Методи и процеси за отстранување на цијанид од површината на сулфидни руди

1. Вовед

Во областа на металургијата, особено во екстракцијата на злато и преработката на сулфидна руда, присуството на Цијанид на површината на Сулфидни руди претставува значителни предизвици. Цијанидот е широко користен во процесот на цијанидација и лужење за екстракција на злато поради неговата способност да формира комплекси со злато, олеснувајќи го неговото растворање. Сепак, по процесот на лужење, преостанатите цијанид на површината на сулфидните руди во јаловината не само што доведува до загадување на животната средина, туку и го инхибира последователното збогатување на сулфидните минерали, намалувајќи ја вкупната стапка на обновување на вредните метали. Затоа, развојот на ефикасни методи за отстранување на цијанид од површината на сулфидните руди е клучен за одржлива преработка на минерали и заштита на животната средина.

2. Постоечки проблеми со цијанид на површини од сулфидна руда

2.1 Влијание врз животната средина

Цијанидот е многу токсична супстанца. Кога сулфидните руди со површински адсорбиран цијанид се испуштаат во животната средина, цијанидот може постепено да се исцеди и да ја контаминира почвата, изворите на вода и воздухот. Дури и во ниски концентрации, цијанидот може да биде исклучително штетен за водните организми, растенијата и здравјето на луѓето. На пример, во некои рударски области каде што се случило неправилно отстранување на јаловина што содржи цијанид, блиските водни тела покажале значително намалување на содржината на растворен кислород, што резултирало со смрт на риби и друг воден свет.

2.2 Инхибиција на збогатување на сулфидни минерали

Цијанидот адсорбиран на површината на сулфидните руди, како што се пирит, халкопирит и сфалерит, може да формира пасивациски филм на површината на минералот. Овој филм ја намалува реактивноста на сулфидните минерали за време на последователната флотација или други процеси на облагородување. На пример, при флотацијата на сулфидни руди што содржат бакар, присуството на цијанид на површината на халкопирит може да ја ослабне неговата интеракција со колекторите, што го отежнува ефикасното одвојување на бакарните минерали од ганге минералите, со што се намалува степенот на сортирање и стапката на обновување на бакарните концентрати.

3. Методи за отстранување на цијанид од површината на сулфидни руди

3.1 Метод на активирање на киселина

3.1.1 Принцип

Методот на киселинска активација главно користи киселини како сулфурна киселина или оксална киселина за да реагираат со соединенијата што содржат цијанид на површината на сулфидните руди. Кога се додава киселина, таа предизвикува распаѓање на комплексите цијанид-метал. Како резултат на тоа, се генерира гас од водород цијанид. Но, во добро осмислен процес, овој испарлив водород цијанид може да се обнови и повторно да се употреби преку соодветни системи за апсорпција.

3.1.2 Чекори на процесот

1. Подготовка на рудна пулпаПрво, измешајте јаловината од сулфидна руда со површински адсорбиран цијанид со вода за да се создаде униформна рудна пулпа. Односот на цврста и течноста во рудната пулпа обично се прилагодува врз основа на карактеристиките на рудата и специфичните барања на процесот, обично во опсег од 1:2 - 1:5.

2. Додавање киселинаПолека додавајте сулфурна киселина или оксална киселина во рудната пулпа додека постојано мешате. Количината на додадена киселина мора внимателно да се контролира според содржината на цијанид во рудната пулпа. Вообичаено, pH вредноста на рудната пулпа се прилагодува на 2-4, а pH вредноста треба да се следи во реално време со помош на pH-метар за време на процесот на додавање.

3. Реакција и третман на гасПо додавањето на киселината, оставете ја реакцијата да продолжи околу 1-3 часа. Во ова време, се создава гас од водород цијанид. За да се спречи загадувањето на животната средина од овој гас, се поставува систем за собирање и третман на гас. Генерираниот гас од водород цијанид се насочува во апсорпциона кула исполнета со алкален раствор, како што е раствор на натриум хидроксид. Тука, водород цијанидот реагира со натриум хидроксид, а добиениот Натриум цијанид Растворот може да се рециклира во процесот на цијанидација ако неговиот квалитет ги исполнува барањата.

3.1.3 Предности и недостатоци

• ПредностиОвој метод е релативно едноставен и во принцип и во работа. Може ефикасно да ги разгради соединенијата што содржат цијанид на површината на сулфидните руди и има потенцијал да го рециклира цијанидот, намалувајќи ги вкупните трошоци за употреба на цијанид во процесот на рударство.

• НедостатоциПостојат значителни безбедносни ризици. Водород цијанидниот гас е многу токсичен и секое истекување за време на реакцијата може да предизвика сериозна штета на операторите и животната средина. Дополнително, киселините што се користат во овој метод се корозивни, што може да ја оштети опремата и цевководите, зголемувајќи ги трошоците за одржување и скратувајќи го животниот век на опремата.

3.2 Метод на активирање со оксиданс

3.2.1 Принцип

Оксиданти како што се водород пероксид, калиум перманганат и озон се користат за оксидирање на цијанидот на површината на сулфидните руди. Овие оксиданти ги раскинуваат хемиските врски на цијанидните соединенија, трансформирајќи го цијанидот во релативно нетоксични супстанции како азотен гас и Јаглеродјаде.

3.2.2 Чекори на процесот

1. Подготовка на рудна пулпаСлично на методот на киселинска активација, подгответе јаловината од сулфидната руда во рудна пулпа со соодветен сооднос на цврста и течност.

2. Додавање на оксидансДодадете го избраниот оксиданс во рудната пулпа. Количината на додаден оксиданс зависи од содржината на цијанид во рудната пулпа и од оксидативниот потенцијал на оксидансот. На пример, кога се користи водород пероксид, дозата е генерално 1 - 5 кг на тон рудна пулпа, додека калиум перманганат обично се додава 0.5 - 2 кг на тон рудна пулпа. Додавањето треба да се прави бавно со континуирано мешање за да се обезбеди рамномерно мешање.

3. Реакција и мониторингОставете оксидантот да реагира со цијанидот во рудната пулпа 2-4 часа. За време на реакцијата, следете го потенцијалот за оксидација - редукција и содржината на цијанид во рудната пулпа. Вредноста на потенцијалот за оксидација - редукција може да го одрази напредокот на реакцијата на оксидација. Кога вредноста се стабилизира и содржината на цијанид во рудната пулпа го исполнува потребниот стандард (обично помалку од 0.5 mg/L), реакцијата се смета за завршена.

3.2.3 Предности и недостатоци

• ПредностиОвој метод не произведува токсични и испарливи гасови како методот на активација со киселина, што го прави побезбеден за работната средина. Може ефикасно да оксидира и разгради цијанид, постигнувајќи ја целта за отстранување на цијанид од површината на сулфидните руди. Покрај тоа, реакционите производи се релативно еколошки.

• НедостатоциЦената на оксидансите е релативно висока, особено за силните оксиданси како озонот, што ги зголемува трошоците за преработка на сулфидните руди. Дополнително, реакцијата на оксидација лесно е под влијание на фактори како што се pH вредноста на рудната пулпа, температурата и присуството на други нечистотии, што бара строга контрола на условите на реакцијата.

3.3 Метод со бакарна сол

3.3.1 Принцип

Бакарни соли, како што е бакар сулфатот, се додаваат во сулфидната рудна пулпа со површински адсорбиран цијанид. Бакарните јони реагираат со цијанид и формираат нерастворливи комплекси на бакар-цијанид. Овие комплекси потоа можат да се одвојат од рудната пулпа преку методи на сепарација на цврсто-течно ниво, со што се постигнува отстранување на цијанидот.

3.3.2 Чекори на процесот

1. Подготовка на рудна пулпаПодгответе јаловината од сулфидната руда во рудна пулпа со соодветен сооднос на цврста и течност.

2. Додавање на бакарна солДодадете соодветна количина на бакар сулфат во рудната пулпа. Количината на додаден бакар сулфат се одредува според содржината на цијанид во рудната пулпа, генерално со моларен однос на бакарни јони и цијанидни јони од 1 - 2:1. Бакарниот сулфат обично се додава како воден раствор, а процесот на додавање треба да биде придружен со континуирано мешање за да се обезбеди рамномерна распределба на бакарни јони во рудната пулпа.

3. Реакција и одвојување на цврсти материи - течностиПо додавањето на бакарната сол, оставете ја реакцијата да продолжи 1-2 часа. Потоа, извршете одвојување на цврста материја од течност на рудната пулпа со користење на методи како што се филтрација или седиментација. Одвоената цврста материја содржи талог од бакар-цијанид и сулфидни минерали, додека одвоената течност може дополнително да се третира за да се исполни стандардот за испуштање или да се рециклира за други цели.

3.3.3 Предности и недостатоци

• ПредностиОвој метод може ефикасно да го отстрани цијанидот од површината на сулфидните руди со формирање на нерастворливи талог. Процесот на работа е релативно едноставен, а бакарниот сулфат е вообичаен и ефтин хемиски реагенс, што нуди одредени економски придобивки.

• НедостатоциДодавањето бакарни соли може да внесе бакарни нечистотии во рудната пулпа, што може да влијае на последователното збогатување на сулфидните минерали. На пример, при флотацијата на олово-цинкови сулфидни руди, прекумерните јони на бакар може да го активираат сфалеритот, попречувајќи го одвојувањето на оловни и цинкови минерали. Дополнително, одвоените талози на бакар-цијанид треба правилно да се отстранат за да се спречи секундарно загадување.

3.4 Нов метод на композитни реагенси

3.4.1 Принцип

Се користат некои новоразвиени композитни реагенси, како што е комбинација од полисулфиди и натриум метабисулфит. Полисулфидите реагираат со компонентите што содржат сулфур во соединенијата што содржат цијанид на површината на сулфидните руди, додека натриум метабисулфит го прилагодува редокс потенцијалот на системот и го поттикнува распаѓањето на цијанидот, со што се олеснува неговото отстранување.

3.4.2 Чекори на процесот

1. Подготовка на рудна пулпаПодгответе јаловината од сулфидната руда во рудна пулпа.

2. Додавање на композитен реагенсДодадете го композитниот реагенс што се состои од полисулфиди и натриум метабисулфит во рудната пулпа. Тежинскиот однос на полисулфидите и натриум метабисулфит е типично 1:1, а количината на додадениот композитниот реагенс се одредува врз основа на содржината на цијанид во рудната пулпа и природата на сулфидната руда, генерално во опсег од 0.5 - 2 кг на тон рудна пулпа.

3. Реакција и мониторингПо додавањето на композитниот реагенс, оставете ја реакцијата да продолжи 1-3 часа. За време на реакцијата, следете ја содржината на цијанид и релевантните хемиски параметри, како што се редокс потенцијалот и pH вредноста, во рудната пулпа. Брзо прилагодете ги условите на реакцијата според резултатите од следењето за да се обезбеди целосно отстранување на цијанидот.

3.4.3 Предности и недостатоци

• ПредностиОвој метод покажува добра прилагодливост кон различни видови сулфидни руди. Композитниот реагенс работи синергистички за ефикасно отстранување на цијанидот од површината на сулфидните руди. Во споредба со методите со еден реагенс, тој може да понуди подобра ефикасност на отстранување и да има помало влијание врз последователното збогатување на сулфидните минерали.

• НедостатоциРазвојот и производството на композитни реагенси се релативно сложени, а цената може да биде повисока од некои традиционални методи со еден реагенс. Покрај тоа, специфичниот механизам на реакција на композитните реагенси сè уште не е целосно разбран, што може да внесе неизвесности во реалните индустриски апликации.

4. Оптимизација на процесите и размислувања

4.1 Предтретман на руди

Пред да се користи кој било од горенаведените методи за отстранување на цијанид од површината на сулфидните руди, честопати е неопходна соодветна претходна обработка на рудата. На пример, ако јаловината од сулфидна руда содржи голема количина на ситнозрнести ганге минерали, може да се спроведат операции на претходно скрининг или класификација за да се отстранат тешко обработените ситнозрнести фракции. Ова може да ја зголеми ефикасноста на контактот помеѓу реагенсот и сулфидните минерали со површински адсорбиран цијанид и да го намали интерференцијата на ганге минералите врз процесот на реакција.

4.2 Контрола на условите на реакција

• pH вредностpH вредноста на рудната пулпа значително влијае на процесот на реакција. Методот на активација со киселина бара пониска pH вредност за да се поттикне распаѓањето на соединенијата што содржат цијанид, додека методот на активација со оксиданс и методот со бакарни соли треба да одржуваат соодветен опсег на pH. На пример, кога се користи водород пероксид како оксиданс, оптималната pH вредност на рудната пулпа е обично 8-10, а кога се користи бакар сулфат, pH вредноста на рудната пулпа генерално се контролира на 6-8.

• температураТемпературата на реакцијата, исто така, влијае на брзината и ефикасноста на реакцијата. Општо земено, зголемувањето на температурата може да ја забрза брзината на реакцијата. Сепак, за некои реакции, како што е оксидацијата на цијанид со водород пероксид, превисоката температура може да предизвика распаѓање на оксидантот, намалувајќи ја ефикасноста на оксидација. Затоа, температурата на реакцијата треба да се оптимизира според специфичниот реакционен систем, обично во опсег од 20 - 40 °C.

• Интензитет на мешањеДоволното мешање е од суштинско значење за да се обезбеди рамномерна распределба на реагенсите во рудната пулпа и да се зголеми веројатноста за контакт помеѓу реагенсот и супстанциите што содржат цијанид на површината на сулфидните руди. Сепак, прекумерното мешање може да доведе до непотребна потрошувачка на енергија и механичко абење на опремата. Соодветниот интензитет на мешање треба да се утврди преку експериментални истражувања и практично искуство во производството.

4.3 Одвојување на цврсти и течни материи и третман на отпадни води

По реакцијата за отстранување на цијанид од површината на сулфидните руди, потребно е ефикасно одвојување на цврсто и течно ниво за да се одвојат третираните сулфидни минерали од реакцискиот раствор. Најчесто користените методи за одвојување на цврсто и течно ниво вклучуваат филтрација, седиментација и центрифугирање. Одделената отпадна вода обично сè уште содржи остаток од цијанид и други нечистотии, кои треба дополнително да се третираат за да се исполни стандардот за испуштање. Процесите на третман на отпадни води може да вклучуваат методи како што се понатамошна оксидација, адсорпција и биолошки третман.

5. Студии на случај

5.1 Примена на метод за активирање на киселина во рудник за злато

Во одреден рудник за злато, по процесот на лужење со цијанидација, јаловината од сулфидна руда имала одредена количина на површински адсорбиран цијанид. Рудникот го користел методот на киселинска активација за третман. Прво, јаловината била претворена во рудна пулпа со сооднос на цврста и течност од 1:3. Потоа, била додадена сулфурна киселина за да се прилагоди pH вредноста на рудната пулпа на 3. По 2-часовна реакција, генерираниот гас на водороден цијанид бил собран и апсорбиран од раствор на натриум хидроксид. По третманот, содржината на цијанид во рудната пулпа се намалила од 5 mg/L на помалку од 0.5 mg/L, а последователната стапка на обновување на сулфидните минерали при флотација се зголемила за околу 10%. Сепак, за време на работата, истекувањето на гасот на водороден цијанид претставувало безбедносни ризици на местото на работа, а цевководите на опремата претрпеле релативно сериозна корозија.

5.2 Метод на активирање на оксиданси во рудник за полиметална сулфидна руда

Рудник за полиметална сулфидна руда користел водород пероксид како оксиданс за отстранување на цијанид од површината на сулфидните руди. pH вредноста на рудната пулпа прво била прилагодена на 9, а потоа бил додаден водород пероксид во доза од 3 кг на тон рудна пулпа. По 3 часа реакција, содржината на цијанид во рудната пулпа била намалена на многу ниско ниво. Последователната облагородување на минералите бакар, олово и цинк сулфид не била засегната од преостанатиот цијанид, а вкупната стапка на обновување на металот се подобрила. Сепак, високата цена на водород пероксидот довела до зголемување на трошоците за преработка на рудата за околу 5 долари по тон.

6. заклучок

Отстранувањето на цијанид од површината на сулфидните руди е клучна задача во областа на преработката на минерали. Методот на активација со киселина, методот на активација со оксиданс, методот со бакарни соли и методот со нов композитен реагенс имаат свои предности и недостатоци. Во реалните индустриски апликации, потребно е сеопфатно да се земат предвид фактори како што се природата на сулфидните руди, барањата за заштита на животната средина и економските трошоци за да се избере најсоодветниот метод. Во меѓувреме, со оптимизирање на условите на процесот, претходна обработка на рудите и правилно ракување со одвојување на цврсто и течно масло и третман на отпадни води, ефикасноста на отстранувањето на цијанид од површината на сулфидните руди може дополнително да се зголеми, со што ќе се постигнат целите за обновување на ресурсите и заштита на животната средина.