Métodos e processos para remoção de cianeto em superfícies minerais de sulfeto

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No beneficiamento e smelting processos de minérios de sulfeto de metais não ferrosos, Cianeto é frequentemente usado para aumentar as taxas de recuperação de metais. No entanto, o cianeto permanecer na superfície de minérios de sulfeto não só tem um impacto negativo nos fluxos de processo subsequentes, mas também causa sérios problemas ambientais. Portanto, o desenvolvimento de métodos eficientes e ambientalmente amigáveis ​​para remover cianeto na superfície de minérios de sulfeto é de grande importância prática.

Situação atual e perigos de resíduos de cianeto em superfícies minerais de sulfeto

Situação atual

No processo tradicional de flotação de minérios de sulfeto, o cianeto é amplamente usado como um inibidor. Ele pode inibir seletivamente certos minerais indesejados em minérios de sulfeto, conseguindo assim a separação de minerais alvo de minerais de ganga. Mas após a flotação, uma grande quantidade de cianeto será adsorvida na superfície dos minérios de sulfeto. De acordo com pesquisas relevantes, em alguns concentradores, o teor de cianeto na superfície de concentrados de minério de sulfeto após a flotação pode ser tão alto quanto várias centenas de miligramas por quilograma.

Riscos

De uma perspectiva tecnológica, o cianeto restante interferirá no processo de fundição subsequente. Por exemplo, durante a fundição de minérios de sulfeto de cobre, o cianeto formará complexos com o cobre, reduzindo a eficiência de fundição do cobre e aumentando o consumo de energia. De uma perspectiva ambiental, o cianeto é uma substância altamente tóxica. Quando águas residuais de rejeitos contendo cianeto são descarregadas no ambiente natural, elas poluirão corpos d'água e solo, colocarão em risco organismos aquáticos e vegetação ao redor, e até mesmo representarão uma ameaça à saúde humana por meio da cadeia alimentar.

Métodos para remoção de cianeto em superfícies minerais de sulfeto

Método de oxidação

1. Método de oxidação química

• Princípio: Use oxidantes fortes para oxidar cianeto em substâncias menos tóxicas ou não tóxicas. Oxidantes comuns incluem peróxido de hidrogênio (H2O2), hipoclorito de sódio (NaClO), etc. Tomando o peróxido de hidrogênio como exemplo, sua equação de reação é: (2CN+5H2O2 = 2HCO3 + N2↑+4H2O).

• Processo de operação: Primeiro, coloque a polpa de minério de sulfeto contendo cianeto em um tanque de reação e ajuste o valor de pH da polpa para uma faixa apropriada (geralmente, para oxidação de peróxido de hidrogênio, o valor de pH é preferencialmente entre 9 - 11). Então, adicione lentamente a solução de peróxido de hidrogênio enquanto mexe para fazer o oxidante entrar em contato total e reagir com a polpa. O tempo de reação geralmente varia de 1 a 3 horas, e o tempo específico depende da concentração de cianeto na polpa e das propriedades do minério.

• Diferenciais: A velocidade da reação é relativamente rápida e o efeito de remoção do cianeto é bom, o que pode reduzir a concentração de cianeto a um nível relativamente baixo.

• Desvantagens :Oxidantes como o peróxido de hidrogênio são relativamente caros, e o excesso de oxidantes pode ter impacto nos processos subsequentes de beneficiamento ou fundição.

Método de adsorção

1. Método de adsorção de carvão ativado

• Princípio: O carvão ativado tem uma grande área de superfície específica e ricas estruturas de poros, que podem adsorver cianeto em sua superfície por meio de adsorção física e química.

• Processo de operação: Adicione carvão ativado à polpa de minério de sulfeto contendo cianeto e mexa bem para fazer o carvão ativado entrar em contato total com o cianeto na polpa. O tempo de adsorção é geralmente de 30 minutos a 2 horas. Após a adsorção, separe o carvão ativado da polpa por filtração ou outros meios.

• Diferenciais: A operação é simples e tem um bom efeito de adsorção em cianeto de baixa concentração. O carvão ativado pode ser regenerado e reutilizado.

• Desvantagens : Para cianeto de alta concentração, a capacidade de adsorção é limitada, e o tratamento inadequado do carvão ativado adsorvido causará poluição secundária.

2. Método de adsorção de resina de troca iônica

• Princípio:As resinas de troca iônica contêm grupos funcionais específicos que podem trocar com os íons no cianeto, adsorvendo assim o cianeto na resina.

• Processo de operação: Carregue a resina de troca iônica em uma coluna de troca e faça a polpa de minério de sulfeto contendo cianeto passar pela coluna de troca. Controle a vazão da polpa para garantir que o cianeto troque completamente com a resina. Quando a resina estiver saturada com adsorção, use um eluente específico para eluir e regenerar a resina.

• Diferenciais: Possui alta seletividade de adsorção de cianeto e pode atingir operação contínua.

• Desvantagens : O custo da resina é alto, o processo de eluição é relativamente complexo e pode ser gerado líquido residual de eluição contendo cianeto.

Outros Métodos

1. Método de neutralização ácido-base

• Princípio: Sob certas condições, o cianeto passará por reações de hidrólise em ambientes ácidos ou alcalinos para gerar substâncias menos tóxicas ou não tóxicas. Por exemplo, em uma condição ácida, o cianeto reagirá com íons de hidrogênio para formar ácido cianídrico (HCN), que pode ser removido por volatilização; em uma condição alcalina, o cianeto se hidrolisa para formar cianato e outras substâncias.

• Processo de operação: Se a hidrólise ácida for adotada, adicione lentamente soluções ácidas, como ácido sulfúrico diluído, à polpa de minério de sulfeto contendo cianeto, ajuste o valor do pH para 2 - 4 e, em seguida, areje para volatilizar o ácido cianídrico gerado. Se a hidrólise alcalina for adotada, adicione substâncias alcalinas, como hidróxido de sódio, ajuste o valor do pH para 10 - 12 e reaja por um certo período (geralmente de 2 a 4 horas).

• Diferenciais:O custo é relativamente baixo e a operação é relativamente simples.

• Desvantagens : O ácido cianídrico gerado durante a hidrólise ácida é altamente tóxico e requer medidas de proteção rigorosas; a velocidade da reação de hidrólise alcalina é lenta e ainda pode haver uma pequena quantidade de resíduo de cianeto após o tratamento.

Projeto de fluxo de processo para remoção de cianeto em superfícies minerais de sulfeto

Estágio de pré-tratamento

1. Ajuste de polpa: Ajuste a concentração da polpa de minério de sulfeto após a flotação. Geralmente, a concentração da polpa é controlada entre 20% - 40% para tratamento subsequente. Ao mesmo tempo, detecte a concentração inicial de cianeto na polpa para fornecer uma base para determinar parâmetros de processo subsequentes.

2. Remoção de impurezas: Remova impurezas de partículas grandes e alguns sólidos suspensos na polpa por meio de filtração, sedimentação, etc., para evitar que interfiram nos processos de tratamento subsequentes.

Estágio de remoção

1. Seleção de método: Selecione um método de remoção apropriado de acordo com fatores como a concentração de cianeto na polpa, propriedades do minério, custo do tratamento e requisitos de proteção ambiental. Por exemplo, para cianeto de alta concentração e casos em que o custo não é uma preocupação, o produto químico Método de oxidação pode ser dada prioridade; para baixas concentrações de cianeto e ocasiões ambientalmente conscientes, o método de oxidação biológica ou o método de adsorção podem ser mais adequados.

2. Controle de parâmetros de processo:Tomando a oxidação do peróxido de hidrogênio no Oxidação química método como exemplo, controlar rigorosamente a quantidade de peróxido de hidrogênio adicionado (geralmente calculado de acordo com a concentração de cianeto e equação de reação), temperatura de reação (geralmente 20 - 30 ℃), valor de pH (9 - 11) e velocidade de agitação (100 - 300 revoluções por minuto) e outros parâmetros para garantir uma reação eficiente.

Estágio Pós-tratamento

1. Separação Sólido-Líquido: Separar a polpa após a remoção do cianeto por filtração, centrifugação, etc. para obter concentrados de minério de sulfeto purificados e águas residuais contendo uma pequena quantidade de cianeto.

2. Tratamento de Águas Residuais: Trate ainda mais as águas residuais separadas para atender aos padrões nacionais de descarga. Oxidação secundária, adsorção e outros métodos podem ser usados ​​para remover profundamente o cianeto nas águas residuais para garantir uma descarga segura.

Conclusão

Existem vários métodos para remover cianeto na superfície de minérios de sulfeto, e cada método tem suas próprias vantagens e desvantagens. Em aplicações práticas, é necessário considerar de forma abrangente fatores como propriedades do minério, concentração de cianeto, custo de tratamento e requisitos de proteção ambiental para selecionar métodos e fluxos de processo apropriados. Com os requisitos de proteção ambiental cada vez mais rigorosos e o progresso contínuo da tecnologia, o desenvolvimento de tecnologias mais eficientes, ecologicamente corretas e de baixo custo para remover cianeto na superfície de minérios de sulfeto será a principal direção de pesquisa no futuro. Por meio da otimização contínua do processo, espera-se atingir descarga zero de cianeto nos processos de beneficiamento e fundição de minérios de sulfeto e promover o desenvolvimento sustentável da indústria de metais não ferrosos.