ოქროს მაღაროში ციანიდით ღარიბი სითხის დამუშავების მეთოდების ექსპერიმენტული კვლევა

შესავალი

ოქროს მოპოვების ინდუსტრიაში, დამუშავება ციანიდი- ღარიბ სითხეს დიდი მნიშვნელობა აქვს. ციანიდით ღარიბი სითხე, როგორიცაა ოქროს მოპოვების შემდეგ ციანიზაციის პროცესში მიღებული ხსნარი, შეიცავს სხვადასხვა დამაბინძურებლებს, განსაკუთრებით ციანიდის ნაერთებს, რომლებმაც შეიძლება გამოიწვიოს გარემოს სერიოზული დაბინძურება, თუ სათანადოდ არ დამუშავდება. ამიტომ, ეფექტური და ეკონომიური ტექნოლოგიის შემუშავება აუცილებელია. მკურნალობის მეთოდები ციანიდით ღარიბი სითხის მოძიება გადაუდებელი ამოცანაა. ეს ბლოგპოსტი ფოკუსირებულია ციანიდით ღარიბი სითხის დამუშავების მეთოდების ექსპერიმენტულ შესწავლაზე გარკვეულ ოქროს მაღარო, რომლის მიზანია ინდუსტრიისთვის ღირებული ინფორმაციისა და ცნობების მიწოდება.

ციანიდით ღარიბი სითხის დამუშავების მეთოდების მიმოხილვა

ზოგადად, ციანიდით ღარიბი სითხის დამუშავების მეთოდები შეიძლება დაახლოებით ორ კატეგორიად დაიყოს: გაწმენდის მეთოდები და აღდგენის (რეგენერაციის) მეთოდები.

გაწმენდის მეთოდები

1. ტუტე-ქლორის დაჟანგვის მეთოდი

• ეს განადგურების შედარებით დახვეწილი მეთოდია ციანიდები ჩამდინარე წყლებში და ფართოდ გამოიყენება ელექტროგალვანიზაციის ქარხნებში, კოქსის ქარხნებსა და ოქროს დნობის ქარხნებში. pH 11 - 12-ის პირობებში. ციანიდები და ციანიდის შემცველ ჩამდინარე წყლებში ლითონის კომპლექსური იონები იჟანგება ციანატებად, შემდეგ კი ქლორი მეორედ ემატება მათ დასაჟანგად. Carbon დიოქსიდი, აზოტი და ა.შ.

• უპირატესობებიპროცესი შედარებით განვითარებულია, კარგი დამუშავების ეფექტებითა და ფართო გამოყენებით. დამუშავების პროცესის ავტომატიზაცია მარტივია.

• ნაკლოვანებებიციანიდების გადამუშავება შეუძლებელია, დამუშავების ღირებულება მაღალია და მას არ შეუძლია რკინა-ციანიდის კომპლექსების მოშორება. ასევე არსებობს მეორადი დაბინძურების პრობლემა.

2. გოგირდის დიოქსიდი - ჰაერის დაჟანგვის მეთოდი

• მორევიან ჭურჭელში ემატება ნარჩენი სითხე, ჰაერი და SO₂ (თხევადი ან აირადი, ან სულფიტის ხსნარი, ან მიღებული ელემენტარული გოგირდის დაწვით). pH კონტროლდება 7-10-ზე და კირი გამოიყენება დაჟანგვის რეაქციის დროს წარმოქმნილი მჟავის გასანეიტრალებლად. რეაქციის ჩასატარებლად საჭიროა ხსნადი სპილენძის არსებობა (კატალიზატორის სახით).

• Inco - SO₂/ჰაერის დაჟანგვის მეთოდით შესაძლებელია ყველა ციანიდის, მათ შორის რკინის ციანიდების, დაშლა, ხოლო რკინის ციანიდების დალექვა და მოცილება შესაძლებელია რამდენიმე უსაფრთხო და იაფი რეაგენტის გამოყენებით.

3.წყალბადის პეროქსიდის მეთოდი

• ეს პროცესი შესაფერისია ციანიდის შემცველი დაბალი კონცენტრაციის ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად. წყალბადის ზეჟანგს შეუძლია კუდებში არსებული ციანიდის დაჟანგვა შედარებით სუსტ და ადვილად ჰიდროლიზებად ციანმჟავად (HCNO), რომელიც შემდეგ შორდება შემდგომი დაჟანგვით და ჰიდროლიზით.

4. ოზონის დაჟანგვის მეთოდი

• ოზონი ძლიერი დამჟანგავი საშუალებაა. ციანიდის შემცველი ჩამდინარე წყლების გასაწმენდად გამოყენებისას, ის უფრო სრულყოფილია, ვიდრე ტუტე-ქლორის დაჟანგვის მეთოდი, ციანიდის მოცილების უკეთესი ეფექტით. ოზონაციის შემდეგ, ჩამდინარე წყლების ხსნარში გახსნილი ჟანგბადის შემცველობა იზრდება, რომლის დაბრუნებაც შესაძლებელია ციანიზაციის სისტემაში გადამუშავებისთვის, რაც ხელს უწყობს ოქროს გახსნას და აუმჯობესებს ოქროს გამორეცხვის ეფექტურობას.

• უპირატესობებიოპერაცია მარტივი და მოსახერხებელია, მისი კონტროლი მარტივია, ხოლო წარმოების ავტომატიზაციის ხარისხი მაღალია. ოზონის წარმოება შესაძლებელია ადგილზე, რაც დიდი მნიშვნელობა აქვს ციანიდაციის ქარხნებისთვის, რომლებსაც მოუხერხებელი ტრანსპორტირება აქვთ, მაგრამ საკმარისი ენერგომომარაგება აქვთ. გაწმენდის ეფექტურობა მაღალია და მეორადი დაბინძურება არ წარმოიქმნება.

• ნაკლოვანებებიოზონის წარმოებისთვის ენერგიის მოხმარება დიდია და წარმოების ღირებულება მაღალია, რაც ზღუდავს მის ფართო გამოყენებას.

5. ელექტროლიტური დაჟანგვის მეთოდი

• ელექტროლიზის დაწყებამდე, ჯერ ციანიდით ღარიბი სითხის pH დაარეგულირეთ >7-მდე. დაამატეთ მცირე რაოდენობით მარილი, ანოდად გამოიყენეთ გრაფიტი და კათოდად - ტიტანის ფირფიტა, ხოლო ელექტროლიტად - ტუტე სპილენძ-თუთიის წყალხსნარი. მუდმივი დენის გავლისას, კათოდზე წარმოიქმნება ლითონის სპილენძი და თუთია, ასევე წარმოიქმნება წყალბადი. ანოდზე CN⁻ იჟანგება CNO⁻, CO₂, N₂-ად, ხოლო Cl⁻ იჟანგება Cl₂-ად, ხოლო Cl₂ შედის ხსნარში HClO-ს წარმოქმნით.

6. მიკრობული დაჟანგვის მეთოდი

• ეს მეთოდი იყენებს მიკროორგანიზმების ბიოქიმიურ თვისებებს ციანიდების, თიოციანატების და რკინის ციანიდების დასაშლელად, ამიაკის, ნახშირორჟანგის და სულფატების წარმოქმნით, ან ციანიდების ფორმამიდად ჰიდროლიზებისთვის. ამავდროულად, ბაქტერიები შთანთქავენ მძიმე მეტალების იონებს, რაც იწვევს მათ ბიოაპკთან ერთად ცვენას და მოცილებას.

• მნიშვნელოვანი ფუნქციაციანიდის გონივრული მოცილების სიჩქარის შესანარჩუნებლად ტემპერატურა მუდმივად 10℃-ზე მეტი უნდა იყოს შენარჩუნებული.

აღდგენის (რეგენერაციის) მეთოდები

1. მჟავიანობის მეთოდი

• ამ მეთოდის მთავარი პრინციპია ციანიდის შემცველ ჩამდინარე წყლებში გოგირდმჟავას დამატება, pH-ის დაახლოებით 1.5-მდე რეგულირება და CN⁻-ის HCN-ად გარდაქმნა. გამოყოფილი HCN აირი შეჰყავთ შთამნთქმელში და შეიწოვება ტუტე ხსნარით (ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ან კალციუმის ჰიდროქსიდის ხსნარი) 20%-30%-იანი ციანიდის ხსნარის მისაღებად, რომლის გადამუშავებაც შესაძლებელია.

• უპირატესობებიამ პროცესს შეუძლია მაქსიმალურად გაზარდოს ციანიდების აღდგენა, გააუმჯობესოს ციანიდების ეფექტური გამოყენების მაჩვენებელი და შეამციროს წარმოების ხარჯები.

• ნაკლოვანებებიერთჯერადი ინვესტიციის ღირებულება დიდია, პროცესის მიმდინარეობა რთულია და დამუშავებული ციანიდის შემცველი ნარჩენი სითხისთვის რთულია გამონადენის სტანდარტების დაკმაყოფილება.

2. იონური გაცვლის მეთოდი

• ციანიდით ღარიბი სითხის დამუშავებისას, ციანიდებით გასამდიდრებლად შეიძლება გამოყენებულ იქნას იონგაცვლითი ფისები.

3. ადსორბციის მეთოდი

• გააქტიურებული ნახშირბადის ადსორბცია: ადსორბცია გააქტიურებული Carbon ძირითადად დამოკიდებულია მის მრავალრიცხოვან შიდა ფორებსა და დიდ სპეციფიკურ ზედაპირულ ფართობზე. ადსორბციის პროცესი მოიცავს ფიზიკურ და ქიმიურ ადსორბციას. ციანიდის მოცილება ძირითადად სამი გზით ხორციელდება: დაჟანგვა, ჰიდროლიზი და გაშიშვლება. ძირითადი პროცესია ციანიდების ჟანგვითი დაშლის რეაქცია ციანიდის შემცველ ჩამდინარე წყლებში წყალბადის ზეჟანგით გააქტიურებული ნახშირბადის ზედაპირზე.

4. გამხსნელით ექსტრაქციის მეთოდი

• გამხსნელები გამოიყენება ციანიდით ღარიბი სითხიდან ძვირფასი კომპონენტებისა და ციანიდების მისაღებად.

5. თხევადი მემბრანული მეთოდი

• ციანიდით ღარიბი სითხის დამუშავებისას ძირითადად გამოიყენება ზეთი-წყალში სისტემა. ძირითადი პრინციპია: პირველ რიგში, ციანიდის შემცველი ჩამდინარე წყლების დამჟავება ხდება მასში არსებული ციანიდის იონების HCN-ად გარდასაქმნელად. HCN გადის ზეთის ფაზის სითხის მემბრანაში შიდა წყლის ფაზაში და შემდეგ რეაგირებს NaOH-თან NaCN-ის წარმოქმნით.

6. ელექტროდიალიზის მეთოდი

• ეს მეთოდი იყენებს ელექტრულ ველს იონების იონგაცვლითი მემბრანების გავლით მიგრაციის ასამაღლებლად, ნივთიერებების გამოყოფისა და აღდგენის მისაღწევად.

ოქროს მაღაროს ციანიდით ღარიბ სითხეზე ექსპერიმენტული კვლევა

ექსპერიმენტის ფონი

გარკვეული ოქროს მაღაროს ციანიდით ღარიბ სითხეში განსაკუთრებით მაღალია ციანიდის საერთო შემცველობა, რომელიც 13000 მგ/ლ-მდე აღწევს. ასეთი მაღალი კონცენტრაციის ციანიდის შემცველი ჩამდინარე წყლები დიდ საფრთხეს უქმნის გარემოს და ეფექტურ დამუშავებას საჭიროებს.

ექსპერიმენტული მეთოდები

1.H₂O₂ + ClO₂ + C ადსორბციის მეთოდი

• ამ მეთოდის დროს, წყალბადის ზეჟანგი (H₂O₂) და ქლორის დიოქსიდი (ClO₂) თავდაპირველად გამოიყენება როგორც ოქსიდანტები ციანიდში - ღარიბ სითხეში - არსებული ციანიდების დასაჟანგავად. შემდეგ, დარჩენილი დამაბინძურებლების შემდგომი მოსაშორებლად ხორციელდება გააქტიურებული ნახშირბადის (C) ადსორბცია.

2. სამსაფეხურიანი დაჟანგვა (H₂O₂ + კატალიზატორი „M“) + ქლორირება, აერაცია + C ადსორბციის მეთოდი

• სამსაფეხურიანი დაჟანგვასამსაფეხურიანი დაჟანგვისთვის გამოიყენება წყალბადის ზეჟანგი (H₂O₂) და სპეციფიკური კატალიზატორი „M“. ეს უზრუნველყოფს სხვადასხვა ციანიდური ნაერთების, მათ შორის რთული ციანიდების, უფრო საფუძვლიან დაჟანგვას.

• ქლორირება, აერაციასამეტაპიანი დაჟანგვის შემდეგ, ხორციელდება ქლორირების აერაცია. აერაციის დროს სითხეში შეჰყავთ ქლორი, რომელსაც შეუძლია დარჩენილი ციანიდთან დაკავშირებული ნივთიერებების და ზოგიერთი სხვა აღდგენითი დამაბინძურებლის შემდგომი დაჟანგვა.

• C ადსორბციადა ბოლოს, გააქტიურებული ნახშირბადის ადსორბცია გამოიყენება დარჩენილი წვრილმარცვლოვანი დამაბინძურებლებისა და ციანიდთან დაკავშირებული ნებისმიერი ნარჩენი ნივთიერების ადსორბციისთვის, რათა მიღწეული იქნას ციანიდით ღარიბი სითხის გაწმენდის მიზანი.

ექსპერიმენტული შედეგები და შედარება

1.H₂O₂ + ClO₂ + C ადსორბციის მეთოდი

• ამ მეთოდით ციანიდის გარკვეული ხარისხის მოცილება იქნა მიღწეული, თუმცა დამუშავებულ სითხეში ციანიდის საბოლოო შემცველობა მაინც შედარებით მაღალი იყო, რაც ვერ აკმაყოფილებდა მკაცრ ეროვნულ ჩაშვების სტანდარტებს.

2. სამსაფეხურიანი დაჟანგვა (H₂O₂ + კატალიზატორი „M“) + ქლორირება, აერაცია + C ადსორბციის მეთოდი

• ამ მეთოდმა უფრო დამაკმაყოფილებელი შედეგები აჩვენა. ციანიდის საბოლოო საერთო შემცველობა შემცირდა 0.44 მგ/ლ-მდე, რაც აკმაყოფილებს ეროვნული გამონადენის სტანდარტებს. გარდა ამისა, სხვა მძიმე მეტალების შემცველობაც აკმაყოფილებდა შესაბამისი ეროვნული სტანდარტის მოთხოვნებს.

• ღირებულება - ეფექტურობახარჯების თვალსაზრისით, მიუხედავად იმისა, რომ კატალიზატორითა და დამატებითი ქლორირების აერაციით სამეტაპიანი დაჟანგვის პროცესი მოითხოვს უფრო რთულ ოპერაციებს და გარკვეული კატალიზატორებისა და ქლორის გამოყენებას, საერთო ჯამში, ზოგიერთ სხვა ზედმეტად რთულ ან მაღალფასიან მეთოდთან შედარებით, ღირებულება შედარებით გონივრულია. მას შეუძლია ეფექტურად დაამუშაოს მაღალი კონცენტრაციის ციანიდით ღარიბი სითხე, ხარჯების მისაღებ დიაპაზონში კონტროლისას.

დასკვნა

ოქროს მაღაროებში არსებული ღარიბი სითხის - ციანიდის დამუშავება რთული, მაგრამ მნიშვნელოვანი ამოცანაა. კონკრეტული ოქროს მაღაროს ღარიბი სითხის - ციანიდის ექსპერიმენტული კვლევის შედეგად ჩანს, რომ დამუშავების სხვადასხვა მეთოდს აქვს საკუთარი უპირატესობები და ნაკლოვანებები. სამსაფეხურიანი დაჟანგვა (H₂O₂ + კატალიზატორი „M“) + ქლორირება, აერაცია + C ადსორბციის მეთოდი აჩვენებს შედარებით იდეალურ დამუშავების ეფექტებს და ეკონომიურ ეფექტურობას ციანიდის - ღარიბი სითხისთვის, რომელსაც აქვს მაღალი საერთო ციანიდის შემცველობა ამ ოქროს მაღაროში. თუმცა, მომავალში კვლავ საჭიროა მუდმივი კვლევა და გაუმჯობესება, რათა შემუშავდეს უფრო ეფექტური, ეკონომიური და ეკოლოგიურად სუფთა დამუშავების მეთოდები, რათა უკეთ დაკმაყოფილდეს გარემოს დაცვისა და მდგრადი განვითარების მოთხოვნები ოქროს მოპოვების ინდუსტრიაში.