Цианид алтынын алуудагы агынды сууларды тазалоо процесси

Азыркы учурда, цианид алтын казып алуу ыкмасы Кытайда алтын эритүү үчүн негизги жетилген жараяндардын бири болуп саналат. Ал рудалардан алтынды бөлүп алуу үчүн цианиддин эритмесин колдонот, анын жогорку кайтарып алуу ылдамдыгы, рудалык касиеттерге күчтүү ыңгайлашуусу жана жеринде алтын өндүрүү мүмкүнчүлүгү бар. 1887-жылы рудалардан алтынды жууп алуу үчүн цианид эритмеси биринчи жолу колдонулгандан бери бул ыкма азыркыга чейин кеңири колдонулуп келет. Бирок цианиддүү алтынды казып алуу көп сандагы уулуу жана зыяндуу заттарды пайда кылып, айлана-чөйрөгө жана адамдарга чоң коркунуч туудурат. Ошондуктан зыянды азайтуу үчүн цианиддүү алтынды бөлүп чыгаруучу саркынды сууларды тазалоо ыкмаларын изилдөө зарыл. Көптөгөн изилдөөчүлөр цианидди камтыган саркынды сууларды тазалоо ыкмаларын, химиялык принциптерин жана өнүгүү тенденцияларын жалпылашты, бирок алардын көбү бир же эки ыкманы гана талкуулашат. Ошондуктан, бул макалада азыркы учурда өнөр жайда колдонулуп жаткан цианиддүү алтынды экстракциялоочу агынды сууларды тазалоонун ар кандай ыкмаларына деталдуу талдоо жүргүзүлөт, ар бир ыкманын артыкчылыктары, кемчиликтери жана колдонуу сценарийлери салыштырылат, бул иш жүзүндөгү өндүрүштөгү окшош колдонуу үчүн белгилүү бир жетектөөчү мааниге ээ.

I. Цианид алтынын алуу булактары жана коркунучтары

Цианиддүү алтынды алуунун негизги принциби аэробдук чөйрөдө, натрий цианид алтын менен реакцияга кирип, алтын комплекстерин пайда кылат, алар эрийт. Андан кийин алтынды активдештирүү аркылуу байытуу жолу менен алууга болот. кычкылтек алтын цианидинен цинк порошогу менен адсорбцияланат же сүрүлүп чыгарылат. Ошол эле учурда, күмүш, жез жана цинк сыяктуу башка оор металлдар да комплекстерди пайда кылып, эрийт.

The цианиддер реакцияда колдонулган жана өндүрүлгөн комплекстердин баары уулуу жана зыяндуу заттар. Натрий цианидди гидролиздөө оңой жана 1-класстагы өтө уулуу зат, өлүмгө алып келүүчү дозасы 0.10г. Качан Цианиддер суу объектилерине агып кетсе, ал суудагы организмдер үчүн өтө зыяндуу болуп, адамдарга жана айлана-чөйрөгө чоң коркунуч келтирет. Ошондуктан цианиддүү алтынды бөлүп чыгаруучу агынды сууларды тазалоо чоң мааниге ээ.

II. Цианид алтынын казып алуудагы агынды сууларды тазалоонун негизги ыкмалары

щелочтуу хлордоо ыкмасы

щелочтуу хлордоо ыкмасы азыркы учурда цианидди - цианидди алтынды казып алуудан чыккан агынды сууларды тазалоодо эң көп колдонулган ыкмалардын бири болуп саналат. Негизинен щелочтуу шарттарда агынды суулардагы цианиддерди кычкылдандырып, аларды уулуу эмес заттарга айландыруу үчүн хлор негизиндеги оксиданттарды колдонот. щелочтуу хлорлоонун цианидди-бөлүү процесси эки этапка бөлүнөт:

Биринчи этап - цианидди цианатка чейин кычкылдандыруу, ал "толук эмес кычкылдануу" стадиясы деп аталат. CN⁻ OCl⁻ менен реакцияга кирип, алгач CNCl пайда кылат, андан кийин CNO⁻ге гидролизденет. Бул CNCl кислоталык шарттарда өтө туруксуз жана уулуу экенин белгилей кетүү керек. Ошондуктан, иш учурунда, рН мааниси щелочтук абалда болушу үчүн катуу көзөмөлгө алынышы керек.

Экинчи этап цианатты андан ары көмүр кычкыл газына жана азотко чейин кычкылдандырат, ал "толук кычкылдануу" баскычы деп аталат. Цианидди бузуу процессинде рН мааниси кычкылдануу реакциясына чоң таасирин тийгизет. Биринчи баскычтагы кычкылдануунун рН маанисин 10 - 11. жана реакция убактысы 10 - 15 мүнөттө контролдоо керек. Экинчи баскычтагы кычкылдануунун рН мааниси 6.5 - 7.0 деңгээлинде контролдонууга тийиш. жана реакция убактысы 10 - 15 мүнөт.

Белгилүү бир шахтада цианиддин куйрук шламынын үстүнкү бөлүгүн (цианиддин курамы 200 мг/л) жана чөктүрүүчү резервуардан агып чыгуучу сууну (цианиддин курамы 5 мг/л) тазалоо үчүн щелочтуу хлордоо ыкмасы колдонулат. рН мааниси 10 - 11. жана агартуучу порошок аралаштыруу жана аралаштыруу үчүн цианиддин курамынан 35 - 40 эсе көп катышта кошулат. Коюулаткычта чөктүргөндөн кийин цианиддин жалпы көлөмүн 0.1 мг/л чейин азайтууга болот.

щелочтуу хлордоо ыкмасы цианидди камтыган агынды сууларды тазалоодо эң көп колдонулган ыкма, ал эми агартуучу порошок эң көп колдонулган хлор негизиндеги оксидант болуп саналат. Бул ыкма цианиддүү алтынды экстракциялоонун жогорку же төмөн концентрациялуу агынды сууларын тазалоо үчүн ылайыктуу. Ошондой эле тиоцианатты жана цианидди камтыган комплекстерди (ферроцианид комплекстерин кошпогондо) жок кыла алат. Дары-дармек кеңири жеткиликтүү, пайда болгон калдыктарды чыпкалоо оңой жана операция жөнөкөй. Бирок, агынды сууларды тазалоо үчүн агартуучу порошокту колдонууда иштөө чөйрөсү салыштырмалуу катаал. Азыр кээ бир ишканалар анын ордуна агартуучу суюктукту же хлор диоксидин колдонушат, бул кандайдыр бир деңгээлде иштөө чөйрөсүн жакшыртат. Бирок уулуу газдар реакция процессинде пайда болот жана ал жабдууларга салыштырмалуу чоң коррозияга ээ. Дары-дармектин баасы жана тейлөө баасы салыштырмалуу жогору.

Темир тузунун комплекстүү ыкмасы

Темир тузунун комплексин түзүү ыкмасы акыркы жылдарда пайда болгон цианиддүү алтынды бөлүп чыгаруучу агынды сууларды тазалоо ыкмасы. Реакциянын рН маанисин 7 - 8 деңгээлинде көзөмөлдөө менен темир иондору цианидди алтынды экстракциялоонун саркынды сууларындагы эркин цианид жана кээ бир цианид комплекстери менен реакцияга кирип, чөкмөлөрдү пайда кылат.

Тажрыйбалар көрсөткөндөй, жалпысынан цианиддүү алтынды экстракциялоочу агынды сууларды тазалоо үчүн бир гана темир сульфатын кошуу саркынды сууну агызуу стандарттарына жооп бере албайт. Ошондуктан тазаланган агынды сууга цианидди терең тазалоо үчүн жалпы оксидант кошуу керек. Шарттар жакшы көзөмөлдөнүп турса, кычкылдантуучу чөккөндү бөлбөстөн тазалоо үчүн түздөн-түз кошулса болот жана разряддын стандартына да жетишүүгө болот. Бул адегенде бөлүү, андан кийин дарылоо салттуу ыкмасы менен салыштырганда оң мааниге ээ.

Белгилүү бир алтын эритүүчү цианидди - начар суюктукту тазалоо үчүн натрий сульфиди - темир сульфат ыкмасын колдонот. Агуучу сууда цианиддин курамы 2500 мг/л. Тазалоодон кийин, агынды суулар цианиддин курамында 20 мг/лден аз, 99.2% алып салуу көрсөткүчү менен укмуштуудай натыйжаларды көрсөтөт. Кийинки терең тазалоодо натрийдин метабисульфит-аба ыкмасы колдонулат, цианиддин жалпы көлөмүн 0.4 мг/лден азыраак азайтат.

Темир тузунун комплексин түзүү ыкмасы жаңыдан пайда болгон тазалоо ыкмасы болуп саналат, ал негизинен жогорку концентрациядагы цианидди камтыган агынды сууларды тазалоо үчүн колдонулат. Анын процесси жөнөкөй, бир жолку инвестиция аз, аны иштетүү оңой, дары (негизинен темир сульфаты) кеңири жеткиликтүү, арзан жана колдонууга оңой. Бирок темир сульфатынын эритмеси кычкыл болгондуктан, цианиддүү алтынды экстракциялоонун саркынды суулары менен аралашканда жергиликтүү аймак кычкыл болуп, цианид суутек газын пайда кылуу мүмкүнчүлүгү бар. Мындан тышкары, ал тиоцианатты жок кыла албайт жана тазаланган саркынды суулар агызуунун стандарттарына жооп берүү үчүн дагы деле терең тазалоону талап кылат.

Натрий метабисульфит - аба ыкмасы

Натрий метабисульфит – аба ыкмасы күкүрттүн диоксиди – аба ыкмасынан иштелип чыккан. Ал, негизинен, CN⁻ти CNO⁻га кычкылдандыруу үчүн, жез иондорунун каталитикалык таасири менен белгилүү рН диапазонундагы агынды суулардагы цианиддерге натрий метабисульфитинин жана абанын синергетикалык таасирин колдонот.

Эгерде цианидди камтыган агынды суулардын курамында цианид көп болсо, цианиддин жалпы концентрациясын 100 мг/лден төмөн түшүрүү үчүн адегенде алдын ала тазалоо жүргүзүлүшү мүмкүн. Андан кийин, натрий метабисульфити жана жез сульфаты кошулат, жетиштүү аба киргизилет жана рН мааниси көзөмөлдөнөт (негизинен 7 - 8де көзөмөлдөнөт), цианид цианатка чейин кычкылданат, андан кийин гидролизденип бикарбонат иондору жана аммиак пайда болот.

Натрий метабисульфит-аба ыкмасы төмөн концентрациялуу цианиддүү алтынды экстракциялоочу агынды сууларды тазалоо үчүн ылайыктуу. Дары-дармектин дозасы аз, эмгек сыйымдуулугу төмөн, бирок алдын ала инвестициянын көлөмү салыштырмалуу чоң, ал эми желдеткичтер сыяктуу жабдууларды кошуу керек. Процесс индикаторлоруна коюлган талаптар салыштырмалуу катуу жана рН баасын көзөмөлдөө абдан маанилүү. Катализатор катары жез сульфатын да кошуу керек. Реакция убактысы узун. Эгерде дарылоо туура эмес болсо, анда аммоний иондору көп санда пайда болот жана пайда болгон шлактарды чыпкалоо оңой эмес. Бул жерде аз өлчөмдө аммиак газы пайда болот жана тиоцианиддерди жок кылууга эч кандай таасири жок.

Суутек перекиси кычкылдануу ыкмасы

Суутек перекиси кычкылдануу ыкмасы катализатор катары Cu²⁺ менен нормалдуу температурада, щелочтук (рН = 10 - 11) шарттарда цианиддерди CNO⁻ чейин кычкылдандырып, андан кийин уулуу эмес заттарга гидролиздөө болуп саналат. Татаал цианиддер (Cu, Zn, Pb, Ni, Cd комплекстери) да алардагы цианиддердин бузулушуна байланыштуу диссоциацияланат. Ферроцианид иондору жана башка оор металл иондору ферроцианиддик комплекс туздарын түзүшөт жана алар алынып салынат. Акыр-аягы, тазаланган саркынды суулардагы цианиддин жалпы концентрациясын 0.5 мг/лден азыраак азайтууга болот.

Бул ыкма аз концентрациядагы цианидди камтыган агынды сууларды тазалоо үчүн ылайыктуу. Суутек перекиси менен тазалоочу жабдуу жөнөкөй жана автоматтык башкарууга оңой. Бирок, пайда болгон цианат CO₂ жана NH₃ га ажыраш үчүн белгилүү бир убакытка турушу керек. Кемчиликтери катализатор катары жезди колдонуу агызылып жаткан суудагы жездин нормадан ашып кетишине алып келиши мүмкүн, чийки заттын баасы салыштырмалуу жогору, тиоцианиддер кычкылданбайт жана аммоний иондору пайда болот. Чынында, саркынды суулар дагы эле белгилүү бир уулуулугуна ээ. Мындан тышкары, суутек перекиси кычкылдандыргыч болгондуктан, ал чоң коррозияга ээ жана ташуу жана колдонууда белгилүү бир кыйынчылыктар жана коркунучтар бар.

Кислотация ыкмасы

Цианидди - начар суюктукту тазалоо үчүн кычкылдандыруу ыкмасын колдонууда анын реакция механизми салыштырмалуу татаал, негизинен үч процессти камтыйт: цианидди кычкылдандыруу процесси - агынды сууларды камтыган, HCN газын тазалоо жана жутуу процесси жана ажыратылган суюктукту нейтралдаштыруу процесси.

(1) Кычкылдануу реакциясы: Цианид - начар суюктук кычкылданат жана кислота менен тазаланат. Начар суюктуктун курамындагы татаал цианиддер CuCN, CuSCN жана Zn₂Fe(CN)₆ сыяктуу эрибеген чөкмөлөрдү пайда кылып, жок кылынат жана ошол эле учурда суутек цианиддери пайда болот.

(2) Учуучу жана жутуу реакциясы: начар суюктук кычкылдануу алдында болжол менен 30 ℃ чейин ысытылат. HCN кайноо температурасы болгону 26.5 ℃ болгондуктан, ал өтө туруксуз. Ошондуктан, кычкылдандыруу методунда газ-суюктуктун эки фазасынын ортосундагы контакт үчүн масса-өткөрүүчү жабдуу катары пакеттелген мунара колдонулат, ал HCNди чечүүгө жана сиңирүүгө оңой.

(3) Нейтралдаштыруу реакциясы: акиташ же суюк щелоч кислота-сыртылган калдык суюктукту нейтралдаштыруу үчүн колдонулат. Эритмедеги калдык HCN молекулалары CN⁻ формасына айланат. кычкылдандыруу ыкмасы калыбына келтирүүгө болот Натрий цианид цианидден - камтыган агынды суулардан жана ресурстарды калыбына келтирүүнү ишке ашырат. Бирок, ал жабдууларды пломбалоо үчүн жогорку талаптарга ээ, салыштырмалуу ири алдын ала салым, жогорку денгээлде иштетүү көндүмдөрүн талап кылат жана жабдууларды тейлөө кыйынга турат. Кээ бир коопсуздук коркунучтары да бар. Калыбына келтирилгенден кийин пайда болгон саркынды суулар агызуунун стандарттарына жооп берүү үчүн дагы деле терең тазалоону талап кылат.

Электролиз ыкмасы

Электролиз ыкмасы саркынды суулардагы цианиддерди жок кылуу үчүн электрохимиялык редокс реакцияларын колдонот. Иондук электролиз учурунда цианиддер аноддо электрондорун жоготуп, цианат, карбонат, азот же аммонийге чейин кычкылданышат. Цианат андан ары кычкылданат CO₂ жана H₂O. Негизги реакциялар:

CN⁻ + 2OH⁻ - 2e → CNO⁻ + H₂O (24)

2CN⁻ + 4OH⁻ - 6e → 2CO₂ + N₂ + 2H₂O (25)

Өз алдынча жасалган керамикалык коргошун диоксидинин электрод таякчасын жана дат баспас болоттон жасалган катод плитасын колдонуу менен жүргүзүлгөн электролиздик эксперименттер цианидди камтыган агынды сууларды тазалоо үчүн электролиз ыкмасын колдонуу менен 2 саат электролизден кийин CN⁻ концентрациясын 385 мг/лден 58 мг/лге чейин төмөндөтүүгө жана концентрацияны 450 мг/лге чейин төмөндөтүүгө болорун далилдеди. 48 мг / л 4 мг / л. Кошумчалай кетсек, Хунань Чжуннань алтын эритүүчү заводу цианиддүү алтынды экстракциялоонун саркынды сууларын тазалоо үчүн электрохимиялык ыкманы колдонот, бул жалпы цианиддин көлөмүн 0.8 г/лден XNUMX г/лге чейин азайта алат. Жогоруда айтылгандардан айырмасы анод да, катод плиталары да темир плиталардан жасалган. Иштөө процессинде электр энергиясы гана эмес, темир плиталар да сарпталат.

Электролиз ыкмасы негизинен жогорку концентрациядагы цианидди камтыган агынды сууларды тазалоо үчүн колдонулат. Жабдуулар кичинекей аянтты ээлейт, процесс жөнөкөй жана башкарууга оңой, бирок ал электр энергиясын көп сарптайт жана эксплуатациялоонун баасы щелочтуу хлордоо ыкмасына караганда жогору. Цианидди кетирүү көрсөткүчү орточо, ал цианид комплекстерин жок кылууга эч кандай таасир этпейт.

Азыркы учурда цианиддүү алтынды экстракциялоочу саркынды сууларды тазалоо ыкмаларынын ичинен щелочтуу хлордоо ыкмасы, кычкылдандыруу ыкмасы жана натрий метабисульфит - аба ыкмасы кеңири колдонулат. Электролиз методу жана темир тузун комплекстуу методу — енер жайлык дарылоодо ийгиликтуу колдонулуп келе жаткан жацы методдор. Суутек перекиси кычкылдануу ыкмасы, негизинен, шашылыш дарылоо ыкмасы болуп саналат. Цианиддүү алтынды экстракциялоонун саркынды сууларын тазалоонун көптөгөн башка ыкмалары бар, мисалы, табигый тазалоо ыкмасы, биологиялык ыкма, мембраналык бөлүү ыкмасы, ион алмашуу ыкмасы ж.