Сульфидын хүдрийн гадаргуу дээрх цианидыг зайлуулах арга, процесс

1. Оршил

Металлургийн салбарт, ялангуяа алт олборлох, сульфидын хүдэр боловсруулах салбарт сульфидын хүдрийн гадаргуу дээр цианид байгаа нь ихээхэн бэрхшээл учруулдаг. Цианид нь алттай цогцолбор үүсгэж, уусалтыг хөнгөвчлөх чадвартай тул алт олборлоход цианидын уусгах процесст өргөн хэрэглэгддэг. Гэсэн хэдий ч уусгах процессын дараа хаягдлын сульфидын хүдрийн гадаргуу дээр үлдсэн цианид нь хүрээлэн буй орчны бохирдолд хүргэхээс гадна сульфидын эрдэс баялгийг дараагийн баяжуулах үйл явцыг саатуулж, үнэт металлын нийт нөхөн сэргээлтийн түвшинг бууруулдаг. Тиймээс сульфидын хүдрийн гадаргуу дээрх цианидийг зайлуулах үр дүнтэй аргыг боловсруулах нь тогтвортой ашигт малтмалын боловсруулалт, байгаль орчныг хамгаалахад чухал ач холбогдолтой юм.

2. Сульфидын хүдрийн гадаргуу дээрх цианидтай холбоотой одоо байгаа асуудлууд

2.1 Байгаль орчинд үзүүлэх нөлөө

Цианид бол маш хортой бодис юм. Гадаргуугаар шингэсэн цианид бүхий сульфидын хүдрийг байгаль орчинд хаяхад цианид аажмаар уусч хөрс, усны эх үүсвэр, агаарыг бохирдуулдаг. Цианид нь бага концентрацитай байсан ч усны организм, ургамал, хүний ​​эрүүл мэндэд асар их хор хөнөөл учруулдаг. Тухайлбал, цианид агуулсан хаягдлыг зүй бусаар устгасан зарим уурхайн бүсэд ойр орчмын усан санд ууссан хүчилтөрөгчийн агууламж мэдэгдэхүйц буурч, загас болон бусад усны амьтад үхэж байна.

2.2 Сульфидын ашигт малтмалын баяжуулалтыг дарангуйлах

Пирит, халькопирит, сфалерит зэрэг сульфидын хүдрийн гадаргууд шингэсэн цианид нь эрдсийн гадаргуу дээр идэвхгүй хальс үүсгэдэг. Энэ хальс нь дараагийн флотаци эсвэл бусад баяжуулах процессын үед сульфидын эрдсийн урвалын идэвхийг бууруулдаг. Жишээлбэл, зэс агуулсан сульфидын хүдрийг хөвүүлэн баяжуулах үед халькопиритын гадаргуу дээр цианид байгаа нь түүний коллекторуудтай харилцан үйлчлэлийг сулруулж, зэсийн эрдсийг гангийн эрдсээс үр дүнтэй ялгахад хүндрэл учруулж, улмаар зэсийн баяжмалын агуулга, ялгаралтыг бууруулдаг.

3. Сульфидын хүдрийн гадаргуу дээрх цианидыг зайлуулах арга

3.1 Хүчиллэгийг идэвхжүүлэх арга

3.1.1 зарчим

Хүчиллэгийг идэвхжүүлэх арга нь сульфидын хүдрийн гадаргуу дээрх цианид агуулсан нэгдлүүдтэй урвалд орохын тулд хүхрийн хүчил эсвэл оксалийн хүчил зэрэг хүчлийг голчлон ашигладаг. Хүчил нэмэхэд энэ нь цианид - металлын цогцолборыг задлахад хүргэдэг. Үүний үр дүнд устөрөгчийн цианидын хий үүсдэг. Гэхдээ сайн боловсруулсан процессын үед энэхүү дэгдэмхий устөрөгчийн цианидыг зохих шингээлтийн системээр дамжуулан сэргээж, дахин ашиглах боломжтой.

3.1.2 Үйл явцын үе шатууд

1. Хүдрийн нухаш бэлтгэх : Эхлээд сульфидын хүдрийн хаягдлыг гадаргуугийн шингээлттэй цианидтай усаар хольж, нэгэн жигд хүдрийн нухаш үүсгэнэ. Хүдрийн нухашны хатуу ба шингэн бодисын харьцааг хүдрийн шинж чанар болон тодорхой процессын шаардлагад үндэслэн ихэвчлэн 1:2 - 1:5 хооронд тохируулдаг.

2. Хүчил нэмэх : Хүдрийн нухаш руу хүхрийн хүчил эсвэл оксалийн хүчил аажмаар нэмж, тасралтгүй хутгана. Нэмсэн хүчлийн хэмжээг хүдрийн нухаш дахь цианидын агууламжаас хамааран сайтар хянаж байх ёстой. Ихэвчлэн хүдрийн нухашны рН-ийн утгыг 2-4 болгож тохируулдаг бөгөөд нэмэх явцад рН хэмжигч ашиглан рН-ийг бодит цаг хугацаанд хянаж байх ёстой.

3. Урвал ба хийн боловсруулалт : Хүчил нэмсний дараа урвалыг 1-3 цаг орчим үргэлжлүүлнэ. Энэ хугацаанд устөрөгчийн цианидын хий үүсдэг. Энэ хийг хүрээлэн буй орчныг бохирдуулахаас сэргийлэхийн тулд хий цуглуулах, цэвэрлэх системийг байгуулдаг. Үүссэн устөрөгчийн цианидын хийг натрийн гидроксидын уусмал гэх мэт шүлтлэг уусмалаар дүүргэсэн шингээлтийн цамхаг руу чиглүүлдэг. Энд устөрөгчийн цианид нь натрийн гидроксидтой урвалд ордог бөгөөд хэрэв чанар нь шаардлага хангасан бол гаргаж авсан натрийн цианидын уусмалыг цианиджуулалтын процесст дахин боловсруулж болно.

3.1.3 Давуу болон сул талууд

• Давуу талууд : Энэ арга нь зарчим болон үйл ажиллагааны хувьд харьцангуй энгийн. Энэ нь сульфидын хүдрийн гадаргуу дээрх цианид агуулсан нэгдлүүдийг үр дүнтэй задалж, цианидыг дахин боловсруулах боломжтой бөгөөд ингэснээр олборлолтын процесст цианид ашиглах нийт зардлыг бууруулдаг.

• Сул талууд : Аюулгүй байдлын томоохон эрсдэлүүд байдаг. Цианидын устөрөгчийн хий нь маш хортой бөгөөд урвалын явцад гарсан аливаа алдагдал нь операторууд болон хүрээлэн буй орчинд ноцтой хор хөнөөл учруулж болзошгүй. Нэмж дурдахад, энэ аргаар ашигласан хүчил нь зэврэлт ихтэй тул тоног төхөөрөмж болон дамжуулах хоолойг гэмтээж, засвар үйлчилгээний зардлыг нэмэгдүүлж, тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг богиносгодог.

3.2 Исэлдүүлэгчийг идэвхжүүлэх арга

3.2.1 зарчим

Устөрөгчийн хэт исэл, калийн перманганат, озон зэрэг исэлдүүлэгчдийг сульфидын хүдрийн гадаргуу дээрх цианидыг исэлдүүлэхэд ашигладаг. Эдгээр исэлдүүлэгчид нь цианидын нэгдлүүдийн химийн холбоог тасалдуулж, цианидыг азотын хий, нүүрстөрөгч зэрэг харьцангуй хоргүй бодис болгон хувиргадаг.

3.2.2 Үйл явцын үе шатууд

1. Хүдрийн нухаш бэлтгэх : Хүчил идэвхжүүлэх аргатай адил сульфидын хүдрийн хаягдлыг хатуу-шингэний харьцаатай хүдрийн нухаш болгон бэлтгэнэ.

2. Исэлдүүлэгч нэмэх : Сонгосон исэлдүүлэгчийг хүдрийн нухаш дээр нэмнэ. Исэлдүүлэгчийн хэмжээ нь хүдрийн нухаш дахь цианидын агууламж болон исэлдүүлэгчийн исэлдэлтийн потенциалаас хамаарна. Жишээлбэл, устөрөгчийн хэт исэл хэрэглэх үед тун нь ерөнхийдөө нэг тонн хүдрийн нухаш тутамд 1-5 кг байдаг бол калийн перманганатыг нэг тонн хүдрийн нухаш тутамд 0.5-2 кг-аар нэмнэ. Нэг жигд холихын тулд нэмэлтийг аажмаар, тасралтгүй хутгах хэрэгтэй.

3. Урвал ба хяналт : Исэлдүүлэгч бодисыг хүдрийн нухаш дахь цианидтай 2-4 цагийн турш урвалд оруулна. Урвалын явцад хүдрийн нухаш дахь исэлдэлт-буурах потенциал болон цианидын агууламжийг хянана. Исэлдэлт-буурах потенциалын утга нь исэлдэлтийн урвалын явцыг тусгаж болно. Утга тогтворжиж, хүдрийн нухаш дахь цианидын агууламж шаардлагатай стандартад (ихэвчлэн 0.5 мг/л-ээс бага) хүрвэл урвалыг бүрэн дууссан гэж үзнэ.

3.2.3 Давуу болон сул талууд

• Давуу талууд : Энэ арга нь хүчил идэвхжүүлэх арга шиг хортой болон дэгдэмхий хий үүсгэдэггүй тул үйл ажиллагааны орчинд илүү аюулгүй болгодог. Энэ нь цианидыг үр дүнтэй исэлдүүлж, задалж, сульфидын хүдрийн гадаргуугаас цианидыг зайлуулах зорилгод хүрдэг. Түүнчлэн, урвалын бүтээгдэхүүн нь харьцангуй байгаль орчинд ээлтэй.

• Сул талууд : Исэлдүүлэгч бодисын өртөг харьцангуй өндөр байдаг, ялангуяа озон зэрэг хүчтэй исэлдүүлэгч бодисын хувьд сульфидын хүдрийн боловсруулалтын зардлыг нэмэгдүүлдэг. Нэмж дурдахад, исэлдэлтийн урвалд хүдрийн целлюлозын рН утга, температур, бусад хольцын агууламж зэрэг хүчин зүйлс амархан нөлөөлдөг тул урвалын нөхцлийг хатуу хянах шаардлагатай болдог.

3.3 Зэсийн давсны арга

3.3.1 зарчим

Зэсийн сульфат гэх мэт зэсийн давсыг гадаргуугийн шингэсэн цианидтай сульфидын хүдрийн целлюлозт нэмнэ. Зэсийн ионууд нь цианидтай урвалд орж уусдаггүй зэс-цианидын нэгдэл үүсгэдэг. Дараа нь эдгээр цогцолборыг хатуу шингэнээр ялгах аргаар хүдрийн целлюлозоос салгаж, улмаар цианидыг зайлуулах боломжтой болно.

3.3.2 Үйл явцын үе шатууд

1. Хүдрийн нухаш бэлтгэх : Сульфидын хүдрийн хаягдлыг тохиромжтой хатуу-шингэний харьцаатай хүдрийн нухаш болгон бэлтгэнэ.

2. Зэсийн давс нэмэх : Хүдрийн нухаш руу зохих хэмжээний зэсийн сульфат нэмнэ. Нэмэх зэсийн сульфатын хэмжээг хүдрийн нухаш дахь цианидын агууламжаар тодорхойлдог бөгөөд ерөнхийдөө зэсийн ионуудын цианидын ионтой молийн харьцаа 1-2:1 байна. Зэсийн сульфатыг ихэвчлэн усан уусмал хэлбэрээр нэмдэг бөгөөд хүдрийн нухаш дахь зэсийн ионуудын жигд тархалтыг хангахын тулд нэмэх процессыг тасралтгүй хутгах хэрэгтэй.

3. Урвал ба хатуу бодис - шингэн ялгах : Зэсийн давс нэмсний дараа урвалыг 1-2 цаг үргэлжлүүлнэ. Дараа нь шүүлтүүр эсвэл тунадасжуулалт зэрэг аргыг ашиглан хүдрийн нухаш дээр хатуу бодис - шингэн ялгах ажлыг гүйцэтгэнэ. Ялгасан хатуу бодис нь зэс - цианидын тунадас болон сульфидын эрдэс бодис агуулдаг бол ялгасан шингэнийг ялгадсын стандартад нийцүүлэн цаашид боловсруулж эсвэл бусад зорилгоор дахин боловсруулж болно.

3.3.3 Давуу болон сул талууд

• Давуу талууд : Энэ арга нь уусдаггүй тунадас үүсгэх замаар сульфидын хүдрийн гадаргуугаас цианидыг үр дүнтэй арилгаж чадна. Үйл ажиллагааны процесс нь харьцангуй энгийн бөгөөд зэсийн сульфат нь түгээмэл бөгөөд хямд химийн урвалж бөгөөд тодорхой эдийн засгийн ашиг тусыг өгдөг.

• Сул талууд : Зэсийн давс нэмэх нь хүдрийн нухаш руу зэсийн хольц оруулж, улмаар сульфидын эрдэс бодисын дараагийн баяжуулалтад нөлөөлж болзошгүй. Жишээлбэл, хар тугалга-цайрын сульфидын хүдрийг хөвүүлэх үед илүүдэл зэсийн ионууд нь сфалеритийг идэвхжүүлж, хар тугалга, цайрын эрдэс бодисын ялгаралтанд саад учруулж болзошгүй. Үүнээс гадна, хоёрдогч бохирдлоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд ялгарсан зэс-цианидын тунадасыг зохих ёсоор зайлуулах шаардлагатай.

3.4 Нийлмэл урвалжийн шинэ арга

3.4.1 зарчим

Зарим шинээр боловсруулсан нийлмэл урвалжууд, тухайлбал полисульфид ба натрийн метабисульфитийн хослолыг ашигладаг. Полисульфид нь сульфидын хүдрийн гадаргуу дээрх хүхэр агуулсан цианидын бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй урвалд ордог бол натрийн метабисульфит нь системийн исэлдэлтийн потенциалыг тохируулж, цианидын задралыг дэмжиж, улмаар түүнийг зайлуулах ажлыг хөнгөвчилдөг.

3.4.2 Үйл явцын үе шатууд

1. Хүдрийн нухаш бэлтгэх : Сульфидын хүдрийн хаягдлыг хүдрийн нухаш болгон бэлтгэнэ.

2. Нийлмэл урвалж нэмэх : Полисульфид болон натрийн метабисульфитээс бүрдсэн нийлмэл урвалжийг хүдрийн нухаш руу нэмнэ. Полисульфидын натрийн метабисульфиттэй харьцуулсан жингийн харьцаа нь ерөнхийдөө 1:1 байдаг бөгөөд нэмсэн нийлмэл урвалжийн хэмжээг хүдрийн нухаш дахь цианидын агууламж болон сульфидын хүдрийн шинж чанарт үндэслэн тодорхойлдог бөгөөд ерөнхийдөө нэг тонн хүдрийн нухаш тутамд 0.5-2 кг хооронд хэлбэлздэг.

3. Урвал ба хяналт : Нийлмэл урвалж нэмсний дараа урвалыг 1-3 цаг үргэлжлүүлнэ. Урвалын явцад хүдрийн нухаш дахь цианидын агууламж болон исэлдэн ангижрах потенциал ба рН-ийн утга зэрэг холбогдох химийн үзүүлэлтүүдийг хянана. Цианидыг бүрэн арилгахын тулд хяналтын үр дүнгийн дагуу урвалын нөхцлийг нэн даруй тохируулна уу.

3.4.3 Давуу болон сул талууд

• Давуу талууд : Энэ арга нь янз бүрийн төрлийн сульфидын хүдэрт сайн дасан зохицох чадварыг харуулдаг. Нийлмэл урвалж нь сульфидын хүдрийн гадаргуугаас цианидийг үр дүнтэй арилгахын тулд синергетик байдлаар ажилладаг. Ганц урвалжийн аргуудтай харьцуулахад энэ нь илүү сайн зайлуулах үр ашгийг өгч, сульфидын эрдэс бодисын дараагийн баяжуулалтад бага нөлөө үзүүлдэг.

• Сул талууд : Нийлмэл урвалжийг боловсруулах, үйлдвэрлэх нь харьцангуй нарийн төвөгтэй бөгөөд өртөг нь зарим уламжлалт дан урвалжийн аргуудаас өндөр байж болно. Түүнчлэн, нийлмэл урвалжийн тодорхой урвалын механизмыг бүрэн ойлгоогүй байгаа нь үйлдвэрлэлийн бодит хэрэглээнд тодорхойгүй байдлыг бий болгож болзошгүй юм.

4. Үйл явцыг оновчтой болгох, анхаарах зүйлс

4.1 Хүдрийн урьдчилсан боловсруулалт

Сульфидын хүдрийн гадаргуу дээрх цианидыг арилгахын тулд дээрх аргуудын аль нэгийг хэрэглэхээс өмнө хүдрийн зохих урьдчилсан боловсруулалтыг хийх шаардлагатай байдаг. Жишээлбэл, хэрэв сульфидын хүдрийн хаягдал нь их хэмжээний нарийн ширхэгтэй ганга эрдэс агуулсан бол боловсруулахад хэцүү нарийн ширхэгтэй хэсгүүдийг арилгахын тулд урьдчилан шигших буюу ангилах ажлыг хийж болно. Энэ нь урвалж ба сульфидын эрдсүүдийн гадаргуугийн шингэсэн цианидтай харилцах үр ашгийг дээшлүүлж, урвалын процесст гангийн эрдсүүдийн хөндлөнгийн оролцоог бууруулж чадна.

4.2 Урвалын нөхцөлийг хянах

• рН-ийн утга : Хүдрийн целлюлозын рН-ийн утга нь урвалын процесст мэдэгдэхүйц нөлөөлдөг. Хүчлийн идэвхжүүлэлтийн арга нь цианид агуулсан нэгдлүүдийн задралыг дэмжихийн тулд бага рН шаарддаг бол исэлдүүлэгч идэвхжүүлэлтийн арга болон зэсийн давсны арга нь зохих рН-ийн хүрээг хадгалах шаардлагатай. Жишээлбэл, устөрөгчийн хэт ислийг исэлдүүлэгч болгон ашиглах үед хүдрийн целлюлозын оновчтой рН-ийн утга нь ихэвчлэн 8-10 байдаг бөгөөд зэсийн сульфатыг ашиглах үед хүдрийн целлюлозын рН-ийн утгыг ерөнхийдөө 6-8 түвшинд хянадаг.

• Температур : Урвалын температур нь урвалын хурд болон үр ашигт нөлөөлдөг. Ерөнхийдөө температурыг нэмэгдүүлэх нь урвалын хурдыг хурдасгаж болно. Гэсэн хэдий ч цианидыг устөрөгчийн хэт исэлээр исэлдүүлэх зэрэг зарим урвалын хувьд хэт өндөр температур нь исэлдүүлэгч бодисыг задалж, исэлдэлтийн үр ашгийг бууруулж болзошгүй юм. Тиймээс урвалын температурыг тодорхой урвалын системийн дагуу, ихэвчлэн 20-40 °C-ийн хүрээнд оновчтой болгох шаардлагатай.

• Хутгах эрчим : Хүдрийн нухаш дахь урвалжуудын жигд тархалтыг хангах, сульфидын хүдрийн гадаргуу дээрх урвалж болон цианид агуулсан бодисын хоорондын холбоо барих магадлалыг нэмэгдүүлэхийн тулд хангалттай хутгах нь чухал юм. Гэсэн хэдий ч хэт их хутгах нь шаардлагагүй эрчим хүчний зарцуулалт болон тоног төхөөрөмжийн механик элэгдэлд хүргэж болзошгүй юм. Тохиромжтой хутгах эрчимийг туршилтын судалгаа, үйлдвэрлэлийн практик туршлагаар тодорхойлох хэрэгтэй.

4.3 Хатуу - Шингэн ялгах ба бохир ус цэвэрлэх

Сульфидын хүдрийн гадаргуугаас цианидыг зайлуулах урвалын дараа боловсруулсан сульфидын эрдсийг урвалын уусмалаас салгахын тулд хатуу шингэнийг үр ашигтайгаар ялгах шаардлагатай. Түгээмэл хэрэглэгддэг хатуу шингэнийг ялгах аргууд нь шүүх, тунаалт, центрифуг юм. Тусгаарлагдсан бохир ус нь ихэвчлэн цианидын үлдэгдэл болон бусад хольцыг агуулсан хэвээр байгаа тул гадагшлуулах стандартад нийцүүлэн цаашид цэвэрлэх шаардлагатай. Бохир ус цэвэрлэх үйл явц нь цаашдын исэлдэлт, шингээлт, биологийн цэвэрлэгээ зэрэг аргуудыг багтааж болно.

5. Кейс судалгаа

5.1 Алтны уурхайд хүчил идэвхжүүлэх аргыг хэрэглэх

Тодорхой алтны уурхайд цианид уусгах процессын дараа сульфидын хүдрийн хаягдал нь тодорхой хэмжээний гадаргуутай - шингэсэн цианидтай байсан. Уурхайн боловсруулалтанд хүчил идэвхжүүлэх аргыг ашигласан. Эхлээд хаягдлыг 1:3-ийн хатуу шингэний харьцаатай хүдрийн нухаш болгон хийсэн. Дараа нь хүдрийн целлюлозын рН-ийн утгыг 3 болгон тохируулахын тулд хүхрийн хүчил нэмсэн. 2 цагийн турш урвалд орсны дараа үүссэн цианидын устөрөгчийн хийг натрийн гидроксидын уусмалд шингээж авав. Цэвэршүүлсний дараа хүдрийн нухаш дахь цианидын агууламж 5 мг/л-ээс 0.5 мг/л-ээс бага болж буурч, дараа нь сульфидын эрдсийн флотацийн нөхөн сэргэлтийн түвшин 10 орчим хувиар нэмэгдсэн байна. Гэвч ашиглалтын явцад устөрөгчийн цианидын хий алдагдсан нь ашиглалтын талбайд аюулгүй байдалд эрсдэл учруулж, тоног төхөөрөмжийн шугам хоолой харьцангуй их зэврэлтэнд өртсөн.

5.2 Полиметалл сульфидын хүдрийн уурхай дахь исэлдүүлэгчийг идэвхжүүлэх арга

Полиметалл сульфидын хүдрийн уурхай нь устөрөгчийн хэт ислийг исэлдүүлэгч болгон ашиглаж, сульфидын хүдрийн гадаргуу дээрх цианидыг зайлуулжээ. Хүдрийн целлюлозын рН-ийн утгыг эхлээд 9. болгон тохируулж, дараа нь нэг тонн хүдрийн нухаш тутамд 3 кг тунгаар устөрөгчийн хэт исэл нэмсэн. 3 цагийн турш урвалд орсны дараа хүдрийн целлюлоз дахь цианидын агууламж маш бага түвшинд хүрсэн. Зэс, хар тугалга, цайрын сульфидын ашигт малтмалын дараагийн баяжуулалтад үлдсэн цианид нөлөөлөөгүй бөгөөд нийт металл авалтын түвшин сайжирсан. Гэсэн хэдий ч устөрөгчийн хэт ислийн өндөр өртөг нь хүдэр боловсруулах зардлыг тонн тутамд 5 доллараар нэмэгдүүлэхэд хүргэсэн.

6. дүгнэлт

Сульфидын хүдрийн гадаргуу дээрх цианидыг зайлуулах нь ашигт малтмалын боловсруулалтын салбарт нэн чухал ажил юм. Хүчил идэвхжүүлэх арга, исэлдүүлэгчийг идэвхжүүлэх арга, зэсийн давсны арга, шинэ нийлмэл урвалж арга тус бүр өөрийн гэсэн давуу болон сул талуудтай. Аж үйлдвэрийн бодит хэрэглээнд хамгийн тохиромжтой аргыг сонгохын тулд сульфидын хүдрийн шинж чанар, байгаль орчныг хамгаалах шаардлага, эдийн засгийн зардал зэрэг хүчин зүйлсийг цогцоор нь авч үзэх шаардлагатай. Үүний зэрэгцээ, процессын нөхцлийг оновчтой болгох, хүдрийг урьдчилан цэвэрлэх, хатуу шингэн ялгах, бохир усыг зөв боловсруулах замаар сульфидын хүдрийн гадаргуу дээрх цианидыг зайлуулах үр ашгийг улам нэмэгдүүлж, нөөцийг нөхөн сэргээх, байгаль орчныг хамгаалах зорилтуудыг биелүүлэх боломжтой болно.