Kaedah dan Proses untuk Mengeluarkan Sianida pada Permukaan Mineral Sulfida

Pengenalan

Dalam proses pemanfaatan dan peleburan bijih sulfida logam bukan ferus, Sianida sering digunakan untuk meningkatkan kadar pemulihan logam. Walau bagaimanapun, sianida yang tinggal di permukaan bijih sulfida bukan sahaja mempunyai kesan negatif terhadap aliran proses seterusnya tetapi juga menyebabkan masalah alam sekitar yang serius. Oleh itu, pembangunan kaedah yang cekap dan mesra alam untuk menyingkirkan sianida pada permukaan bijih sulfida adalah sangat penting secara praktikal.

Situasi Semasa dan Bahaya Sisa Sianida pada Permukaan Mineral Sulfida

Keadaan semasa

Dalam proses pengapungan tradisional bijih sulfida, sianida digunakan secara meluas sebagai perencat. Ia secara terpilih boleh menghalang mineral tertentu yang tidak diingini dalam bijih sulfida, dengan itu mencapai pemisahan mineral sasaran daripada mineral gangue. Tetapi selepas pengapungan, sejumlah besar sianida akan terserap pada permukaan bijih sulfida. Menurut penyelidikan yang berkaitan, dalam sesetengah penumpu, kandungan sianida pada permukaan bijih sulfida tertumpu selepas pengapungan boleh setinggi beberapa ratus miligram sekilogram.

Bahaya

Dari perspektif teknologi, sianida yang tinggal akan mengganggu proses peleburan seterusnya. Sebagai contoh, semasa peleburan bijih kuprum sulfida, sianida akan membentuk kompleks dengan kuprum, mengurangkan kecekapan peleburan tembaga dan meningkatkan penggunaan tenaga. Dari perspektif alam sekitar, sianida adalah bahan yang sangat toksik. Apabila air sisa tailing yang mengandungi sianida dibuang ke dalam persekitaran semula jadi, ia akan mencemarkan badan air dan tanah, membahayakan organisma akuatik dan tumbuh-tumbuhan di sekelilingnya, malah menimbulkan ancaman kepada kesihatan manusia melalui rantaian makanan.

Kaedah untuk Mengeluarkan Sianida pada Permukaan Mineral Sulfida

Kaedah Pengoksidaan

1. Kaedah Pengoksidaan Kimia

• Prinsip: Gunakan pengoksidaan kuat untuk mengoksidakan sianida menjadi bahan yang kurang toksik atau tidak toksik. Pengoksidaan biasa termasuk hidrogen peroksida (H2O2), natrium hipoklorit (NaClO), dan sebagainya. Dengan mengambil hidrogen peroksida sebagai contoh, persamaan tindak balasnya ialah: (2CN+5H2O2 = 2HCO3 + N2↑+4H2O).

• Proses Operasi : Pertama, letakkan pulpa bijih sulfida yang mengandungi sianida dalam tangki tindak balas dan laraskan nilai pH pulpa ke julat yang sesuai (secara amnya, untuk pengoksidaan hidrogen peroksida, nilai pH sebaik-baiknya antara 9 - 11). Kemudian, masukkan larutan hidrogen peroksida perlahan-lahan sambil dikacau untuk memastikan pengoksidaan bersentuhan sepenuhnya dan bertindak balas dengan pulpa. Masa tindak balas biasanya antara 1 - 3 jam, dan masa tertentu bergantung pada kepekatan sianida dalam pulpa dan sifat bijih.

• Kelebihan : Kelajuan tindak balas agak pantas, dan kesan penyingkiran sianida adalah baik, yang boleh mengurangkan kepekatan sianida ke tahap yang agak rendah.

• Kelemahan : Pengoksidaan seperti hidrogen peroksida agak mahal, dan pengoksidaan yang berlebihan mungkin memberi kesan kepada proses pemanfaatan atau peleburan seterusnya.

Kaedah Penjerapan

1. Kaedah Penyerapan Karbon Teraktif

• Prinsip : Karbon Aktif mempunyai luas permukaan spesifik yang besar dan struktur liang yang kaya, yang boleh menyerap sianida pada permukaannya melalui penjerapan fizikal dan kimia.

• Proses Operasi : Masukkan Karbon Aktif ke dalam pulpa bijih sulfida yang mengandungi sianida dan kacau rata untuk memastikan karbon aktif bersentuhan sepenuhnya dengan sianida di dalam pulpa. Masa penjerapan biasanya 30 minit hingga 2 jam. Selepas penjerapan, asingkan karbon aktif daripada pulpa melalui penapisan atau cara lain.

• Kelebihan : Operasi ini mudah, dan ia mempunyai kesan penjerapan yang baik pada sianida berkepekatan rendah. Karbon teraktif boleh dijana semula dan digunakan semula.

• Kelemahan : Bagi sianida berkepekatan tinggi, kapasiti penjerapan adalah terhad, dan rawatan karbon aktif yang terserap secara tidak betul akan menyebabkan pencemaran sekunder.

2.Ion - Kaedah Penyerapan Resin Pertukaran

• Prinsip : Resin penukar ion mengandungi kumpulan berfungsi tertentu yang boleh bertukar dengan ion dalam sianida, sekali gus menyerap sianida pada resin.

• Proses Operasi : Muatkan resin pertukaran ion ke dalam turus pertukaran dan pastikan pulpa bijih sulfida yang mengandungi sianida melalui turus pertukaran. Kawal kadar aliran pulpa untuk memastikan sianida bertukar sepenuhnya dengan resin. Apabila resin tepu dengan penjerapan, gunakan eluen khusus untuk mengelupas dan menjana semula resin.

• Kelebihan : Ia mempunyai selektiviti penjerapan yang tinggi untuk sianida dan boleh mencapai operasi berterusan.

• Kelemahan : Kos resin adalah tinggi, proses elusi agak kompleks, dan cecair sisa elusi yang mengandungi sianida mungkin dihasilkan.

Kaedah Lain

1.Kaedah Peneutralan Asid - Bes

• Prinsip : Di bawah keadaan tertentu, sianida akan menjalani tindak balas hidrolisis dalam persekitaran berasid atau alkali untuk menghasilkan bahan yang kurang toksik atau tidak toksik. Contohnya, dalam keadaan berasid, sianida akan bertindak balas dengan ion hidrogen untuk membentuk asid hidrosianik (HCN), yang boleh disingkirkan melalui pengewapan; dalam keadaan alkali, sianida menghidrolisis untuk membentuk sianat dan bahan lain.

• Proses Operasi : Jika hidrolisis berasid digunakan, tambahkan larutan berasid seperti asid sulfurik cair secara perlahan-lahan ke dalam pulpa bijih sulfida yang mengandungi sianida, laraskan nilai pH kepada 2-4, dan kemudian aerasikan untuk memekatkan asid hidrosianik yang dihasilkan. Jika hidrolisis alkali digunakan, tambahkan bahan alkali seperti natrium hidroksida, laraskan nilai pH kepada 10-12, dan tindak balas untuk tempoh tertentu (biasanya 2-4 jam).

• Kelebihan : Kosnya agak rendah, dan operasinya agak mudah.

• Kelemahan : Asid hidrosianik yang dihasilkan semasa hidrolisis berasid sangat toksik dan memerlukan langkah perlindungan yang ketat; kelajuan tindak balas hidrolisis alkali adalah perlahan, dan mungkin masih terdapat sedikit sisa sianida selepas rawatan.

Reka Bentuk Aliran Proses untuk Menanggalkan Sianida pada Permukaan Mineral Sulfida

Peringkat Prarawatan

1. Pelarasan Pulpa : Laraskan kepekatan pulpa bijih sulfida selepas pengapungan. Secara amnya, kepekatan pulpa dikawal antara 20% - 40% untuk rawatan berikutnya. Pada masa yang sama, kesan kepekatan sianida awal dalam pulpa untuk menyediakan asas bagi menentukan parameter proses seterusnya.

2. Penyingkiran Bendasing : Menyingkirkan bendasing zarah besar dan beberapa pepejal terampai dalam pulpa melalui penapisan, pemendapan, dsb., untuk mengelakkannya daripada mengganggu proses rawatan berikutnya.

Peringkat Penyingkiran

1. Pemilihan Kaedah : Pilih kaedah penyingkiran yang sesuai mengikut faktor seperti kepekatan sianida dalam pulpa, sifat bijih, kos rawatan dan keperluan perlindungan alam sekitar. Contohnya, untuk sianida berkepekatan tinggi dan kes di mana kos tidak menjadi perhatian, kaedah Pengoksidaan kimia boleh diberi keutamaan; untuk sianida berkepekatan rendah dan keadaan yang mementingkan alam sekitar, kaedah pengoksidaan biologi atau kaedah penjerapan mungkin lebih sesuai.

2. Kawalan Parameter Proses : Dengan mengambil pengoksidaan hidrogen peroksida dalam kaedah pengoksidaan kimia sebagai contoh, kawal ketat jumlah hidrogen peroksida yang ditambah (biasanya dikira mengikut kepekatan sianida dan persamaan tindak balas), suhu tindak balas (biasanya 20 - 30 ℃), nilai pH (9 - 11), dan kelajuan pengadukan (100 - 300 pusingan seminit) dan parameter lain untuk memastikan tindak balas yang cekap.

Peringkat selepas rawatan

1. Pemisahan Pepejal - Cecair : Asingkan pulpa selepas penyingkiran sianida melalui penapisan, sentrifugasi, dsb. untuk mendapatkan pekatan bijih sulfida yang telah ditulenkan dan air sisa yang mengandungi sedikit sianida.

2. Rawatan Air Sisa : Rawat selanjutnya air sisa yang diasingkan untuk memenuhi piawaian pelepasan kebangsaan. Pengoksidaan sekunder, penjerapan dan kaedah lain boleh digunakan untuk menyingkirkan sianida secara mendalam dalam air sisa bagi memastikan pelepasan yang selamat.

Kesimpulan

Terdapat pelbagai kaedah untuk mengeluarkan sianida pada permukaan bijih sulfida, dan setiap kaedah mempunyai kelebihan dan kekurangannya sendiri. Dalam aplikasi praktikal, adalah perlu untuk mempertimbangkan secara menyeluruh faktor seperti sifat bijih, kepekatan sianida, kos rawatan, dan keperluan perlindungan alam sekitar untuk memilih kaedah dan aliran proses yang sesuai. Dengan keperluan perlindungan alam sekitar yang semakin ketat dan kemajuan teknologi yang berterusan, pembangunan teknologi yang lebih cekap, mesra alam dan kos rendah untuk mengeluarkan sianida pada permukaan bijih sulfida akan menjadi hala tuju penyelidikan utama pada masa hadapan. Melalui pengoptimuman proses berterusan, ia dijangka mencapai sifar - pelepasan sianida dalam proses benefisiasi dan peleburan bijih sulfida dan menggalakkan pembangunan mampan industri logam bukan ferus.