Eksperimentinis cianido neturinčio skysčio apdorojimo metodų tyrimas aukso kasykloje

Įvadas

Aukso kasybos pramonėje, apdorojimas Cianidas-prastas skystis yra labai svarbus. Cianidų neturintis skystis, pavyzdžiui, tirpalas po aukso ekstrahavimo cianidavimo procese, turi įvairių teršalų, ypač cianido junginių, kurie, netinkamai apdorojami, gali sukelti didelę aplinkos taršą. Todėl reikia kurti efektyvius ir ekonomiškus Gydymo metodai cianido neturinčio skysčio valymas yra skubi užduotis. Šiame tinklaraščio įraše daugiausia dėmesio skiriama eksperimentiniam cianido neturinčio skysčio valymo metodų tyrimui tam tikroje vietoje. Aukso kasykla, siekiant suteikti vertingų įžvalgų ir nuorodų pramonei.

Cianidų neturinčių skysčių apdorojimo metodų apžvalga

Paprastai cianido neturinčių skysčių apdorojimo metodus galima suskirstyti į dvi kategorijas: valymo metodus ir regeneravimo (regeneravimo) metodus.

Valymo metodai

1. Šarminio-chlorinio oksidacijos metodas

• Tai gana brandus naikinimo metodas cianidai nuotekose ir yra plačiai naudojamas galvanizavimo, koksavimo ir aukso lydymo gamyklose. Esant pH 11–12. Cianidai Ir cianido turinčiose nuotekose esantys metalų kompleksų jonai oksiduojami į cianatus, o tada antrą kartą pridedamas chloras, kad jie oksiduotųsi į Anglis dioksidas, azotas ir kt.

• PrivalumaiProcesas yra gana brandus, pasižymi geru apdorojimo poveikiu ir plačiu pritaikymu. Apdorojimo procesą galima lengvai automatizuoti.

• TrūkumaiCianidų negalima perdirbti, apdorojimo išlaidos yra didelės, be to, negalima pašalinti geležies-cianido kompleksų. Taip pat kyla antrinės taršos problema.

2. Sieros dioksidas – oro oksidacijos metodas

• Į maišomą indą pilamas panaudotas skystis, įleidžiamas oras ir SO₂ (skystis, dujos, sulfito tirpalas arba gautas deginant elementinę sierą). pH kontroliuojamas 7–10 ribose, o oksidacijos reakcijos metu susidariusi rūgščiai neutralizuoti naudojamos kalkės. Reakcijai reikalingas tirpus varis (kaip katalizatorius).

• Inco-SO₂/oro oksidacijos metodas gali suskaidyti visus cianidus, įskaitant geležies cianidus, o geležies cianidus galima nusodinti ir pašalinti naudojant kai kuriuos saugius ir nebrangius reagentus.

3. Vandenilio peroksido metodas

• Šis procesas tinka valyti mažos koncentracijos cianido turinčias nuotekas. Vandenilio peroksidas gali oksiduoti cianidą uolienose į santykinai silpną ir lengvai hidrolizuojamą ciano rūgštį (HCNO), kuri vėliau pašalinama tolesnės oksidacijos ir hidrolizės būdu.

4. Ozono oksidacijos metodas

• Ozonas yra stiprus oksidatorius. Cianidą turinčioms nuotekoms valyti naudojamas ozonas yra išsamesnis nei šarminio chloro oksidacijos metodas ir geriau pašalina cianidus. Po ozonavimo padidėja ištirpusio deguonies kiekis nuotekų tirpale, kurį galima grąžinti į cianidavimo sistemą perdirbimui, taip palengvinant aukso tirpimą ir pagerinant aukso išplovimo efektyvumą.

• Privalumai: Operacija paprasta ir patogi, lengva valdyti, o gamybos automatizavimo laipsnis aukštas. Ozoną galima gaminti vietoje, o tai labai svarbu cianidavimo įrenginiams, kuriuos sunku transportuoti, bet kurių energijos tiekimas pakankamas. Valymo efektyvumas didelis, nesusidaro antrinė tarša.

• TrūkumaiOzono gamybai reikia daug energijos, o gamybos sąnaudos yra didelės, todėl tai riboja platų jo taikymą.

5. Elektrolizės oksidacijos metodas

• Prieš elektrolizę pirmiausia sureguliuokite cianido neturinčio skysčio pH iki >7. Įpilkite nedidelį kiekį druskos, anodą naudokite grafitą, katodą – titano plokštelę, o elektrolitą – šarminį vario ir cinko vandeninį tirpalą. Praleidus nuolatinę srovę, katode susidaro metalas varis ir cinkas, taip pat vandenilis. Anode CN⁻ oksiduojamas į CNO⁻, CO₂, N₂, o Cl⁻ oksiduojamas į Cl₂, o Cl₂ patenka į tirpalą ir susidaro HClO.

6. Mikrobinis oksidacijos metodas

• Šis metodas naudoja mikroorganizmų biochemines savybes cianidams, tiocianatams ir geležies cianidams skaidyti, susidarant amoniakui, anglies dioksidui ir sulfatams arba hidrolizuojant cianidus į formamidą. Tuo pačiu metu bakterijos adsorbuoja sunkiųjų metalų jonus, todėl jie nukrenta kartu su bioplėvele ir yra pašalinami.

• Svarbi funkcijaNorint išlaikyti tinkamą cianido šalinimo greitį, temperatūra visada turi būti aukštesnė nei 10 ℃.

Atkūrimo (regeneracijos) metodai

1. Rūgštinimo metodas

• Pagrindinis šio metodo principas yra į cianido turinčias nuotekas įpilti sieros rūgšties, sureguliuoti pH iki maždaug 1.5 ir paversti CN⁻ į HCN. Išsiskyrusios HCN dujos įleidžiamos į absorberį ir absorbuojamos šarminiu tirpalu (natrio hidroksido arba kalcio hidroksido tirpalu), gaunant 20–30 % cianido tirpalą, kurį galima perdirbti.

• PrivalumaiŠis procesas gali maksimaliai padidinti cianidų išgavimą, pagerinti efektyvų cianidų panaudojimo lygį ir sumažinti gamybos sąnaudas.

• TrūkumaiVienkartinės investicijos yra didelės, proceso eiga sudėtinga, o apdorotam cianido turinčiam likutiniam skysčiui sunku atitikti išleidimo standartus.

2. Jonų mainų metodas

• Apdorojant cianido neturinčius skysčius, cianidams sodrinti gali būti naudojamos jonų mainų dervos.

3.Adsorbcijos metodas

• Aktyvintos anglies adsorbcijaAdsorbcija Aktyvuota anglis daugiausia priklauso nuo daugybės vidinių porų ir didelio savitojo paviršiaus ploto. Adsorbcijos procesas apima fizinę ir cheminę adsorbciją. Cianido pašalinimas daugiausia vyksta trimis būdais: oksidacija, hidrolizė ir šalinimas. Pagrindinis procesas yra oksidacinė cianidų skaidymo reakcija cianido turinčiose nuotekose su vandenilio peroksidu ant aktyvuotos anglies paviršiaus.

4. Tirpiklio ekstrakcijos metodas

• Tirpikliai naudojami vertingiems komponentams ir cianidams išgauti iš cianido neturinčio skysčio.

5. Skystosios membranos metodas

• Cianidų neturinčių skysčių valymui daugiausia naudojama alyvos vandenyje sistema. Pagrindinis principas yra toks: pirmiausia cianidą turinčios nuotekos parūgštinamos, kad jose esantys cianido jonai paverstų HCN. HCN praeina pro alyvos fazės skysčio membraną į vidinę vandens fazę ir tada reaguoja su NaOH, susidarant NaCN.

6.Elektrodializės metodas

• Šis metodas naudoja elektrinį lauką jonų migracijai per jonų mainų membranas skatinti, kad būtų pasiektas medžiagų atskyrimas ir regeneravimas.

Eksperimentinis tyrimas su aukso kasyklos cianido neturinčiu skysčiu

Eksperimento aplinkybės

Tam tikros aukso kasyklos cianido neturinčiame skystyje yra ypač didelis bendras cianido kiekis, siekiantis iki 13000 mg/l. Tokios didelės cianido koncentracijos nuotekos kelia didelę grėsmę aplinkai ir reikalauja veiksmingo valymo.

Eksperimentiniai metodai

1.H₂O₂ + ClO₂ + C adsorbcijos metodas

• Šiuo metodu vandenilio peroksidas (H₂O₂) ir chloro dioksidas (ClO₂) pirmiausia naudojami kaip oksidatoriai cianidams oksiduoti cianido neturinčiame skystyje. Tada atliekama aktyvuotos anglies (C) adsorbcija, siekiant pašalinti likusius teršalus.

2. Trijų pakopų oksidacija (H₂O₂ + katalizatorius „M“) + chlorinimas, aeravimas + C adsorbcijos metodas

• Trijų pakopų oksidacijaVandenilio peroksidas (H₂O₂) ir specialus katalizatorius „M“ naudojami trijų pakopų oksidacijai. Tai užtikrina išsamesnį įvairių cianido junginių, įskaitant kompleksinius cianidus, oksidavimą.

• Chloravimo aeracijaPo trijų pakopų oksidacijos atliekama chlorinimo aeracija. Aeracijos metu į skystį įvedamas chloras, kuris gali dar labiau oksiduoti likusias cianido kilmės medžiagas ir kai kuriuos kitus redukuojamus teršalus.

• C adsorbcijaGaliausiai, aktyvuotos anglies adsorbcija naudojama likusiems smulkiagrūdžiams teršalams ir bet kokioms likusioms su cianidu susijusioms medžiagoms adsorbuoti, siekiant išvalyti cianido neturintį skystį.

Eksperimentiniai rezultatai ir palyginimas

1.H₂O₂ + ClO₂ + C adsorbcijos metodas

• Šiuo metodu buvo pasiektas tam tikras cianido pašalinimo lygis, tačiau galutinis bendras cianido kiekis apdorotame skystyje vis tiek buvo gana didelis ir neatitiko griežtų nacionalinių išleidimo standartų.

2. Trijų pakopų oksidacija (H₂O₂ + katalizatorius „M“) + chlorinimas, aeravimas + C adsorbcijos metodas

• Šis metodas parodė geresnius rezultatus. Galutinis bendras cianido kiekis sumažėjo iki 0.44 mg/l, o tai atitinka nacionalinius išleidimo standartus. Be to, kitų sunkiųjų metalų kiekis taip pat atitiko atitinkamus nacionalinius standartų reikalavimus.

• Kaina – efektyvumasKalbant apie sąnaudas, nors trijų pakopų oksidacijos procesas su katalizatoriumi ir papildoma chlorinimo aeracija reikalauja sudėtingesnių operacijų ir tam tikrų katalizatorių bei chloro naudojimo, apskritai, palyginti su kai kuriais kitais pernelyg sudėtingais ar brangiais metodais, sąnaudos yra gana priimtinos. Juo galima efektyviai apdoroti didelės koncentracijos cianido neturinčius skysčius, kontroliuojant sąnaudas priimtinose ribose.

Išvada

Cianido neturinčio skysčio valymas aukso kasyklose yra sudėtinga, bet labai svarbi užduotis. Atlikus eksperimentinį cianido neturinčio skysčio tyrimą tam tikroje aukso kasykloje, matyti, kad skirtingi valymo metodai turi savų privalumų ir trūkumų. Trijų pakopų oksidacijos (H₂O₂ + katalizatorius „M“) + chlorinimo aeravimo + C adsorbcijos metodas rodo santykinai idealų valymo efektą ir ekonomiškumą cianido neturinčiam skysčiui, kuriame yra didelis bendras cianido kiekis, šioje aukso kasykloje. Tačiau ateityje vis dar reikalingi nuolatiniai tyrimai ir tobulinimas, siekiant sukurti efektyvesnius, ekonomiškesnius ir aplinkai nekenksmingesnius valymo metodus, kurie geriau atitiktų aplinkos apsaugos ir tvaraus vystymosi reikalavimus aukso kasybos pramonėje.