Behandlingsprosess for avløpsvann for utvinning av cyanidgull

I dag er den cyanid gullutvinningsmetoden er en av de viktigste modne prosessene for gullsmelting i Kina. Den bruker cyanidløsning for å utvinne gull fra malm, med høy utvinningsgrad, sterk tilpasningsevne til malmegenskaper og evnen til å produsere gull på stedet. Siden den første bruken av cyanidløsning for å lekke gull fra malm i 1887. har denne metoden vært mye brukt til nå. Imidlertid genererer utvinning av cyanidgull en stor mengde giftige og skadelige stoffer, som utgjør en stor trussel for det omkringliggende miljøet og mennesker. Derfor, for å redusere skaden, er det nødvendig å studere behandlingsmetodene for avløpsvann for utvinning av cyanidgull. Et stort antall forskere har oppsummert behandlingsmetoder, kjemiske prinsipper og utviklingstrender for cyanidholdig avløpsvann, men de fleste av dem diskuterer bare én eller to metoder. Derfor gjennomfører denne artikkelen en detaljert analyse av ulike behandlingsmetoder for avløpsvann fra utvinning av cyanidgull som for tiden brukes i industrien, sammenligner fordelene, ulempene og bruksscenariene for hver metode, som har en viss veiledende betydning for lignende bruksområder i faktisk produksjon.

I. Kilder og farer ved utvinning av cyanidgull avløpsvann

Hovedprinsippet for utvinning av cyanidgull er at i et aerobt miljø, natriumcyanid reagerer med gull og danner gullkomplekser, som deretter oppløses. Etter det kan gull utvinnes ved anrikning gjennom aktiverte Carbon adsorpsjon eller fortrengning av sinkpulver fra gullcyanid. Samtidig danner andre tungmetaller som sølv, kobber og sink også komplekser og løses opp.

Ocuco cyanider brukt i reaksjonen og kompleksene som produseres er alle giftige og skadelige stoffer. Natriumcyanid er lett å hydrolysere og er et klasse 1 svært giftig stoff, med en dødelig dose på 0.10 g. Når cyanider lekkasje inn i vannforekomster, er det ekstremt skadelig for organismene i vannet, og vil utgjøre en enorm trussel for mennesker og miljøet rundt. Derfor er behandlingen av avløpsvann fra utvinning av cyanidgull av stor betydning.

II. Hovedbehandlingsmetoder for avløpsvann for utvinning av cyanidgull

Alkalisk kloreringsmetode

Den alkaliske kloreringsmetoden er i dag en av de mest brukte metodene for behandling av cyanidholdig avløpsvann fra utvinning av cyanidgull. Den bruker hovedsakelig klorbaserte oksidanter for å oksidere cyanidene i avløpsvannet under alkaliske forhold, og omdanne dem til ikke-giftige stoffer. Cyanidbrytningsprosessen for alkalisk klorering er delt inn i to trinn:

Det første trinnet er å oksidere cyanid til cyanat, som kalles det "ufullstendige oksidasjonsstadiet". CN⁻ reagerer med OCl⁻ for først å danne CNCl, og deretter hydrolyseres det til CNO⁻. Det skal bemerkes at CNCl er svært flyktig og giftig under sure forhold. Derfor, under drift, må pH-verdien kontrolleres strengt for å være i alkalisk tilstand.

Det andre trinnet er å oksidere cyanat ytterligere til karbondioksid og nitrogen, som kalles det "fullstendige oksidasjonstrinnet". Under cyanid-brytningsprosessen har pH-verdien stor innvirkning på oksidasjonsreaksjonen. pH-verdien for første-trinns oksidasjon bør kontrolleres til 10 - 11. og reaksjonstiden er 10 - 15 minutter. pH-verdien for andre trinns oksidasjon bør kontrolleres til 6.5 - 7.0. og reaksjonstiden er 10-15 minutter.

En viss gruve bruker den alkaliske kloreringsmetoden for å behandle supernatanten av cyanidhaleslurry (med et cyanidinnhold på 200mg/L) og sivvannet fra sedimentasjonstanken (med et cyanidinnhold på 5mg/L). pH-verdien kontrolleres til 10 - 11. og blekepulver tilsettes i forholdet 35 - 40 ganger cyanidinnholdet for blanding og omrøring. Etter sedimentering i et fortykningsmiddel kan det totale cyanidinnholdet reduseres til 0.1mg/L.

Den alkaliske kloreringsmetoden er den mest brukte metoden for behandling av cyanidholdig avløpsvann, og blekepulver er den mest brukte klorbaserte oksidanten. Denne metoden er egnet for behandling av avløpsvann fra utvinning av cyanidgull med høye eller lave konsentrasjoner. Det kan også fjerne tiocyanat- og cyanidholdige komplekser (unntatt ferrocyanidkomplekser). Medisinen er allment tilgjengelig, de genererte avfallsrestene er enkle å filtrere, og operasjonen er enkel. Driftsmiljøet er imidlertid relativt tøft når man bruker blekepulver til å behandle avløpsvann. Nå bruker noen virksomheter blekevæske eller klordioksid i stedet, noe som forbedrer driftsmiljøet til en viss grad. Men giftige gasser genereres under reaksjonsprosessen, og den har en relativt stor korrosivitet for utstyr. Medikamentkostnadene og vedlikeholdskostnadene er relativt høye.

Jernholdig salt kompleksiseringsmetode

Ferrosaltkomplekseringsmetoden er en behandlingsmetode for avløpsvann fra utvinning av cyanidgull som har dukket opp de siste årene. Ved å kontrollere reaksjonens pH-verdi på 7 - 8, reagerer jernholdige ioner med fritt cyanid og noen cyanidkomplekser i cyanidgullekstraksjonsavløpsvannet for å danne utfellinger.

Eksperimenter har vist at tilsetning av kun jernholdig sulfat for å behandle avløpsvann fra utvinning av cyanidgull ikke kan gjøre at avløpsvannet oppfyller utslippsstandardene. Derfor må en generell oksidant tilsettes til det behandlede avløpsvannet for fjerning av dyp cyanid. Så lenge forholdene er godt kontrollert, kan oksidasjonsmidlet tilsettes direkte for behandling uten å skille ut bunnfallet, og utslippsstandarden kan også oppnås. Dette har positiv betydning sammenlignet med den tradisjonelle metoden med først separasjon og deretter behandling.

Et visst gullsmelteverk bruker natriumsulfid - jernsulfatmetoden for å behandle cyanid - dårlig væske. Influenten har et cyanidinnhold på 2500mg/L. Etter behandling har avløpet et cyanidinnhold på mindre enn 20 mg/L, med en fjerningsgrad på 99.2 %, noe som viser bemerkelsesverdige resultater. Den påfølgende dyp-behandlingen bruker natriummetabisulfitt-luft-metoden for å redusere total cyanid til mindre enn 0.4 mg/l.

Metoden for kompleksdannelse av jernholdig salt er en nylig fremkommet behandlingsmetode, hovedsakelig brukt til å behandle høykonsentrasjons-cyanidholdig avløpsvann. Prosessen er enkel, engangsinvesteringen er liten, den er enkel å betjene, medikamentet (hovedsakelig jernsulfat) er allment tilgjengelig, billig og lett å bruke. Men fordi jernsulfatløsningen er sur, når den blandes med cyanidgullekstraksjonsvann, blir lokalområdet surt, og det er en mulighet for å generere hydrogencyanidgass. Dessuten kan det ikke fjerne tiocyanat, og det behandlede avløpsvannet trenger fortsatt dyp behandling for å oppfylle utslippsstandardene.

Sodium Metabisulfite - Air Method

Natriummetabisulfitt-luft-metoden er utviklet fra svoveldioksid-luft-metoden. Den bruker hovedsakelig den synergistiske effekten av natriummetabisulfitt og luft på cyanidene i avløpsvannet innenfor et visst pH-område, med den katalytiske effekten av kobberioner, for å oksidere CN⁻ til CNO⁻.

Hvis cyanidinnholdet i det cyanidholdige avløpsvannet er høyt, kan forbehandling utføres først for å redusere den totale cyanidkonsentrasjonen til mindre enn 100 mg/L. Deretter tilsettes natriummetabisulfitt og kobbersulfat, tilstrekkelig luft tilføres, og pH-verdien kontrolleres (vanligvis kontrollert til 7 - 8), slik at cyanid oksideres til cyanat, som deretter hydrolyseres for å danne bikarbonationer og ammoniakk.

Natriummetabisulfitt-luftmetoden er egnet for behandling av lavkonsentrasjonsavløpsvann fra cyanidgull. Doseringen av medikamentet er liten, arbeidsintensiteten er lav, men forhåndsinvesteringen er relativt stor, og utstyr som blåsere må legges til. Kravene til prosessindikatorer er relativt strenge, og kontroll av pH-verdien er svært avgjørende. Kobbersulfat må også tilsettes som katalysator. Reaksjonstiden er lang. Hvis behandlingen ikke er riktig, vil det dannes en stor mengde ammoniumioner, og det genererte slagget er ikke lett å filtrere. Det genereres en liten mengde ammoniakkgass på stedet, og det har ingen effekt på fjerning av tiocyanider.

Hydrogenperoksid oksidasjonsmetode

Hydrogenperoksidoksidasjonsmetoden er å oksidere cyanider til CNO⁻ under normal temperatur, alkaliske (pH = 10 - 11) forhold, med Cu²⁺ som katalysator, og deretter hydrolysere dem til ikke-giftige stoffer. Komplekse cyanider (komplekser av Cu, Zn, Pb, Ni, Cd) dissosieres også på grunn av ødeleggelsen av cyanider i dem. Ferrocyanidioner og andre tungmetallioner danner ferrocyanidkomplekssalter og fjernes. Til slutt kan den totale cyanidkonsentrasjonen i det behandlede avløpsvannet reduseres til mindre enn 0.5 mg/L.

Denne metoden er egnet for behandling av lavkonsentrasjonscyanidholdig avløpsvann. Hydrogenperoksidbehandlingsutstyret er enkelt og lett å oppnå automatisk kontroll. Imidlertid må det genererte cyanatet holde seg i en viss periode for å brytes ned til CO₂ og NH₃. Ulempene er at bruk av kobber som katalysator kan føre til at kobber i det sluppede vannet overskrider standarden, råvarekostnaden er relativt høy, tiocyanider kan ikke oksideres, og ammoniumioner genereres. Faktisk har avløpsvannet fortsatt en viss giftighet. Dessuten, siden hydrogenperoksid er en oksidant, har den stor korrosivitet, og det er visse vanskeligheter og farer ved transport og bruk.

Forsuringsmetode

Når du bruker surgjøringsmetoden for å behandle cyanid - dårlig væske, er reaksjonsmekanismen relativt kompleks, hovedsakelig inkludert tre prosesser: forsuringsprosessen av cyanid - inneholdende avløpsvann, stripping og absorpsjonsprosessen av HCN-gass, og nøytraliseringsprosessen av strippet væske.

(1) Forsuringsreaksjon: Den cyanidfattige væsken surgjøres og renses med syre. De komplekse cyanidene i den dårlige væsken vil danne uløselige bunnfall som CuCN, CuSCN og Zn₂Fe(CN)XNUMX og fjernes, og samtidig dannes hydrogencyanid.

(2) Fordampnings- og absorpsjonsreaksjon: Den dårlige væsken forvarmes til ca. 30 ℃ før surgjøring. Siden kokepunktet til HCN bare er 26.5 ℃, er det ekstremt flyktig. Derfor brukes et pakket tårn som masse-overføringsutstyr for kontakten mellom gassen - flytende to-fase i surringsmetoden, som er lett å oppnå stripping og absorpsjon av HCN.

(3) Nøytraliseringsreaksjon: Kalk eller flytende alkali brukes til å nøytralisere den syrestrippede restvæsken. De resterende HCN-molekylene i løsningen vil bli omdannet til CN⁻-formen. Forsuringsmetoden kan komme seg Natriumcyanid fra cyanid - inneholdende avløpsvann og realisere ressursutvinning. Den har imidlertid høye krav til utstyrsforsegling, en relativt stor forhåndsinvestering, krever driftskompetanse på høyt nivå, og utstyrsvedlikehold er vanskelig. Det er også visse sikkerhetsrisikoer. Avløpsvannet som genereres etter gjenvinning trenger fortsatt dyp behandling for å oppfylle utslippsstandardene.

Elektrolysemetode

Elektrolysemetoden bruker elektrokjemiske redoksreaksjoner for å ødelegge cyanidene i avløpsvannet. Under ioneelektrolyse mister cyanider elektroner ved anoden og oksideres til cyanat, karbonat, nitrogen eller ammonium. Cyanat oksideres videre til CO2 og H2O. De viktigste reaksjonene er:

CN⁻ + 2OH⁻ - 2e → CNO⁻ + H24O (XNUMX)

2CN⁻ + 4OH⁻ - 6e → 2CO₂ + N2 + 25HXNUMXO (XNUMX)

Elektrolyseeksperimenter med en selvlaget keramikkbasert blydioksidelektrodestav og en katodeplate i rustfritt stål har vist at ved å bruke elektrolysemetoden for å behandle cyanidholdig avløpsvann, etter 2 timers elektrolyse, kan CN⁻-konsentrasjonen reduseres fra 385mg/L til 58mg/L, og kan reduseres fra 450mg/L, til 48 mg/l. I tillegg bruker Hunan Zhongnan Gold Smelter den elektrokjemiske metoden for å behandle avløpsvann fra utvinning av cyanidgull, noe som kan redusere den totale cyaniden fra 4g/L til 0.8g/L. Forskjellen fra ovenstående er at både anode- og katodeplatene er laget av jernplater. Under operasjonsprosessen forbrukes ikke bare elektrisk energi, men også jernplatene forbrukes.

Elektrolysemetoden brukes hovedsakelig til å behandle høykonsentrasjons-cyanidholdig avløpsvann. Utstyret opptar et lite område, prosessen er enkel og lett å kontrollere, men den bruker en stor mengde elektrisk energi, og driftskostnadene er høyere enn for den alkaliske kloreringsmetoden. Cyanidfjerningshastigheten er gjennomsnittlig, og den har ingen effekt på fjerning av cyanidkomplekser.

For tiden, blant behandlingsmetodene for cyanidgullekstraksjonsavløpsvann, er den alkaliske kloreringsmetoden, forsuringsmetoden og natriummetabisulfitt-luftmetoden mye brukt. Elektrolysemetoden og jernsaltkomplekseringsmetoden er nye metoder som har blitt brukt med suksess i industriell behandling. Hydrogenperoksidoksidasjonsmetoden er hovedsakelig en nødbehandlingsmetode. Det finnes mange andre behandlingsmetoder for å behandle avløpsvann fra utvinning av cyanidgull, som naturlig rensemetode, biologisk metode, membranseparasjonsmetode, ionebyttemetode osv. Men som industrielle applikasjoner har de alle visse begrensninger og trenger fortsatt kontinuerlig forbedring.