კვლევა სპილენძის აღდგენის მეთოდის შესახებ ციანიდის სპილენძის მოპირკეთების ჩამდინარე წყლებში

1. შესავალი

ეკოლოგიურად სუფთა და რესურსების დამზოგავი ელექტრომოპირკეთების რეჟიმის დანერგვა ამჟამად ელექტრომოპირკეთების ინდუსტრიის მდგრადი განვითარების ორ მთავარ თემას წარმოადგენს. მსოფლიოში ფერადი ლითონების რესურსების დეფიციტისა და ლითონის მასალების ელექტრომოპირკეთების ღირებულების მუდმივი ზრდის კონტექსტში, რესურსების დამზოგავი ელექტრომოპირკეთების ტექნოლოგიის დანერგვამ დიდი ყურადღება მიიპყრო. ჩინეთის ელექტრომოპირკეთების საწარმოებს შედარებით მოკლე განვითარების ისტორია აქვთ. განვითარების საწყის ეტაპზე სახსრების დეფიციტი და ჩამორჩენილი ტექნოლოგია იყო. ელექტრომოპირკეთების მცირე ქარხნების უმეტესობას არ აქვს ინფორმაცია ელექტრომოპირკეთების ჩამდინარე წყლებში ლითონის მასალების აღდგენის შესახებ, რომ აღარაფერი ვთქვათ აღდგენის მეთოდების კვლევაზე. ციანიდური სპილენძის მოპირკეთებისა და სპილენძის შენადნობების ელექტრომოპირკეთების ჩამდინარე წყლების შემთხვევაში, ციანიდის დაშლის შემდეგ ორვალენტიანი სპილენძის მიერ წარმოქმნილი ნალექები წვრილი ნაწილაკებია, რაც იწვევს დალექვისა და გამოყოფის სირთულეს და მაღალ ხარჯებს. ამიტომ, სასწრაფოდ აუცილებელია აღდგენის ახალი პროცესების შესწავლა.

2. მეთოდის პრინციპები

2.1 ციანიდის სპილენძის და სპილენძის შენადნობის ჩამდინარე წყლების დამუშავება

ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის გამოყენებით ციანიდის დაშლის ტრადიციული პროცესის დროს, ციანიდის შემცველი ჩამდინარე წყლების pH-ის კორექტირება 11-12-მდეა საჭირო, როგორც წესი, ნატრიუმის ჰიდროქსიდის დამატებით. ციანიდის დაშლის პროცესის დროს ციანიდი გარდაიქმნება ნახშირორჟანგად და აზოტად, ხოლო მონოვალენტური სპილენძის იონები იჟანგება ორვალენტიან სპილენძის იონებად, რომლებიც შემდეგ წარმოქმნიან ჩამდინარე წყლებში სუსპენზირებულ ფუძე სპილენძის კარბონატის წვრილ ნაწილაკებს. ბუნებრივი დალექვა მთელ დღეზე მეტხანს გრძელდება და მაინც ვერ ხერხდება სრული დალექვის მიღწევა. სრული დალექვისა და გამოყოფის მისაღწევად საჭიროა დიდი რაოდენობით კოაგულანტი და ფლოკულანტი. წარსულში, როდესაც სპილენძი არ აღდგებოდა, ციანიდის დაშლის შემდეგ ჩამდინარე წყლები ურევენ მჟავაშემცველ კომპლექსურ ჩამდინარე წყლებს, რომლებიც მუშავდება კირის მეთოდით. ​​ფუძე სპილენძის კარბონატი ადსორბირდება ფუძე ჩამდინარე წყლებში არსებულ ნალექებზე და საბოლოოდ ილექება და გამოიყოფა.

ციანიდის დაშლის ახალი პროცესი არის კირის დამატება pH-ის დასარეგულირებლად. ციანიდის დაშლის დროს წარმოქმნილი ნახშირორჟანგი რეაგირებს კალციუმის ოქსიდთან და წარმოქმნის კალციუმის კარბონატს. ამავდროულად, ძირითადი სპილენძის კარბონატი კალციუმის კარბონატთან ერთად აგროვებს დიდი ნაწილაკების ნალექებს.

2.2 სხვა სპილენძის შემცველი ჩამდინარე წყლების დამუშავება

ორვალენტიანი სპილენძის იონები მჟავე კაშკაშა სპილენძის საფარის ჩამდინარე წყლებში რეაგირებენ კირთან სპილენძის ჰიდროქსიდის წარმოქმნით, ხოლო გოგირდის მჟავა კირთან რეაქციაში შედის კალციუმის სულფატის და წყლის წარმოქმნით. სპილენძის პიროფოსფატის მოპირკეთების ჩამდინარე წყალში, პიროფოსფატის რადიკალები და სპილენძის იონები არსებობს კომპლექსის სახით. კირით დამუშავებისას პიროფოსფატის რადიკალი რეაგირებს კალციუმის ოქსიდთან და წარმოქმნის კალციუმის პიროფოსფატის ნალექს, ხოლო სპილენძის იონები რეაგირებენ კალციუმის ოქსიდთან სპილენძის ჰიდროქსიდის წარმოქმნით.

3. აღდგენის პროცესი

3.1 სპილენძის შემცველი ჩამდინარე წყლების შემადგენლობა

სპილენძის შემცველი ჩამდინარე წყლები მოიცავს რამდენიმე ტიპს, როგორიცაა ციანიდური სპილენძის მოპირკეთება, სპილენძ-თუთიის შენადნობი, სპილენძ-კალის შენადნობი, მჟავე კაშკაშა სპილენძის მოპირკეთება და სპილენძის პიროფოსფატის მოპირკეთება. ციანიდური სპილენძის მოპირკეთების, სპილენძ-თუთიის შენადნობის და სპილენძ-კალის შენადნობის ჩამდინარე წყლები ჩაედინება ციანიდის შემცველ ჩამდინარე წყლების რეგულირების ავზში, ხოლო მჟავე კაშკაშა სპილენძის მოპირკეთების და სპილენძის პიროფოსფატის მოპირკეთების ჩამდინარე წყლები ჩაედინება სპილენძის შემცველ ჩამდინარე წყლების რეგულირების ავზში. ციანიდური სპილენძის მოპირკეთების და სპილენძის შენადნობების ჩამდინარე წყლები შეიცავს კომპლექსურ აგენტებს, როგორიცაა ნატრიუმის ციანიდი , კალიუმის ნატრიუმის ტარტრატი და ამონიუმის თიოციანატი, რომლებიც წარმოქმნიან კომპლექსებს სპილენძის იონებთან. სპილენძის პიროფოსფატის მოპირკეთების ჩამდინარე წყლები შეიცავს სპილენძის პიროფოსფატის კომპლექსებს. ციანიდური სპილენძის მოპირკეთების და სპილენძის შენადნობების ჩამდინარე წყლები შეადგენს სპილენძის შემცველი ჩამდინარე წყლების დაახლოებით 90%-ს, ხოლო მჟავე კაშკაშა სპილენძის მოპირკეთების და სპილენძის პიროფოსფატის მოპირკეთების ჩამდინარე წყლები შეადგენს დაახლოებით 10%-ს.

3.2 სპილენძის კომპლექსების დაჟანგვის პროცესი

სპილენძის აღდგენამდე აუცილებელია სპილენძის კომპლექსების დაშლა ელექტრული ჩამდინარე წყლებში და Cu⁺ იონების დაჟანგვა Cu11+ იონებად. ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის ხსნარის და წყალბადის ზეჟანგის კომბინირებული მეთოდი გამოიყენება ციანიდისა და კომპლექსური აგენტების გასატეხად, როგორიცაა კალიუმის ნატრიუმის ტარტრატი. არის სამი ციანიდის გამტეხი ტანკი. ციანიდის შემცველი ჩამდინარე წყლები და სპილენძის შემცველი ჩამდინარე წყლები გადატუმბულია პირველი ეტაპის ციანიდის გამტეხ ავზში. ცაცხვის რძეს ემატება pH 12 - XNUMX-მდე დასარეგულირებლად. კირის რძის დამატებითი რაოდენობა რეგულირდება pH კონტროლის სისტემით. ამავდროულად, ციანიდის გასატეხად ემატება ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის ხსნარი. წყალბადის ზეჟანგი ემატება მეორე სტადიის ციანიდის გამტეხ ავზს, რათა გააგრძელოს ციანიდის დაშლა და დაჟანგვის კომპლექსური აგენტები, როგორიცაა კალიუმის ნატრიუმის ტარტრატი. ნელი რეაქციის სიჩქარის გამო ემატება მესამე ეტაპის ციანიდის გამანადგურებელი ავზი. მესამე სტადიის ციანიდის გამტეხ ავზში ციანიდის და კომპლექსური აგენტების მოცილება, როგორიცაა კალიუმის ნატრიუმის ტარტრატი, მოწმდება ქიმიური ანალიზის მონაცემებისა და გამოცდილების მიხედვით. ჟანგვის რეაქციის დასრულების შემდეგ, ჩამდინარე წყალში Cu+ მთლიანად გარდაიქმნება CuXNUMX+-ად და წარმოიქმნება ძირითადი სპილენძის კარბონატი და სპილენძის ჰიდროქსიდის ნალექები. ამ პროცესის დროს, მას შემდეგ, რაც სპილენძის პიროფოსფატით მოპირკეთებული ჩამდინარე წყლები რეაგირებს კირთან, სპილენძისა და პიროფოსფატის რადიკალისგან წარმოქმნილი კომპლექსი იშლება და წარმოიქმნება სპილენძის ჰიდროქსიდი. ანალიზის მონაცემები აჩვენებს, რომ ამ პროცესს შეუძლია ჩამდინარე წყლები დააკმაყოფილოს ჩაშვების სტანდარტებს. კირის დამატება pH-ის დასარეგულირებლად და სპილენძის იონების დალექვით ამცირებს მკურნალობის ღირებულებას, ხოლო კირი ასევე ასრულებს კოაგულანტის როლს და მთლიანად აგროვებს პიროფოსფატის რადიკალს.

3.3 სპილენძის აღდგენა

ზემოაღნიშნულ პროცესში, სპილენძის იონები ელექტრული ჩამდინარე წყლებში გარდაიქმნება ძირითად სპილენძის კარბონატულ ნალექებად. თუ დამატებული კირის რაოდენობა დიდია, სპილენძის იონები ასევე შეიძლება გარდაიქმნას სპილენძის ჰიდროქსიდის ნალექებად. ვინაიდან კირი საჭიროა პიროფოსფატის რადიკალის დასალექად სპილენძის პიროფოსფატით მოპირკეთებულ ჩამდინარე წყალში, დამატებული კირის რაოდენობა არ შეიძლება იყოს ძალიან მცირე. ცაცხვის ღირებულება ძალიან დაბალია და მისი დამატება შესაძლებელია დამუშავების პროცესში სათანადო ჭარბად.

ციანიდის შემცველი და სპილენძის შემცველი ჩამდინარე წყლების დამუშავების შემდეგ სამსაფეხურიან ციანიდის გამტეხ ავზებში, ისინი ჩაედინება ფლოკულაციის ავზში. ნატრიუმის პიროსულფიტი ემატება ფლოკულაციის ავზს ჭარბი წყალბადის ზეჟანგის შესამცირებლად და პოლიაკრილამიდის ფლოკულანტი ემატება ნალექის ნაწილაკების გადიდების მიზნით. თუ ნატრიუმის პიროსულფიტი არ დაემატება ფლოკულაციის ავზს, ნარჩენი წყალბადის ზეჟანგი ციანიდის დაშლის შემდეგ იშლება ჟანგბადის წარმოქმნით, რომელიც ადსორბირდება ნალექის ნაწილაკების ზედაპირზე და იწვევს ნალექის ცურვას. ნატრიუმის პიროსულფიტის დამატებული რაოდენობა უნდა იყოს ისეთი, რომ ნალექი არ იცუროს და შესაბამისი ჭარბი იყოს მისაღები.

ფლოკულაციის ავზში გავლის შემდეგ ჩამდინარე წყლები ჩაედინება დახრილი მილის დალექვის ავზში. მას შემდეგ, რაც ნალექები გამოეყოფა წყალს, ისინი შედიან დანალექების გასქელება ავზში, შემდეგ კი იფილტრება ფილტრის პრესით. ფილტრის ნამცხვარი ამოღებულია და ფილტრატი მიედინება უკან კორექტირების ავზში. ამოღებული სპილენძის შემცველი ფილტრის ნამცხვარი შეძენილია პროფესიონალური კომპანიის მიერ და ეგზავნება პროფესიონალ მწარმოებელს სპილენძის სულფატის დასამზადებლად ან ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტროლიტური სპილენძის დასამზადებლად.

4. უპირატესობები

სპილენძის შემცველი ჩამდინარე წყლები წარმოიქმნება ოთხ ელექტრომობილიზაციის საამქროში. ანალიზისა და მონიტორინგის მონაცემები აჩვენებს, რომ ციანიდური სპილენძის მოპირკეთების ჩამდინარე წყლებში სპილენძის საშუალო მასური კონცენტრაცია 345 მგ/ლ-ია, ანუ ჩამდინარე წყლების ყოველი ტონა შეიცავს 0.345 კგ სპილენძს. ციანიდური სპილენძის მოპირკეთების ჩამდინარე წყლების საერთო რაოდენობა თვეში დაახლოებით 4600 ტონაა, რაც შეიცავს 1587 კგ სპილენძს. სხვა სპილენძის შემცველ ჩამდინარე წყლებში არსებულ სპილენძთან ერთად, თვეში დაახლოებით 1700 კგ სპილენძის ამოღებაა შესაძლებელი. კომპანიის ყოველთვიური შემოსავალი სპილენძის შემცველი ნალექის გაყიდვიდან 30 000-40 000 იუანის ოდენობითაა. კომპანიის მიერ ელექტრომობილიზაციის ჩამდინარე წყლებიდან სპილენძის ამოღება თავიდან აგვაცილებს მეტალის სპილენძის არაეფექტურ მოხმარებას, რაც არა მხოლოდ ამცირებს ელექტრომობილიზაციის ხარჯებს, არამედ ამცირებს ელექტრომობილიზაციის ნალექის მეორად დაბინძურებას გარემოსთვის, რაც კარგ ეკონომიკურ და სოციალურ სარგებელს იძლევა.

5. დასკვნა

ელექტრული მრეწველობა ძალზე დამაბინძურებელი ინდუსტრიაა. ამჟამინდელ ვითარებაში, როდესაც ჩინეთში ჩამდინარე წყლების დამუშავების პროცესები და ტექნოლოგიები შედარებით ჩამორჩენილია, ფერადი ლითონების აღდგენის მეთოდების აქტიურად შესწავლას ელექტრული ჩამდინარე წყლებში დიდი მნიშვნელობა აქვს რესურსების დაზოგვის და ეკოლოგიურად სუფთა ელექტრული რეჟიმის დასამკვიდრებლად და ელექტრული ინდუსტრიის მდგრადი განვითარების შესანარჩუნებლად. ციანიდის სპილენძის და სხვა სპილენძის შემცველი ჩამდინარე წყლების დამუშავების მეთოდმა ამ ნაშრომში შესწავლილი კირის გამოყენებით სპილენძის აღდგენის მეთოდი აჩვენა კარგი შედეგები პრაქტიკულ გამოყენებაში, რაც უზრუნველყოფს ელექტრული მრეწველობის მწვანე განვითარების საშუალებას.