सोन्याच्या खाणीत सायनाइड-कमी द्रवाच्या उपचार पद्धतींवर प्रायोगिक अभ्यास

परिचय

सोने खाण उद्योगात, सायनाइड -विरहित द्रवावर प्रक्रिया करणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. सायनाइडेशन प्रक्रियेत सोने काढल्यानंतर मिळणाऱ्या द्रावणासारख्या सायनाइड-विरहित द्रवामध्ये विविध प्रदूषके, विशेषतः सायनाइड संयुगे असतात, ज्यावर योग्य प्रकारे प्रक्रिया न केल्यास गंभीर पर्यावरणीय प्रदूषण होऊ शकते. त्यामुळे, सायनाइड-विरहित द्रवासाठी कार्यक्षम आणि किफायतशीर प्रक्रिया पद्धती विकसित करणे हे एक तातडीचे काम आहे. हा ब्लॉग लेख एका विशिष्ट सोन्याच्या खाणीतील सायनाइड-विरहित द्रवावरील प्रक्रिया पद्धतींच्या प्रायोगिक अभ्यासावर लक्ष केंद्रित करतो , ज्याचा उद्देश उद्योगाला मौल्यवान अंतर्दृष्टी आणि संदर्भ प्रदान करणे आहे.

सायनाइड-पुअर लिक्विड उपचार पद्धतींचा आढावा

साधारणपणे, सायनाइड-कमी असलेल्या द्रवपदार्थाच्या उपचार पद्धती ढोबळमानाने दोन श्रेणींमध्ये विभागल्या जाऊ शकतात: शुद्धीकरण पद्धती आणि पुनर्प्राप्ती (पुनर्जन्म) पद्धती.

शुध्दीकरण पद्धती

१.अल्कली-क्लोरीन ऑक्सिडेशन पद्धत

• सांडपाण्यातील सायनाइड नष्ट करण्याची ही एक तुलनेने प्रगत पद्धत आहे आणि इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्लांट्स, कोकिंग प्लांट्स आणि सोने शुद्धीकरण प्लांट्समध्ये तिचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. pH ११ - १२ च्या परिस्थितीत, सायनाइडयुक्त सांडपाण्यातील सायनाइड आणि धातूंच्या जटिल आयनांचे सायनेटमध्ये ऑक्सिडीकरण केले जाते, आणि नंतर दुसऱ्यांदा क्लोरीन टाकून त्यांचे कार्बन डायऑक्साइड, नायट्रोजन इत्यादींमध्ये ऑक्सिडीकरण केले जाते.

• फायदे : ही प्रक्रिया तुलनेने प्रगत असून, तिचे उपचारात्मक परिणाम चांगले आहेत आणि तिचा वापर व्यापक आहे. ही उपचार प्रक्रिया सहजपणे स्वयंचलित केली जाऊ शकते.

• तोटे : सायनाइडचा पुनर्वापर करता येत नाही, प्रक्रियेचा खर्च जास्त असतो आणि त्यातून आयर्न-सायनाइड संयुगे काढता येत नाहीत. तसेच दुय्यम प्रदूषणाची समस्याही उद्भवते.

२.सल्फर डायऑक्साइड - हवेचे ऑक्सिडीकरण पद्धत

• ढवळलेल्या कंटेनरमध्ये, टाकाऊ द्रव मिसळला जातो आणि हवा आणि SO₂ (द्रव किंवा वायू, किंवा सल्फाइट द्रावण, किंवा मूलद्रव्य सल्फर जाळून मिळवलेले) आणले जातात. pH 7 - 10 वर नियंत्रित केला जातो. आणि ऑक्सिडेशन अभिक्रियेदरम्यान निर्माण होणाऱ्या आम्लाला निष्प्रभ करण्यासाठी चुना वापरला जातो. अभिक्रियेसाठी विद्राव्य तांबे (उत्तरदायी म्हणून) असणे आवश्यक आहे.

• इंको - SO₂/हवेच्या ऑक्सिडेशन पद्धतीमुळे लोह-सायनाइड्ससह सर्व सायनाइड्सचे विघटन होऊ शकते आणि काही सुरक्षित आणि स्वस्त अभिकर्मकांचा वापर करून लोह-सायनाइड्सचे अवक्षेपण आणि काढून टाकता येते.

२.हायड्रोजन पेरोक्साइड पद्धत

• ही प्रक्रिया कमी सांद्रता असलेल्या सायनाइडयुक्त सांडपाण्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी योग्य आहे. हायड्रोजन पेरॉक्साइड शेपटीत सायनाइडचे ऑक्सिडीकरण तुलनेने कमकुवत आणि सहजपणे हायड्रोलायझ्ड सायनिक अॅसिड (HCNO) मध्ये करू शकते, जे नंतर पुढील ऑक्सिडेशन आणि हायड्रोलायसिसद्वारे काढून टाकले जाते.

४.ओझोन ऑक्सिडेशन पद्धत

• ओझोन हा एक मजबूत ऑक्सिडायझिंग एजंट आहे. सायनाइडयुक्त सांडपाण्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी वापरल्यास, ते अल्कली-क्लोरीन ऑक्सिडेशन पद्धतीपेक्षा अधिक परिपूर्ण असते, सायनाइड काढून टाकण्याचे चांगले परिणाम देते. ओझोनेशननंतर, सांडपाण्याच्या द्रावणात विरघळलेला ऑक्सिजन वाढतो, जो पुनर्वापरासाठी सायनाइडेशन प्रणालीमध्ये परत केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे सोन्याचे विरघळणे सुलभ होते आणि सोन्याचे लीचिंग कार्यक्षमता सुधारते.

• फायदे : याची कार्यपद्धती सोपी आणि सोयीस्कर आहे, नियंत्रण करणे सोपे आहे आणि उत्पादनातील स्वयंचलनाची पातळी उच्च आहे. ओझोनचे उत्पादन जागेवरच करता येते, जे वाहतुकीसाठी गैरसोयीचे परंतु पुरेसा वीजपुरवठा असलेल्या सायनायडेशन प्रकल्पांसाठी अत्यंत महत्त्वाचे आहे. शुद्धीकरणाची कार्यक्षमता उच्च आहे आणि कोणतेही दुय्यम प्रदूषण निर्माण होत नाही.

• तोटे : ओझोन तयार करण्यासाठी विजेचा वापर जास्त असतो आणि उत्पादन खर्चही जास्त असतो, ज्यामुळे त्याच्या व्यापक वापरास मर्यादा येतात.

५. इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सिडेशन पद्धत

• इलेक्ट्रोलिसिस करण्यापूर्वी, प्रथम सायनाइड-कमी असलेल्या द्रवाचे pH >7 पर्यंत समायोजित करा. थोडेसे मीठ घाला, ग्रेफाइटला एनोड म्हणून आणि टायटॅनियम प्लेटला कॅथोड म्हणून वापरा आणि इलेक्ट्रोलाइट म्हणून अल्कलाइन कॉपर-झिंक जलीय द्रावण वापरा. ​​जेव्हा थेट प्रवाह जातो तेव्हा कॅथोडवर धातूचा तांबे आणि जस्त तयार होतात आणि हायड्रोजन देखील तयार होतो. एनोडवर, CN⁻ चे CNO⁻, CO₂, N₂ मध्ये ऑक्सिडीकरण केले जाते आणि Cl⁻ चे Cl₂ मध्ये ऑक्सिडीकरण केले जाते आणि Cl₂ द्रावणात प्रवेश करते आणि HClO निर्माण करण्यासाठी Cl₂ द्रावणात प्रवेश करते.

६.सूक्ष्मजीव ऑक्सिडेशन पद्धत

• ही पद्धत सूक्ष्मजीवांच्या जैवरासायनिक गुणधर्मांचा वापर करून सायनाइड्स, थायोसायनेट्स आणि आयर्न-सायनाइड्सचे विघटन करते, अमोनिया, कार्बन डायऑक्साइड आणि सल्फेट्स तयार करते किंवा सायनाइड्सचे फॉर्मामाइडमध्ये हायड्रोलायझेशन करते. त्याच वेळी, जीवाणू जड धातूंचे आयन शोषून घेतात, ज्यामुळे ते बायोफिल्मसह पडतात आणि काढून टाकले जातात.

• महत्वाचे वैशिष्ट्य : सायनाइड काढण्याचा योग्य दर राखण्यासाठी तापमान नेहमी 10℃ पेक्षा जास्त राखणे आवश्यक आहे.

पुनर्प्राप्ती (पुनर्जन्म) पद्धती

१. आम्लीकरण पद्धत

• या पद्धतीचा मुख्य तत्व म्हणजे सायनाइडयुक्त सांडपाण्यात सल्फ्यूरिक आम्ल घालणे, pH सुमारे 1.5 पर्यंत समायोजित करणे आणि CN⁻ चे HCN मध्ये रूपांतर करणे. बाहेर पडलेला HCN वायू शोषक मध्ये आणला जातो आणि क्षारीय द्रावण (सोडियम हायड्रॉक्साइड किंवा कॅल्शियम हायड्रॉक्साइड द्रावण) द्वारे शोषला जातो ज्यामुळे 20% - 30% सायनाइड द्रावण मिळते, जे पुनर्वापर करता येते.

• फायदे : या प्रक्रियेमुळे सायनाइड्सची पुनर्प्राप्ती जास्तीत जास्त करता येते, सायनाइड्सच्या प्रभावी वापराचा दर सुधारता येतो आणि उत्पादन खर्च कमी करता येतो.

• तोटे : एक-वेळची गुंतवणूक खर्च जास्त असतो, प्रक्रिया प्रवाह गुंतागुंतीचा असतो आणि प्रक्रिया केलेल्या सायनाइडयुक्त अवशिष्ट द्रवाला विसर्जन मानकांची पूर्तता करणे कठीण असते.

२.आयन एक्सचेंज पद्धत

• सायनाइड-कमी असलेल्या द्रवाच्या उपचारात, सायनाइड समृद्ध करण्यासाठी आयन एक्सचेंज रेझिनचा वापर केला जाऊ शकतो.

३.शोषण पद्धत

• सक्रिय कार्बन अधिशोषण : सक्रिय कार्बनचे अधिशोषण मुख्यत्वे त्याच्या असंख्य अंतर्गत छिद्रांवर आणि मोठ्या विशिष्ट पृष्ठभागाच्या क्षेत्रफळावर अवलंबून असते. अधिशोषण प्रक्रियेमध्ये भौतिक अधिशोषण आणि रासायनिक अधिशोषण यांचा समावेश होतो. सायनाइड काढून टाकण्याचे मुख्यत्वे तीन मार्ग आहेत: ऑक्सिडेशन, हायड्रोलिसिस आणि स्ट्रिपिंग. मुख्य प्रक्रिया म्हणजे सक्रिय कार्बनच्या पृष्ठभागावर हायड्रोजन पेरॉक्साइडसह सायनाइडयुक्त सांडपाण्यातील सायनाइडची ऑक्सिडेटिव्ह विघटन प्रतिक्रिया होय.

४. विद्राव्य निष्कर्षण पद्धत

• सायनाइड-कमी असलेल्या द्रवातून मौल्यवान घटक आणि सायनाइड काढण्यासाठी सॉल्व्हेंट्सचा वापर केला जातो.

५. द्रव पडदा पद्धत

• सायनाइड-कमी असलेल्या द्रवाच्या उपचारात, तेल-पाण्यातली प्रणाली प्रामुख्याने वापरली जाते. मूलभूत तत्व असे आहे: प्रथम, सायनाइड-युक्त सांडपाण्याला आम्लीकरण करून त्यातील सायनाइड आयनांना HCN मध्ये रूपांतरित करा. HCN तेल-फेज द्रव पडद्यामधून आतील पाण्याच्या टप्प्यात जाते आणि नंतर NaOH सोबत प्रतिक्रिया देऊन NaCN तयार करते.

६. इलेक्ट्रोडायलिसिस पद्धत

• ही पद्धत पदार्थांचे पृथक्करण आणि पुनर्प्राप्ती साध्य करण्यासाठी आयन-विनिमय पडद्याद्वारे आयनांचे स्थलांतर चालविण्यासाठी विद्युत क्षेत्राचा वापर करते.

सोन्याच्या खाणीतील सायनाइड-कमी असलेल्या द्रवावर प्रायोगिक अभ्यास

प्रयोगाची पार्श्वभूमी

एका विशिष्ट सोन्याच्या खाणीतील सायनाइड-कमी असलेल्या द्रवामध्ये विशेषतः जास्त प्रमाणात सायनाइड असते, जे १३००० मिलीग्राम/लिटर पर्यंत पोहोचते. अशा उच्च-सांद्रता असलेल्या सायनाइडयुक्त सांडपाण्यामुळे पर्यावरणाला मोठा धोका निर्माण होतो आणि त्यावर प्रभावी प्रक्रिया आवश्यक असते.

प्रायोगिक पद्धती

१.H₂O₂ + ClO₂ + C शोषण पद्धत

• या पद्धतीमध्ये, सायनाइड - खराब द्रवातील सायनाइड्सचे ऑक्सिडीकरण करण्यासाठी प्रथम हायड्रोजन पेरॉक्साइड (H₂O₂) आणि क्लोरीन डायऑक्साइड (ClO₂) ऑक्सिडायझिंग म्हणून वापरले जातात. त्यानंतर, उर्वरित प्रदूषकांना काढून टाकण्यासाठी सक्रिय कार्बन (C) शोषण केले जाते.

२.तीन - स्टेज ऑक्सिडेशन (H₂O₂ + उत्प्रेरक “M”) + क्लोरीनेशन वायुवीजन + C शोषण पद्धत

• तीन-टप्प्यांचे ऑक्सिडीकरण : तीन-टप्प्यांच्या ऑक्सिडीकरणासाठी हायड्रोजन पेरॉक्साइड (H₂O₂) आणि एक विशिष्ट उत्प्रेरक “M” वापरले जातात. यामुळे जटिल सायनाइड्ससह विविध सायनाइड संयुगांचे अधिक संपूर्ण ऑक्सिडीकरण सुनिश्चित होते.

• क्लोरीनीकरण वायुमिश्रण : तीन-टप्प्यांच्या ऑक्सिडीकरणानंतर, क्लोरीनीकरण वायुमिश्रण केले जाते. वायुमिश्रण करताना द्रवात क्लोरीन सोडला जातो, ज्यामुळे उर्वरित सायनाइड-संबंधित पदार्थ आणि इतर काही क्षपणक्षम प्रदूषकांचे पुढील ऑक्सिडीकरण होऊ शकते.

• C अधिशोषण : शेवटी, सायनाइड-विरहित द्रवाचे शुद्धीकरण करण्याचे उद्दिष्ट साध्य करण्यासाठी, उर्वरित सूक्ष्म प्रदूषक आणि सायनाइड-संबंधित अवशिष्ट पदार्थ शोषून घेण्यासाठी सक्रिय कार्बन अधिशोषणाचा वापर केला जातो.

प्रायोगिक निकाल आणि तुलना

१.H₂O₂ + ClO₂ + C शोषण पद्धत

• या पद्धतीमुळे काही प्रमाणात सायनाइड काढून टाकता आले, परंतु प्रक्रिया केलेल्या द्रवातील एकूण सायनाइडचे प्रमाण अजूनही तुलनेने जास्त होते, जे कठोर राष्ट्रीय डिस्चार्ज मानकांची पूर्तता करण्यात अयशस्वी ठरले.

२.तीन - स्टेज ऑक्सिडेशन (H₂O₂ + उत्प्रेरक “M”) + क्लोरीनेशन वायुवीजन + C शोषण पद्धत

• या पद्धतीचे अधिक समाधानकारक परिणाम दिसून आले. अंतिम एकूण सायनाइडचे प्रमाण ०.४४ मिलीग्राम/लिटर पर्यंत कमी करण्यात आले, जे राष्ट्रीय डिस्चार्ज मानकांची पूर्तता करते. याव्यतिरिक्त, इतर जड धातूंचे प्रमाण देखील संबंधित राष्ट्रीय मानक आवश्यकता पूर्ण करते.

• खर्च-कार्यक्षमता : खर्चाच्या बाबतीत, जरी उत्प्रेरक आणि अतिरिक्त क्लोरीनीकरण वायुमिश्रणासह तीन-टप्प्यांच्या ऑक्सिडेशन प्रक्रियेसाठी अधिक गुंतागुंतीच्या प्रक्रिया आणि विशिष्ट उत्प्रेरक व क्लोरीनचा वापर आवश्यक असला तरी, एकूणच, इतर काही अत्यंत गुंतागुंतीच्या किंवा महागड्या पद्धतींच्या तुलनेत, याचा खर्च तुलनेने वाजवी आहे. ही पद्धत खर्च स्वीकारार्ह मर्यादेत ठेवून, उच्च सांद्रतेच्या आणि सायनाइड-विरहित द्रवावर प्रभावीपणे प्रक्रिया करू शकते.

निष्कर्ष

सोन्याच्या खाणींमध्ये सायनाइड - खराब द्रवावर उपचार करणे हे एक जटिल परंतु महत्त्वाचे काम आहे. एका विशिष्ट सोन्याच्या खाणीतील सायनाइड - खराब द्रवावरील प्रायोगिक अभ्यासातून असे दिसून येते की वेगवेगळ्या उपचार पद्धतींचे स्वतःचे फायदे आणि तोटे आहेत. तीन-टप्प्यांचे ऑक्सिडेशन (H₂O₂ + उत्प्रेरक "M") + क्लोरीनेशन वायुवीजन + C शोषण पद्धत या सोन्याच्या खाणीत उच्च एकूण सायनाइड सामग्री असलेल्या सायनाइड - खराब द्रवासाठी तुलनेने आदर्श उपचार परिणाम आणि किफायतशीरता दर्शवते. तथापि, सोने खाण उद्योगात पर्यावरण संरक्षण आणि शाश्वत विकासाच्या आवश्यकता चांगल्या प्रकारे पूर्ण करण्यासाठी अधिक कार्यक्षम, किफायतशीर आणि पर्यावरणास अनुकूल उपचार पद्धती विकसित करण्यासाठी भविष्यात सतत संशोधन आणि सुधारणा आवश्यक आहेत.