայնորեն հասանելի է, էժան և հեշտ օգտագործման համար: Այնուամենայնիվ, քանի որ երկաթի սուլֆատի լուծույթը թթվային է, երբ այն խառնվում է ցիանիդային ոսկու արդյունահանման կեղտաջրերի հետ, տեղական տարածքը դառնում է թթվային, և կա ջրածնի ցիանիդ գազ առաջացնելու հնարավորություն: Ավելին, այն չի կարող հեռացնել թիոցիանատը, և մաքրված կեղտաջրերը դեռևս խորը մաքրման կարիք ունեն՝ արտանետման չափանիշներին համապատասխանելու համար:

Նատրիումի մետաբիսուլֆիտ - օդային մեթոդ

Նատրիումի մետաբիսուլֆիտ-օդ մեթոդը մշակվել է ծծմբի երկօքսիդ-օդ մեթոդից: Այն հիմնականում օգտագործում է նատրիումի մետաբիսուլֆիտի և օդի սիներգիստական ​​ազդեցությունը կեղտաջրերի ցիանիդների վրա՝ որոշակի pH միջակայքում, պղնձի իոնների կատալիտիկ ազդեցությամբ՝ CN-ին CNO- օքսիդացնելու համար:

Եթե ​​ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերում ցիանիդի պարունակությունը բարձր է, ապա նախ կարող է իրականացվել նախնական մշակում` ցիանիդի ընդհանուր կոնցենտրացիան 100 մգ/լ-ից պակաս նվազեցնելու համար: Այնուհետև ավելացվում են նատրիումի մետաբիսուլֆիտը և պղնձի սուլֆատը, ներմուծվում է բավարար օդ և վերահսկվում է pH-ի արժեքը (ընդհանուր առմամբ վերահսկվում է 7 - 8-ում), այնպես որ ցիանիդը օքսիդացվում է ցիանատի, որն այնուհետև հիդրոլիզացվում է՝ առաջացնելով բիկարբոնատ իոններ և ամոնիակ:

Նատրիումի մետաբիսուլֆիտ-օդ մեթոդը հարմար է ցածր կոնցենտրացիայի ցիանիդային ոսկու արդյունահանման կեղտաջրերի մշակման համար: Դեղամիջոցի դեղաչափը փոքր է, աշխատանքի ինտենսիվությունը ցածր է, բայց նախնական ներդրումները համեմատաբար մեծ են, և անհրաժեշտ է ավելացնել այնպիսի սարքավորումներ, ինչպիսիք են փչակները: Գործընթացի ցուցիչների պահանջները համեմատաբար խիստ են, և pH-ի արժեքը վերահսկելը շատ կարևոր է: Պղնձի սուլֆատը նույնպես անհրաժեշտ է ավելացնել որպես կատալիզատոր: Արձագանքման ժամանակը երկար է։ Եթե ​​բուժումը պատշաճ չանցնի, մեծ քանակությամբ ամոնիումի իոններ կառաջանան, իսկ առաջացած խարամը հեշտ չէ զտել։ Տեղում առաջանում է փոքր քանակությամբ ամոնիակ գազ, և դա ոչ մի ազդեցություն չունի թիոցիանիդների հեռացման վրա:

Ջրածնի պերօքսիդի օքսիդացման մեթոդ

Ջրածնի պերօքսիդի օքսիդացման մեթոդը ցիանիդների օքսիդացումն է մինչև CNO⁻ նորմալ ջերմաստիճանի, ալկալային (pH = 10 - 11) պայմաններում, Cu²⁺-ով որպես կատալիզատոր, այնուհետև դրանք հիդրոլիզացնում են ոչ թունավոր նյութերի: Կոմպլեքս ցիանիդները (Cu, Zn, Pb, Ni, Cd) նույնպես տարանջատվում են դրանցում ցիանիդների քայքայման պատճառով։ Ֆերոցիանիդի իոնները և այլ ծանր մետաղների իոնները ձևավորում են ֆերոցիանիդի բարդ աղեր և հեռացվում: Վերջապես, մաքրված կեղտաջրերում ցիանիդի ընդհանուր կոնցենտրացիան կարող է կրճատվել մինչև 0.5 մգ/լ:

Այս մեթոդը հարմար է ցածր կոնցենտրացիայի ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի մշակման համար: Ջրածնի պերօքսիդի մաքրման սարքավորումը պարզ է և հեշտ է հասնել ավտոմատ կառավարման: Այնուամենայնիվ, առաջացած ցիանատը պետք է մնա որոշակի ժամանակահատված, որպեսզի քայքայվի CO2-ի և NH3-ի: Թերությունները այն են, որ պղնձի օգտագործումը որպես կատալիզատոր կարող է հանգեցնել նրան, որ արտանետվող ջրում պղնձը գերազանցի ստանդարտը, հումքի արժեքը համեմատաբար բարձր է, թիոցիանիդները չեն կարող օքսիդացվել, և առաջանում են ամոնիումի իոններ: Փաստորեն, կեղտաջրերը դեռևս ունեն որոշակի թունավորություն: Ավելին, քանի որ ջրածնի պերօքսիդը օքսիդանտ է, այն ունի մեծ քայքայիչ ազդեցություն, և կան որոշակի դժվարություններ և վտանգներ փոխադրման և օգտագործման մեջ:

Թթվայնացման մեթոդ

Ցիանիդ՝ աղքատ հեղուկի բուժման համար թթվայնացման մեթոդի կիրառման ժամանակ դրա արձագանքման մեխանիզմը համեմատաբար բարդ է, հիմնականում ներառում է երեք գործընթաց՝ ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի թթվացման գործընթացը, HCN գազի քերծման և կլանման գործընթացը և մաքրված հեղուկի չեզոքացման գործընթացը:

(1) Թթվայնացման ռեակցիա. ցիանիդ - աղքատ հեղուկը թթվայնացվում և մաքրվում է թթվով: Աղքատ հեղուկի բարդ ցիանիդները կառաջացնեն չլուծվող նստվածքներ, ինչպիսիք են CuCN, CuSCN և ZnXNUMXFe(CN)XNUMX և կհեռացվեն, և միևնույն ժամանակ առաջանում է ջրածնի ցիանիդ:

(2) Ցնդման և կլանման ռեակցիա: Աղքատ հեղուկը նախապես տաքացվում է մինչև մոտ 30℃ մինչև թթվացումը: Քանի որ HCN-ի եռման կետը ընդամենը 26.5℃ է, այն չափազանց անկայուն է: Հետևաբար, փաթեթավորված աշտարակը օգտագործվում է որպես զանգվածային փոխանցման սարքավորում՝ գազ-հեղուկ երկփուլ կապի համար թթվայնացման մեթոդով, ինչը հեշտ է հասնել HCN-ի քերծմանը և կլանմանը:

(3) Չեզոքացման ռեակցիա. կրաքարը կամ հեղուկ ալկալը օգտագործվում է թթվային մնացորդային հեղուկը չեզոքացնելու համար: Լուծույթի մնացորդային HCN մոլեկուլները կվերածվեն CN⁻ ձևի: Թթվայնացման մեթոդը կարող է վերականգնել Նատրիումի ցիանիդ ցիանիդից - կեղտաջրեր պարունակող և իրականացնել ռեսուրսների վերականգնում: Այնուամենայնիվ, այն ունի սարքավորումների կնքման բարձր պահանջներ, համեմատաբար մեծ նախնական ներդրում, պահանջում է բարձր մակարդակի շահագործման հմտություններ, և սարքավորումների սպասարկումը դժվար է: Կան նաև անվտանգության որոշակի վտանգներ: Վերականգնումից հետո առաջացած կեղտաջրերը դեռևս խորը մաքրման կարիք ունեն՝ արտանետման չափանիշներին համապատասխանելու համար:

Էլեկտրոլիզի մեթոդ

Էլեկտրոլիզի մեթոդը օգտագործում է էլեկտրաքիմիական ռեդոքս ռեակցիաներ՝ կեղտաջրերի ցիանիդները ոչնչացնելու համար: Իոնային էլեկտրոլիզի ժամանակ ցիանիդները կորցնում են էլեկտրոններ անոդում և օքսիդանում՝ դառնալով ցիանատ, կարբոնատ, ազոտ կամ ամոնիում։ Ցիանատը հետագայում օքսիդացվում է մինչև CO2 և H2O: Հիմնական ռեակցիաներն են.

CN- + 2OH- - 2e → CNO- + H24O (XNUMX)

2CN- + 4OH- - 6e → 2CO2 + N25 + XNUMXHXNUMXO (XNUMX)

Էլեկտրոլիզի փորձերը՝ օգտագործելով ինքնաշեն կերամիկական հիմքով կապարի երկօքսիդի էլեկտրոդի ձող և չժանգոտվող պողպատից կաթոդային թիթեղ, ապացուցվել է, որ ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի մաքրման համար էլեկտրոլիզի մեթոդի կիրառմամբ, էլեկտրոլիզից 2 ժամ հետո CN-ի կոնցենտրացիան կարող է կրճատվել 385 մգ/լ-ից մինչև 58 մգ/լ կոնցենտրացիան՝ կարող է կրճատվել 450 մգ/լ-ից մինչև 48 մգ/լ։ մինչև 4 մգ/լ: Բացի այդ, Hunan Zhongnan Gold Smelter-ն օգտագործում է էլեկտրաքիմիական մեթոդը ցիանիդային ոսկու արդյունահանման կեղտաջրերի մաքրման համար, որը կարող է նվազեցնել ընդհանուր ցիանիդը 0.8 գ/լ-ից մինչև XNUMX գ/լ: Վերոնշյալից տարբերությունն այն է, որ և՛ անոդը, և՛ կաթոդը պատրաստված են երկաթե թիթեղներից: Շահագործման ընթացքում ոչ միայն էլեկտրաէներգիա է սպառվում, այլև երկաթե թիթեղները։

Էլեկտրոլիզի մեթոդը հիմնականում օգտագործվում է բարձր կոնցենտրացիայի ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի մաքրման համար: Սարքավորումը զբաղեցնում է փոքր տարածք, գործընթացը պարզ է և հեշտ վերահսկելի, բայց այն սպառում է մեծ քանակությամբ էլեկտրական էներգիա, և շահագործման արժեքը ավելի բարձր է, քան ալկալային քլորացման մեթոդը: Ցիանիդային հեռացման արագությունը միջին է, և դա ոչ մի ազդեցություն չունի ցիանիդային համալիրների հեռացման վրա:

Ներկայումս ցիանիդային ոսկու արդյունահանման կեղտաջրերի մաքրման մեթոդներից լայնորեն կիրառվում են ալկալային քլորացման մեթոդը, թթվայնացման մեթոդը և նատրիումի մետաբիսուլֆիտ-օդ մեթոդը։ Էլեկտրոլիզի մեթոդը և գունավոր աղի կոմպլեքսավորման մեթոդը նոր ձևավորվող մեթոդներ են, որոնք հաջողությամբ կիրառվել են արդյունաբերական մշակման մեջ: Ջրածնի պերօքսիդի օքսիդացման մեթոդը հիմնականում շտապ բուժման մեթոդ է: Կան ցիանիդային ոսկու արդյունահանման կեղտաջրերի մաքրման բազմաթիվ այլ մեթոդներ, ինչպիսիք են բնական մաքրման մեթոդը, կենսաբանական մեթոդը, թաղանթային տարանջատման մեթոդը, իոնափոխանակման մեթոդը և այլն: Այնուամենայնիվ, որպես արդյունաբերական կիրառություն, դրանք բոլորն ունեն որոշակի սահմանափակումներ և դեռ շարունակական բարելավման կարիք ունեն: