სულფიდურ მინერალურ ზედაპირებზე ციანიდის მოცილების მეთოდები და პროცესები

შესავალი

ფერადი ლითონების სულფიდური მადნების გამდიდრებისა და დნობის პროცესებში ციანიდი ხშირად გამოიყენება ლითონის აღდგენის სიჩქარის გასაზრდელად. თუმცა, სულფიდური მადნების ზედაპირზე დარჩენილი ციანიდი არა მხოლოდ უარყოფით გავლენას ახდენს შემდგომ პროცესებზე, არამედ სერიოზულ გარემოსდაცვით პრობლემებსაც იწვევს. ამიტომ, სულფიდური მადნების ზედაპირზე ციანიდის მოსაშორებლად ეფექტური და ეკოლოგიურად სუფთა მეთოდების შემუშავებას დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს.

სულფიდურ მინერალურ ზედაპირებზე ციანიდის ნარჩენების არსებული მდგომარეობა და საფრთხეები

Მიმდინარე სიტუაცია

სულფიდური მადნების ტრადიციული ფლოტაციის პროცესში ციანიდი ფართოდ გამოიყენება ინჰიბიტორად. მას შეუძლია შერჩევით დათრგუნოს გარკვეული არასასურველი მინერალები სულფიდურ მადნებში, რითაც მიიღწევა სამიზნე მინერალების გამოყოფა განგური მინერალებისგან. მაგრამ ფლოტაციის შემდეგ დიდი რაოდენობით ციანიდი შეიწოვება სულფიდური მადნების ზედაპირზე. შესაბამისი კვლევის თანახმად, ზოგიერთ კონცენტრატორში ციანიდის შემცველობა სულფიდური მადნის კონცენტრატების ზედაპირზე ფლოტაციის შემდეგ შეიძლება იყოს რამდენიმე ასეული მილიგრამი კილოგრამზე.

რისკებს

ტექნოლოგიური თვალსაზრისით, დარჩენილი ციანიდი ხელს უშლის შემდგომ დნობის პროცესს. მაგალითად, სპილენძის სულფიდური მადნების დნობის დროს ციანიდი წარმოქმნის კომპლექსებს სპილენძთან, რაც ამცირებს სპილენძის დნობის ეფექტურობას და ზრდის ენერგიის მოხმარებას. ეკოლოგიური თვალსაზრისით, ციანიდი არის უაღრესად ტოქსიკური ნივთიერება. ციანიდის შემცველი ნარჩენების ჩამდინარე წყლების ბუნებრივ გარემოში ჩაშვებისას ის აბინძურებს წყლის ობიექტებს და ნიადაგს, საფრთხეს უქმნის წყლის ორგანიზმებს და მიმდებარე მცენარეულობას და საფრთხეს უქმნის ადამიანის ჯანმრთელობას კვების ჯაჭვის მეშვეობით.

ციანიდის მოცილების მეთოდები სულფიდურ მინერალურ ზედაპირებზე

ოქსიდაციის მეთოდი

1.ქიმიური დაჟანგვის მეთოდი

• პრინციპი: ციანიდის ნაკლებად ტოქსიკურ ან არატოქსიკურ ნივთიერებებად დასაჟანგად გამოიყენეთ ძლიერი ოქსიდანტები. გავრცელებული ოქსიდანტებია წყალბადის ზეჟანგი (H2O2), ნატრიუმის ჰიპოქლორიტი (NaClO) და ა.შ. წყალბადის ზეჟანგის მაგალითის სახით აღების შემთხვევაში, მისი რეაქციის განტოლებაა: (2CN+5H2O2 = 2HCO3 + N2↑+4H2O).

• ექსპლუატაციის პროცესი : პირველ რიგში, ციანიდის შემცველი სულფიდური მადნის რბილობი მოათავსეთ რეაქციის ავზში და რბილობის pH მნიშვნელობა შესაბამის დიაპაზონში დაარეგულირეთ (ზოგადად, წყალბადის ზეჟანგით დაჟანგვისთვის, pH მნიშვნელობა სასურველია 9-11-ს შორის იყოს). შემდეგ, ნელა დაამატეთ წყალბადის ზეჟანგის ხსნარი მორევით, რათა ოქსიდანტი სრულად დაუკავშირდეს და რბილობთან რეაქციაში შევიდეს. რეაქციის დრო ჩვეულებრივ 1-დან 3 საათამდე მერყეობს და კონკრეტული დრო დამოკიდებულია რბილობში ციანიდის კონცენტრაციასა და მადნის თვისებებზე.

• უპირატესობები : რეაქციის სიჩქარე შედარებით სწრაფია და ციანიდის მოცილების ეფექტი კარგია, რამაც შეიძლება ციანიდის კონცენტრაცია შედარებით დაბალ დონეზე შეამციროს.

• ნაკლოვანებები : ისეთი ოქსიდანტები, როგორიცაა წყალბადის ზეჟანგი, შედარებით ძვირია და ოქსიდანტების ჭარბმა რაოდენობამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს შემდგომ გამდიდრების ან დნობის პროცესებზე.

ადსორბციის მეთოდი

1.გააქტიურებული ნახშირბადის ადსორბციის მეთოდი

• პრინციპი : გააქტიურებულ ნახშირბადს აქვს დიდი სპეციფიკური ზედაპირის ფართობი და მდიდარი ფოროვანი სტრუქტურები, რომლებსაც შეუძლიათ მის ზედაპირზე ციანიდის ადსორბცია ფიზიკური და ქიმიური ადსორბციის გზით.

• ექსპლუატაციის პროცესი : ციანიდის შემცველ სულფიდური მადნის რბილობს დაუმატეთ გააქტიურებული ნახშირი და კარგად მოურიეთ, რათა გააქტიურებული ნახშირი სრულად დაუკავშირდეს რბილობაში არსებულ ციანიდს. ადსორბციის დრო, როგორც წესი, 30 წუთიდან 2 საათამდეა. ადსორბციის შემდეგ, გააქტიურებული ნახშირი რბილობიდან გამოაცალკევეთ ფილტრაციით ან სხვა საშუალებით.

• უპირატესობები : ოპერაცია მარტივია და დაბალი კონცენტრაციის ციანიდზე კარგი ადსორბციული ეფექტი აქვს. გააქტიურებული ნახშირბადის რეგენერაცია და ხელახლა გამოყენება შესაძლებელია.

• ნაკლოვანებები : მაღალი კონცენტრაციის ციანიდის შემთხვევაში, ადსორბციის უნარი შეზღუდულია და ადსორბირებული გააქტიურებული ნახშირბადის არასათანადო დამუშავება მეორად დაბინძურებას გამოიწვევს.

2.Ion - Exchange Resin Adsorbtion მეთოდი

• პრინციპი : იონგაცვლითი ფისები შეიცავს სპეციფიკურ ფუნქციურ ჯგუფებს, რომლებსაც შეუძლიათ ციანიდის იონებთან გაცვლა, რითაც ციანიდი ფისზე ადსორბირდება.

• ექსპლუატაციის პროცესი : იონგაცვლითი ფისი ჩატვირთეთ გაცვლით სვეტში და ციანიდის შემცველი სულფიდური მადნის რბილობი გაატარეთ გაცვლით სვეტში. აკონტროლეთ რბილობის ნაკადის სიჩქარე, რათა უზრუნველყოთ ციანიდის სრული გაცვლა ფისთან. როდესაც ფისი გაჯერდება ადსორბციით, გამოიყენეთ სპეციფიკური ელუენტი ფისის ელუირებისა და რეგენერაციისთვის.

• უპირატესობები : მას აქვს ციანიდის მიმართ მაღალი ადსორბციული სელექციურობა და შეუძლია უწყვეტი მუშაობის მიღწევა.

• ნაკლოვანებები : ფისის ღირებულება მაღალია, ელუირების პროცესი შედარებით რთულია და შესაძლოა წარმოიქმნას ციანიდის შემცველი ელუირების ნარჩენი სითხე.

სხვა მეთოდები

1.მჟავა-ფუძის ნეიტრალიზაციის მეთოდი

• პრინციპი : გარკვეულ პირობებში, ციანიდი მჟავე ან ტუტე გარემოში განიცდის ჰიდროლიზის რეაქციებს, რათა წარმოქმნას ნაკლებად ტოქსიკური ან არატოქსიკური ნივთიერებები. მაგალითად, მჟავე მდგომარეობაში, ციანიდი რეაგირებს წყალბადის იონებთან და წარმოქმნის ჰიდროციანმჟავას (HCN), რომლის მოცილება შესაძლებელია აორთქლებით; ტუტე მდგომარეობაში, ციანიდი ჰიდროლიზდება ციანატის და სხვა ნივთიერებების წარმოქმნით.

• ექსპლუატაციის პროცესი : თუ გამოიყენება მჟავე ჰიდროლიზი, ციანიდის შემცველ სულფიდური მადნის რბილობს ნელ-ნელა დაუმატეთ მჟავე ხსნარები, როგორიცაა განზავებული გოგირდმჟავა, pH მნიშვნელობა დაარეგულირეთ 2-4-მდე და შემდეგ აერაცია მოახდინეთ წარმოქმნილი ციანწყალბადმჟავას აორთქლებისთვის. თუ გამოიყენება ტუტე ჰიდროლიზი, დაუმატეთ ტუტე ნივთიერებები, როგორიცაა ნატრიუმის ჰიდროქსიდი, pH მნიშვნელობა დაარეგულირეთ 10-12-მდე და რეაგირება მოახდინეთ გარკვეული პერიოდის განმავლობაში (როგორც წესი, 2-4 საათი).

• უპირატესობები : შედარებით დაბალი ღირებულება და ოპერაცია შედარებით მარტივია.

• ნაკლოვანებები : მჟავა ჰიდროლიზის დროს წარმოქმნილი ჰიდროციანმჟავა ძლიერ ტოქსიკურია და მოითხოვს მკაცრ დაცვის ზომებს; ტუტე ჰიდროლიზის რეაქციის სიჩქარე დაბალია და დამუშავების შემდეგ შესაძლოა კვლავ დარჩეს ციანიდის მცირე რაოდენობით ნარჩენი.

პროცესის ნაკადის დიზაინი ციანიდის მოცილებისთვის სულფიდურ მინერალურ ზედაპირებზე

წინასწარი დამუშავების ეტაპი

1. რბილობის რეგულირება : ფლოტაციის შემდეგ სულფიდური მადნის რბილობის კონცენტრაციის რეგულირება. როგორც წესი, შემდგომი დამუშავებისთვის რბილობის კონცენტრაცია კონტროლდება 20%-დან 40%-მდე. ამავდროულად, შემდგომი პროცესის პარამეტრების დასადგენად, რბილობაში ციანიდის საწყისი კონცენტრაციის დადგენა ხდება.

2. მინარევების მოცილება : ფილტრაციის, დალექვის და ა.შ. გზით მოაშორეთ რბილობიდან მსხვილი ნაწილაკების მინარევები და ზოგიერთი სუსპენზიური მყარი ნივთიერება, რათა თავიდან აიცილოთ მათი ხელის შეშლა შემდგომ დამუშავების პროცესებზე.

მოცილების ეტაპი

1. მეთოდის შერჩევა : შეარჩიეთ შესაბამისი მოცილების მეთოდი ისეთი ფაქტორების გათვალისწინებით, როგორიცაა ციანიდის კონცენტრაცია რბილობში, მადნის თვისებები, დამუშავების ღირებულება და გარემოს დაცვის მოთხოვნები. მაგალითად, მაღალი კონცენტრაციის ციანიდის შემთხვევაში და იმ შემთხვევებში, როდესაც ღირებულება არ წარმოადგენს პრობლემას, უპირატესობა შეიძლება მიენიჭოს ქიმიურ დაჟანგვის მეთოდს ; დაბალი კონცენტრაციის ციანიდის შემთხვევაში და გარემოსდაცვითი თვალსაზრისით მგრძნობიარე შემთხვევებისთვის, ბიოლოგიური დაჟანგვის მეთოდი ან ადსორბციის მეთოდი შეიძლება უფრო შესაფერისი იყოს.

2. პროცესის პარამეტრების კონტროლი : ქიმიური დაჟანგვის მეთოდით წყალბადის ზეჟანგით დაჟანგვის მაგალითის სახით, ეფექტური რეაქციის უზრუნველსაყოფად მკაცრად აკონტროლეთ დამატებული წყალბადის ზეჟანგის რაოდენობა (ზოგადად გამოითვლება ციანიდის კონცენტრაციისა და რეაქციის განტოლების მიხედვით), რეაქციის ტემპერატურა (ზოგადად 20-30°C), pH მნიშვნელობა (9-11), მორევის სიჩქარე (წუთში 100-300 ბრუნი) და სხვა პარამეტრები.

მკურნალობის შემდგომი ეტაპი

1. მყარი და თხევადი ნივთიერებების გამოყოფა : ციანიდის მოცილების შემდეგ რბილობი გამოყავით ფილტრაციით, ცენტრიფუგირებით და ა.შ., რათა მიიღოთ გასუფთავებული სულფიდური მადნის კონცენტრატები და ჩამდინარე წყლები, რომლებიც შეიცავს ციანიდის მცირე რაოდენობას.

2. ჩამდინარე წყლების გაწმენდა : გამოყოფილი ჩამდინარე წყლების შემდგომი გაწმენდა ეროვნული ჩაშვების სტანდარტების შესაბამისად. უსაფრთხო ჩაშვების უზრუნველსაყოფად ჩამდინარე წყლებიდან ციანიდის ღრმად მოსაშორებლად შესაძლებელია მეორადი დაჟანგვის, ადსორბციის და სხვა მეთოდების გამოყენება.

დასკვნა

სულფიდური მადნების ზედაპირზე ციანიდის მოცილების სხვადასხვა მეთოდი არსებობს და თითოეულ მეთოდს აქვს თავისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები. პრაქტიკულ გამოყენებაში აუცილებელია ყოვლისმომცველი გათვალისწინება ისეთი ფაქტორები, როგორიცაა მადნის თვისებები, ციანიდის კონცენტრაცია, დამუშავების ღირებულება და გარემოს დაცვის მოთხოვნები შესაბამისი მეთოდებისა და პროცესის ნაკადების შესარჩევად. გარემოს დაცვის მზარდი მოთხოვნებისა და ტექნოლოგიების უწყვეტი პროგრესის პირობებში, სულფიდური მადნების ზედაპირზე ციანიდის ამოღების უფრო ეფექტური, ეკოლოგიურად სუფთა და დაბალფასიანი ტექნოლოგიების განვითარება მომავალში კვლევის მთავარი მიმართულება იქნება. პროცესის უწყვეტი ოპტიმიზაციის გზით მოსალოდნელია ციანიდის ნულოვანი გამონადენი სულფიდური მადნების გამდიდრებისა და დნობის პროცესებში და ხელი შეუწყოს ფერადი ლითონის მრეწველობის მდგრად განვითარებას.