Jakie są procesy usuwania cyjanku sodu z odpadów złota?

Wprowadzenie

W przemyśle wydobywczym złota, cyjanek jest szeroko stosowany w procesie ekstrakcji ze względu na jego skuteczność w rozpuszczaniu złota z rud. Jednak obecność cyjanku w odpadach stwarza znaczne ryzyko dla środowiska i bezpieczeństwa. W związku z tym opracowanie i wdrożenie wydajnego Usuwanie cyjanku procesy są niezwykle ważne. W tym artykule omówiono różne procesy usuwania cyjanku stosowane w leczeniu Odpady złota, którego celem jest zapewnienie wszechstronnego zrozumienia dostępnych technik.

Metoda chlorowania alkalicznego

Zasada

Metoda chlorowania alkalicznego jest jednym z najczęściej stosowanych procesów usuwania cyjanku. W tej metodzie utleniacze na bazie chloru są dodawane do szlamu odpadów w warunkach alkalicznych. Chlor reaguje z jonami cyjanku (CN-), tworząc mniej toksyczne produkty. Reakcja zachodzi w dwóch głównych etapach. W pierwszym etapie cyjanek jest utleniany do cyjanianu (CNO-), a w drugim etapie cyjanian jest dalej rozkładany na gaz azotowy, dwutlenek węgla i inne nieszkodliwe substancje.

Zalety

• Wysoka wydajność:Może skutecznie redukować wysokie stężenia cyjanku w odpadach złota, aby spełnić regulacyjne limity zrzutu.

• Szeroko stosowane:Nadaje się do szerokiej gamy odpadów o różnym stężeniu i składzie cyjanku.

• Dobrze ugruntowana technologia:Proces ten jest dobrze znany, a w jego stosowaniu istnieje duże doświadczenie przemysłowe.

Niedogodności

• Odczynniki żrące:Utleniacze na bazie chloru mogą powodować korozję sprzętu, co prowadzi do wyższych kosztów konserwacji i krótszej żywotności sprzętu.

• Toksyczne produkty uboczne:Podczas reakcji istnieje ryzyko wytworzenia toksycznych produktów ubocznych, np. chloru, jeśli proces nie jest odpowiednio kontrolowany.

• Wysokie zużycie chemikaliów: Wymaga stosunkowo dużej ilości utleniaczy na bazie chloru, co może zwiększyć koszty operacyjne.

Studium przypadku

Kopalnia złota w używała metody chlorowania alkalicznego do oczyszczania odpadów zawierających cyjanek. Poprzez staranną kontrolę pH szlamu odpadów na poziomie około 10-11 i dodanie odpowiedniej ilości proszku wybielającego (powszechnie stosowanego utleniacza na bazie chloru), całkowita zawartość cyjanku w odpadach została zmniejszona z początkowego stężenia 200 mg/l do mniej niż 0.1 mg/l po przetworzeniu. Przetworzone odpady spełniały lokalne normy dotyczące odprowadzania ścieków do środowiska.

Proces INCO (dwutlenek siarki - proces powietrzny)

Zasada

Proces INCO, znany również jako proces dwutlenku siarki – powietrza, jest kolejną ważną technologią usuwania cyjanku. W tym procesie dwutlenek siarki i powietrze są wprowadzane do szlamu odpadów w obecności katalizatora miedziowego. Dwutlenek siarki jest utleniany do siarczanu, a tlen w powietrzu pomaga w utlenianiu cyjanku. Katalizator miedziowy przyspiesza szybkość reakcji, zamieniając cyjanek w dwutlenek węgla, azot i inne substancje.

Zalety

• Niższe zużycie chemikaliów:W porównaniu do innych metod wymaga mniejszego udziału środków chemicznych, gdyż wykorzystuje powietrze jako źródło utleniacza.

• Zredukowana ilość toksycznych produktów ubocznych:Generuje mniej toksycznych produktów ubocznych w porównaniu z chlorowaniem alkalicznym, co czyni je opcją bardziej przyjazną dla środowiska.

• Opłacalność:Może być opłacalne w przypadku operacji na dużą skalę ze względu na stosunkowo niskie koszty dwutlenku siarki i powietrza.

Niedogodności

• Wymagania dotyczące katalizatora:Konieczność użycia katalizatora miedziowego zwiększa złożoność procesu. Katalizator należy starannie konserwować i monitorować, a jego utrata lub dezaktywacja może wpłynąć na wydajność procesu.

• Czułość pH:Proces jest wrażliwy na pH szlamu odpadów. Aby skutecznie usuwać cyjanek, należy utrzymać optymalne warunki pH, zwykle w zakresie 8–9.

• Wolniejszy czas reakcji:Szybkość reakcji jest stosunkowo wolniejsza w porównaniu z niektórymi innymi procesami utleniania, które mogą wymagać większych naczyń reakcyjnych i dłuższego czasu przebywania.

Studium przypadku

W dużej skali operacja wydobycia złota wdrożyła proces INCO. Dzięki zainstalowaniu specjalnego systemu reakcji do wprowadzania dwutlenku siarki i powietrza oraz starannej kontroli dawki katalizatora miedziowego udało się zmniejszyć stężenie cyjanku w odpadach ze 150 mg/l do mniej niż 50 mg/l. Spełniło to wymagania przemysłu dotyczące poziomu cyjanku dysocjującego w słabym kwasie (WAD) w przypadku usuwania odpadów.

Metody biologicznego oczyszczania

Zasada

Biologiczne przetwarzanie odpadów złota zawierających cyjanek obejmuje wykorzystanie mikroorganizmów, takich jak bakterie i grzyby. Te mikroorganizmy mogą metabolizować cyjanek jako źródło azotu lub węgla. Na przykład niektóre bakterie mogą przekształcać cyjanek w amoniak poprzez reakcje enzymatyczne. Cały proces jest złożoną serią reakcji biochemicznych, w których mikroorganizmy rozkładają cząsteczkę cyjanku w określonych warunkach środowiskowych, takich jak odpowiednia temperatura, pH i dostępność składników odżywczych.

Zalety

• Przyjazny dla środowiska:Biologiczne oczyszczanie ścieków jest bardziej zrównoważoną opcją, ponieważ nie wprowadza do środowiska dodatkowych szkodliwych substancji chemicznych.

• Niskie koszty:Gdy kultura mikrobiologiczna już się rozwinie, koszty operacyjne mogą być stosunkowo niskie, ponieważ mikroorganizmy mogą się samodzielnie replikować i wykorzystywać naturalne składniki odżywcze.

• Leczenie selektywne:Niektóre mikroorganizmy potrafią selektywnie neutralizować cyjanek, nie naruszając innych cennych minerałów w odpadach.

Niedogodności

• Powolny proces:Procesy biologiczne mają zazwyczaj wolniejsze tempo reakcji w porównaniu do metod utleniania chemicznego. Może to wymagać bioreaktorów na dużą skalę i długiego czasu obróbki.

• Wrażliwość na warunki środowiskowe:Mikroorganizmy są bardzo wrażliwe na zmiany temperatury, pH i obecność innych toksycznych substancji w odpadach. Nawet niewielkie wahania mogą zakłócić aktywność mikrobiologiczną i zmniejszyć skuteczność usuwania cyjanku.

• Złożoność startupu:Ustanowienie stabilnej i wydajnej kultury mikrobiologicznej do degradacji cyjanku może być trudne. Wymaga to starannego doboru i aklimatyzacji odpowiednich mikroorganizmów.

Studium przypadku

W kopalni złota eksperymentowano z systemem biologicznego oczyszczania. Wykorzystano specjalnie zaprojektowany bioreaktor wypełniony konsorcjum bakterii rozkładających cyjanek. Po długotrwałej eksploatacji i ciągłej optymalizacji warunków środowiskowych w bioreaktorze udało się zmniejszyć stężenie cyjanku w odpadach z 80 mg/l do około 10 mg/l. Jednak proces ten wymagał kilku miesięcy rozruchu i regulacji, aby osiągnąć stabilną wydajność.

Proces płukania odpadów i usuwania osadów ze stawów (WPS)

Zasada

Proces WPS składa się z dwóch głównych etapów: mycia osadu odpadów i usuwania cyjanku ze stawu lub zbiornika. W etapie mycia, przeciwprądowe zagęszczacze o dużej wydajności są używane do mycia osadu odpadów. Pomaga to w usuwaniu znacznej ilości roztworu zawierającego cyjanek z odpadów. Przelew zagęszczacza, który zawiera cyjanek, jest następnie poddawany usuwaniu ze stawu lub zbiornika. W procesie usuwania, bogaty w cyjanek roztwór jest wystawiany na działanie powietrza lub innych środków usuwających. Cyjanek w postaci gazu cyjanku wodoru jest usuwany z roztworu i może być odzyskiwany lub dalej oczyszczany. Oddzielona woda może być zawracana z powrotem do etapu mycia, co pomaga w zarządzaniu bilansem wodnym.

Zalety

• Odzyskiwanie zasobówProces ten pozwala na odzyskiwanie cyjanku, który można ponownie wykorzystać w procesie ługowania, zmniejszając w ten sposób ogólne zużycie cyjanku w kopalni.

• Gospodarka wodna:Recykling oczyszczonej wody pomaga w zarządzaniu bilansem wodnym w procesie wydobywczym, zmniejszając zapotrzebowanie na świeżą wodę i minimalizując zrzut ścieków.

• Wykorzystanie istniejącej infrastruktury:Proces WPS często może wykorzystywać istniejącą infrastrukturę zakładu, taką jak zagęszczacze i stawy wody procesowej, zmniejszając potrzebę dużych inwestycji kapitałowych.

Niedogodności

• Złożoność działaniaProces ten obejmuje wiele etapów i wymaga starannej kontroli parametrów, takich jak wydajność mycia, szybkość usuwania zanieczyszczeń i współczynniki recyklingu wody.

• Efektywność odzyskiwania cyjanku: Wydajność Odzyskiwanie cyjanku Na wynik mogą mieć wpływ takie czynniki, jak początkowe stężenie cyjanku w odpadach, jakość operacji mycia i usuwania osadu oraz obecność innych substancji zakłócających.

• Obawy dotyczące zapachu i bezpieczeństwa:Proces usuwania może uwalniać gaz cyjanowodoru, który ma silny zapach i jest wysoce toksyczny. Należy podjąć odpowiednie środki bezpieczeństwa, aby zapobiec wyciekowi gazu i zapewnić bezpieczeństwo pracowników.

Studium przypadku

Firma wydobywająca złoto wdrożyła proces WPS. Dzięki modernizacji istniejących zagęszczaczy w celu zwiększenia płukania i budowie krytego stawu do usuwania cyjanku udało się osiągnąć wskaźnik odzysku cyjanku do 70%. Odzyskany cyjanek został pomyślnie zawrócony do obiegu ługowania, co znacznie zmniejszyło koszty zakupu cyjanku.

Podsumowanie

Usuwanie cyjanku z odpadów złota jest kluczowe dla ochrony środowiska i zrównoważonych praktyk górniczych. Każdy z omawianych procesów usuwania cyjanku, w tym chlorowanie alkaliczne, proces INCO, obróbka biologiczna i proces WPS, ma swoje własne unikalne zalety i wady. Wybór najbardziej odpowiedniego procesu zależy od różnych czynników, takich jak początkowe stężenie cyjanku w odpadach, skład odpadów, dostępna infrastruktura i analiza kosztów i korzyści. W wielu przypadkach połączenie tych procesów może być wymagane w celu osiągnięcia najbardziej wydajnego i opłacalnego usuwania cyjanku. Ponieważ przemysł wydobywczy nadal mierzy się z coraz większą kontrolą środowiskową, ciągłe badania i rozwój w zakresie technologii usuwania cyjanku będą niezbędne, aby zapewnić czystszą i bardziej zrównoważoną przyszłość.