Алтын қалдықтарынан натрий цианидін алудың қандай процестері бар?

кіріспе

Алтын өндіру өнеркәсібінде цианид кендерден алтынды ерітудегі тиімділігіне байланысты өндіру процесінде кеңінен қолданылады. Дегенмен, қалдықтарда цианидтің болуы қоршаған ортаға және қауіпсіздікке айтарлықтай қауіп төндіреді. Нәтижесінде, цианидті тиімді жою процестерін әзірлеу және енгізу өте маңызды. Бұл мақалада алтын қалдықтарын өңдеуде қолданылатын әртүрлі цианидті жою процестері қарастырылады , бұл қолжетімді әдістерді жан-жақты түсінуге мүмкіндік береді.

Сілтілік хлорлау әдісі

Қағидасы

Сілтілі хлорлау әдісі цианидті кетіру үшін ең көп қолданылатын процестердің бірі болып табылады. Бұл әдісте қалдық шламына сілтілі жағдайда хлор негізіндегі тотықтырғыштар қосылады. Хлор цианид иондарымен (CN-) әрекеттесіп, аз уытты өнімдер түзеді. Реакция екі негізгі кезеңде жүреді. Бірінші кезеңде цианид цианатқа (CNO-) тотығады, ал екінші кезеңде цианат одан әрі азот газына, көмірқышқыл газына және басқа да зиянсыз заттарға ыдырайды.

артықшылықтары

• Жоғары тиімділік : нормативтік шығарынды шектеулеріне сәйкес келу үшін алтын қалдықтарындағы цианидтің жоғары концентрациясын тиімді түрде төмендете алады.

• Кеңінен қолданылады : Әртүрлі цианид концентрациясы мен құрамы бар қалдықтардың кең ауқымына жарамды.

• Жақсы орнатылған технология : Процесс жақсы түсінікті және оны қолдануда кең өнеркәсіптік тәжірибе бар.

кемшіліктері

• Коррозиялы реагенттер : Хлор негізіндегі тотықтырғыштар жабдықты коррозияға ұшыратуы мүмкін, бұл техникалық қызмет көрсету шығындарының артуына және жабдықтың қызмет ету мерзімінің қысқаруына әкеледі.

• Уытты жанама өнімдер : Реакция кезінде, егер процесс дұрыс бақыланбаса, хлор газы сияқты улы жанама өнімдердің пайда болу қаупі бар.

• Жоғары химиялық тұтыну : Хлор негізіндегі тотықтырғыштардың салыстырмалы түрде көп мөлшерін қажет етеді, бұл пайдалану шығындарын арттыруы мүмкін.

Case Study

Алтын кеніші құрамында цианид бар қалдықтарды өңдеу үшін сілтілі хлорлау әдісін қолданды. Қалдық суспензиясының рН мәнін 10 - 11 шамасында мұқият бақылап, ағартқыш ұнтақтың тиісті мөлшерін (жалпы хлор негізіндегі тотықтырғыш) қосу арқылы қалдықтардағы цианидтердің жалпы мөлшері өңдеуден кейін бастапқы 200 мг/л концентрациядан 0.1 мг/л-ге дейін төмендеді. Өңделген қалдықтар жергілікті экологиялық ағызу стандарттарына сай болды.

INCO процесі (күкірт диоксиді - ауа процесі)

Қағидасы

Күкірт диоксиді – ауа процесі деп те аталатын INCO процесі цианидті кетірудің тағы бір маңызды технологиясы болып табылады. Бұл процесте күкірт диоксиді мен ауа мыс катализаторының қатысуымен қалдық шламына енгізіледі. Күкірт диоксиді сульфатқа дейін тотығады, ал ауадағы оттегі цианидтің тотығуына көмектеседі. Мыс катализаторы реакция жылдамдығын жылдамдатады, цианидті көмірқышқыл газына, азотқа және басқа заттарға айналдырады.

артықшылықтары

• Химиялық заттардың аз тұтынылуы : Басқа әдістермен салыстырғанда, ол ауаны тотықтырғыш көзі ретінде пайдаланатындықтан, аз химиялық заттарды қажет етеді.

• Уытты қосалқы өнімдерді азайтады : Сілтілік хлорлаумен салыстырғанда аз улы қосалқы өнімдер шығарады, бұл оны экологиялық таза нұсқа етеді.

• Тиімділігі : Күкірт диоксиді мен ауаның салыстырмалы түрде төмен құнына байланысты ірі көлемді операциялар үшін тиімді болуы мүмкін.

кемшіліктері

• Катализаторға қойылатын талаптар : Мыс катализаторына қажеттілік процесті күрделілендіреді. Катализаторды мұқият күтіп ұстау және бақылау қажет, ал оның жоғалуы немесе деактивациясы процестің тиімділігіне әсер етуі мүмкін.

• рН сезімталдығы : Процесс қалдық шламының рН-на сезімтал. Цианидті тиімді жою үшін оңтайлы рН жағдайларын сақтау қажет, әдетте 8-9 аралығында.

• Баяу реакция жылдамдығы : Реакция жылдамдығы басқа тотығу процестерімен салыстырғанда салыстырмалы түрде баяу, бұл үлкенірек реакция тамырларын және ұзағырақ тұруды қажет етуі мүмкін.

Case Study

INCO процесінде кең ауқымды алтын өндіру операциясы жүзеге асырылды. Күкірт диоксиді мен ауаны енгізуге арналған арнайы реакция жүйесін орнату және мыс катализаторының дозасын мұқият бақылау арқылы олар өз қалдықтарындағы цианид концентрациясын 150 мг/л-ден 50 мг/л-ге дейін төмендете алды. Бұл өнеркәсіптің қалдық қалдықтарын жоюға арналған әлсіз қышқылды диссоциацияланатын (WAD) цианид деңгейіне қойылатын талаптарын қанағаттандырды.

Биологиялық өңдеу әдістері

Қағидасы

Цианидті – құрамында алтыны бар қалдықтарды биологиялық өңдеу бактериялар мен саңырауқұлақтар сияқты микроорганизмдерді қолдануды қамтиды. Бұл микроорганизмдер азот немесе көміртек көзі ретінде цианидті метаболиздей алады. Мысалы, кейбір бактериялар ферментативті реакциялар арқылы цианидті аммиакқа айналдыра алады. Жалпы процесс биохимиялық реакциялардың күрделі сериясы болып табылады, онда микроорганизмдер цианид молекуласын тиісті температура, рН және қоректік заттардың қолжетімділігі сияқты қоршаған ортаның белгілі бір жағдайында ыдыратады.

артықшылықтары

• Қоршаған ортаға зиянсыз : Биологиялық өңдеу қоршаған ортаға қосымша зиянды химиялық заттарды енгізбейтіндіктен, тұрақтырақ нұсқа болып табылады.

• Арзан баға : Микробтық дақыл қалыптасқаннан кейін, пайдалану шығындары салыстырмалы түрде төмен болуы мүмкін, себебі микроорганизмдер табиғи қоректік заттарды өздігінен көбейтіп, пайдалана алады.

• Селективті өңдеу : Кейбір микроорганизмдер цианидті селективті түрде нысанаға ала алады, бұл қалдықтардағы басқа құнды минералдарды бұзбай қалдырады.

кемшіліктері

• Баяу процесс : Биологиялық процестер химиялық тотығу әдістерімен салыстырғанда реакция жылдамдығының төмендеуіне әкеледі. Бұл үлкен көлемді биореакторларды және ұзақ өңдеу уақытын қажет етуі мүмкін.

• Қоршаған орта жағдайларына сезімталдық : Микроорганизмдер температураның, рН-ның өзгеруіне және қалдықтардағы басқа улы заттардың болуына өте сезімтал. Тіпті шамалы ауытқулар да микробтық белсенділікті бұзып, цианидті жою тиімділігін төмендетуі мүмкін.

• Бастапқы күрделілік : Цианидтің ыдырауына арналған тұрақты және тиімді микробтық дақыл құру қиын болуы мүмкін. Бұл тиісті микроорганизмдерді мұқият іріктеуді және бейімдеуді қажет етеді.

Case Study

Алтын кеніші биологиялық тазарту жүйесімен тәжірибеден өтті. Олар цианид – ыдырататын бактериялар консорциумымен толтырылған арнайы жасалған биореакторды пайдаланды. Ұзақ мерзімді жұмыс және биореактордағы қоршаған орта жағдайын үздіксіз оңтайландырудан кейін олар қалдықтардағы цианид концентрациясын 80 мг/л-ден 10 мг/л-ге дейін төмендете алды. Дегенмен, бұл процесс тұрақты өнімділікке жету үшін бірнеше ай іске қосуды және реттеуді қажет етті.

Қалдықтарды жуу және тоғандарды аршу (WPS) процесі

Қағидасы

WPS процесі екі негізгі кезеңнен тұрады: қалдық суспензиясын жуу және цианидті тоған немесе резервуардан тазарту. Жуу сатысында қалдық суспензиясын жуу үшін қарсы ток жоғары жылдамдықты қоюлатқыштар қолданылады. Бұл қалдық қоймасынан цианид бар ерітіндінің едәуір мөлшерін кетіруге көмектеседі. Құрамында цианид бар қоюлатқыштың толып кетуі тоған немесе резервуарды тазартуға жатады. Аршу процесінде цианидке бай ерітіндіге ауа немесе басқа аршу агенттері әсер етеді. Цианид сутегі газы түріндегі цианид ерітіндіден тазартылады және оны қалпына келтіруге немесе одан әрі өңдеуге болады. Тазартылған суды қайтадан жуу кезеңіне қайта өңдеуге болады, бұл су балансын басқаруға көмектеседі.

артықшылықтары

• Ресурстарды қалпына келтіру : Бұл процесс цианидті қалпына келтіруге мүмкіндік береді, оны сілтісіздендіру процесіне қайта өңдеуге болады, бұл кеніштегі цианидтің жалпы шығынын азайтады.

• Суды басқару : Тазартылған суды қайта өңдеу арқылы тау-кен өндірісіндегі су балансын басқаруға, тұщы суды тұтыну қажеттілігін азайтуға және ағынды сулардың ағуын азайтуға көмектеседі.

• Қолданыстағы инфрақұрылымды пайдалану : WPS процесі көбінесе қоюландырғыштар мен өңдеу су тоғандары сияқты қолданыстағы зауыт инфрақұрылымын пайдалана алады, бұл ірі капиталдық инвестицияларға қажеттілікті азайтады.

кемшіліктері

• Жұмыстың күрделілігі : Процесс бірнеше кезеңнен тұрады және жуу тиімділігі, жуу жылдамдығы және суды қайта пайдалану коэффициенттері сияқты параметрлерді мұқият бақылауды талап етеді.

• Цианидті қалпына келтіру тиімділігі : Цианидті қалпына келтіру тиімділігіне қалдықтардағы бастапқы цианид концентрациясы, жуу және тазарту жұмыстарының сапасы және басқа кедергі келтіретін заттардың болуы сияқты факторлар әсер етуі мүмкін.

• Иіс және қауіпсіздік мәселелері : Ажырату процесінде өткір иісі бар және өте улы сутегі цианид газы бөлінуі мүмкін. Газдың ағып кетуіне жол бермеу және жұмысшылардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін тиісті қауіпсіздік шараларын қолдану қажет.

Case Study

Алтын өндіруші компания WPS процесін енгізді. Жақсартылған жуу үшін қолданыстағы қоюлатқыштарды қайта жабдықтау және цианидті аршу үшін жабық тоған салу арқылы олар цианидті алу жылдамдығын 70%-ға дейін жеткізе алды. Алынған цианид сілтісіздендіру тізбегіне сәтті қайта өңделді, бұл олардың цианидті сатып алу шығындарын айтарлықтай сомаға азайтты.

қорытынды

Алтын қалдықтарынан цианидті жою қоршаған ортаны қорғау және тау-кен өндірісінің тұрақты тәжірибесі үшін өте маңызды. Сілтілік хлорлау, INCO процесі, биологиялық тазарту және WPS процесін қоса алғанда, талқыланған цианидтерді кетіру процестерінің әрқайсысының өзіндік бірегей артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Ең қолайлы процесті таңдау қалдықтардағы цианидтердің бастапқы концентрациясы, қалдықтардың құрамы, қолда бар инфрақұрылым және шығын-пайда талдауы сияқты әртүрлі факторларға байланысты. Көптеген жағдайларда ең тиімді және үнемді цианидті жоюға қол жеткізу үшін осы процестерді біріктіру қажет болуы мүмкін. Тау-кен өнеркәсібі қоршаған ортаны бақылаудың жоғарылауымен бетпе-бет келе жатқандықтан, цианидтерді кетіру технологияларындағы үздіксіз зерттеулер мен әзірлемелер таза және тұрақты болашақты қамтамасыз ету үшін маңызды болады.