Экспериментальное исследование методов очистки жидкости с низким содержанием цианида на золотом руднике

Введение

В золотодобывающей промышленности обработка жидкостей с низким содержанием цианида имеет огромное значение. Жидкости с низким содержанием цианида, такие как растворы после извлечения золота в процессе цианирования, содержат различные загрязняющие вещества, особенно цианидсодержащие соединения, которые могут вызывать серьезное загрязнение окружающей среды, если их не обработать должным образом. Поэтому разработка эффективных и экономически выгодных методов обработки жидкостей с низким содержанием цианида является неотложной задачей. В этой статье рассматривается экспериментальное исследование методов обработки жидкостей с низким содержанием цианида на одном из золотодобывающих рудников с целью предоставления ценных сведений и рекомендаций для отрасли.

Обзор методов очистки жидкостей с низким содержанием цианида

В целом методы очистки жидкостей с низким содержанием цианида можно условно разделить на две категории: методы очистки и методы восстановления (регенерации).

Методы очистки

1. Метод щелочно-хлорного окисления

• Это относительно отработанный метод уничтожения цианидов в сточных водах, широко используемый на гальванических, коксовых и золотодобывающих предприятиях. При pH 11-12 цианиды и ионы металлокомплексов в цианидсодержащих сточных водах окисляются до цианатов, после чего хлор добавляется повторно для их окисления до диоксида углерода , азота и др.

• Преимущества : Процесс достаточно отработан, демонстрирует хорошие лечебные результаты и широкое применение. Лечебный процесс легко автоматизируется.

• Недостатки : цианиды не подлежат переработке, стоимость обработки высока, и не удается удалить комплексы цианида железа. Также существует проблема вторичного загрязнения.

2.Диоксид серы - Метод окисления воздухом

• В перемешиваемую емкость добавляют отработанную жидкость, вводят воздух и SO₂ (жидкость или газ, или раствор сульфита, или полученный путем сжигания элементарной серы). pH контролируется на уровне 7 - 10. и известь используется для нейтрализации кислоты, образующейся в ходе реакции окисления. Реакция требует присутствия растворимой меди (в качестве катализатора).

• Метод окисления Inco - SO₂/воздух позволяет разложить все цианиды, включая цианиды железа, а цианиды железа можно осадить и удалить с помощью некоторых безопасных и недорогих реагентов.

3. Метод перекиси водорода

• Этот процесс подходит для очистки сточных вод с низкой концентрацией цианида. Перекись водорода может окислять цианид в хвостах в относительно слабую и легко гидролизуемую циановую кислоту (HCNO), которая затем удаляется путем дальнейшего окисления и гидролиза.

4.Метод окисления озоном

• Озон является сильным окислителем. При использовании для очистки сточных вод, содержащих цианид, он более полноценен, чем метод щелочно-хлорного окисления, с лучшими эффектами удаления цианида. После озонирования увеличивается растворенный кислород в растворе сточных вод, который может быть возвращен в систему цианирования для переработки, облегчая растворение золота и повышая эффективность выщелачивания золота.

• Преимущества : Простота и удобство эксплуатации, легкость управления, высокая степень автоматизации производства. Озон может производиться на месте, что имеет большое значение для цианидных заводов с неудобной транспортировкой, но достаточным электроснабжением. Высокая эффективность очистки, отсутствие вторичного загрязнения.

• Недостатки : Высокое энергопотребление при производстве озона и высокая себестоимость производства ограничивают его широкое применение.

5.Метод электролитического окисления

• Перед электролизом сначала отрегулируйте pH жидкости с низким содержанием цианида до >7. Добавьте небольшое количество соли, используйте графит в качестве анода и титановую пластину в качестве катода, а в качестве электролита используйте щелочной водный раствор меди и цинка. При пропускании постоянного тока на катоде образуются металлическая медь и цинк, а также выделяется водород. На аноде CN⁻ окисляется до CNO⁻, CO₂, N₂, а Cl⁻ окисляется до Cl₂, а Cl₂ поступает в раствор, образуя HClO.

6.Метод микробного окисления

• Этот метод использует биохимические свойства микроорганизмов для разложения цианидов, тиоцианатов и цианидов железа, образуя аммиак, углекислый газ и сульфаты, или гидролизуя цианиды в формамид. В то же время бактерии адсорбируют ионы тяжелых металлов, заставляя их отпадать вместе с биопленкой и удаляться.

• Важная особенность : для обеспечения приемлемой эффективности удаления цианида температуру необходимо постоянно поддерживать выше 10℃.

Методы восстановления (регенерации)

1.Метод подкисления

• Основной принцип этого метода заключается в добавлении серной кислоты к цианидсодержащим сточным водам, регулировании pH примерно до 1.5 и преобразовании CN⁻ в HCN. Выделившийся газ HCN вводится в абсорбер и поглощается щелочным раствором (раствором гидроксида натрия или гидроксида кальция) для получения 20% - 30% раствора цианида, который можно перерабатывать.

• Преимущества : Этот процесс позволяет максимально увеличить извлечение цианидов, повысить эффективность их использования и снизить производственные затраты.

• Недостатки : значительные единовременные инвестиционные затраты, сложный технологический процесс, а также сложность обеспечения соответствия очищенной остаточной жидкости, содержащей цианид, стандартам сброса.

2. Метод ионного обмена

• При очистке жидкостей с низким содержанием цианидов для обогащения цианидов можно использовать ионообменные смолы.

3. Метод адсорбции

• Адсорбция на активированном угле : Адсорбция на активированном угле в основном зависит от его многочисленных внутренних пор и большой удельной поверхности. Процесс адсорбции включает физическую и химическую адсорбцию. Удаление цианида осуществляется тремя основными способами: окисление, гидролиз и десорбция. Основной процесс — это реакция окислительного разложения цианидов в цианидсодержащих сточных водах с перекисью водорода на поверхности активированного угля.

4. Метод экстракции растворителем

• Для извлечения ценных компонентов и цианидов из жидкости с низким содержанием цианида используют растворители.

5.Метод жидкой мембраны

• При очистке цианид-бедной жидкости в основном используется система «масло в воде». Основной принцип: сначала подкислить цианидсодержащие сточные воды, чтобы преобразовать содержащиеся в них ионы цианида в HCN. HCN проходит через масляную фазовую жидкую мембрану во внутреннюю водную фазу, а затем реагирует с NaOH, образуя NaCN.

6.Метод электродиализа

• В этом методе электрическое поле используется для перемещения ионов через ионообменные мембраны с целью разделения и извлечения веществ.

Экспериментальное исследование жидкости с низким содержанием цианида на золотом руднике

Предыстория эксперимента

Бедная цианидами жидкость из определенного золотого рудника имеет особенно высокое общее содержание цианида, достигающее 13000 мг/л. Такие высококонцентрированные цианидсодержащие сточные воды представляют большую угрозу для окружающей среды и требуют эффективной очистки.

Экспериментальные методы

1. Метод адсорбции H₂O₂ + ClO₂ + C

• В этом методе перекись водорода (H₂O₂) и диоксид хлора (ClO₂) сначала используются в качестве окислителей для окисления цианидов в жидкости с низким содержанием цианида. Затем проводится адсорбция активированным углем (C) для дальнейшего удаления оставшихся загрязняющих веществ.

2. Трехступенчатое окисление (H₂O₂ + катализатор «M») + хлорирование с аэрацией + метод адсорбции углерода

• Трехстадийное окисление : для трехстадийного окисления используется перекись водорода (H₂O₂) и специальный катализатор «М». Это обеспечивает более тщательное окисление различных цианидных соединений, включая сложные цианиды.

• Хлорирование с аэрацией : После трехступенчатого окисления проводится хлорирование с аэрацией. В процессе аэрации в жидкость вводится хлор, который может дополнительно окислить оставшиеся цианидсодержащие вещества и некоторые другие восстанавливаемые загрязняющие вещества.

• C. Адсорбция : Наконец, для адсорбции оставшихся мелкодисперсных загрязняющих веществ и любых остаточных веществ, содержащих цианид, используется адсорбция активированным углем, что позволяет достичь цели очистки жидкости с низким содержанием цианида.

Экспериментальные результаты и сравнение

1. Метод адсорбции H₂O₂ + ClO₂ + C

• Этот метод позволил достичь определенной степени удаления цианида, однако общее содержание цианида в очищенной жидкости все еще было относительно высоким и не соответствовало строгим национальным стандартам сброса.

2. Трехступенчатое окисление (H₂O₂ + катализатор «M») + хлорирование с аэрацией + метод адсорбции углерода

• Этот метод показал более удовлетворительные результаты. Окончательное общее содержание цианида было снижено до 0.44 мг/л, что соответствует национальным стандартам сброса. Кроме того, содержание других тяжелых металлов также соответствовало соответствующим требованиям национальных стандартов.

• Экономическая эффективность : С точки зрения стоимости, хотя трехстадийный процесс окисления с катализатором и дополнительной хлорной аэрацией требует более сложных операций и использования определенных катализаторов и хлора, в целом, по сравнению с некоторыми другими чрезмерно сложными или дорогостоящими методами, стоимость является относительно приемлемой. Он может эффективно обрабатывать жидкости с высокой концентрацией цианида, контролируя при этом затраты в приемлемом диапазоне.

Заключение

Обработка цианид-бедной жидкости на золотых рудниках является сложной, но важной задачей. Благодаря экспериментальному исследованию цианид-бедной жидкости определенного золотого рудника можно увидеть, что различные методы обработки имеют свои преимущества и недостатки. Трехстадийное окисление (H₂O₂ + катализатор «M») + хлорирование, аэрация + адсорбция C показывают относительно идеальные эффекты обработки и экономическую эффективность для цианид-бедной жидкости с высоким общим содержанием цианида на этом золотом руднике. Тем не менее, в будущем по-прежнему необходимы постоянные исследования и совершенствования для разработки более эффективных, экономически выгодных и экологически чистых методов обработки, которые лучше соответствуют требованиям охраны окружающей среды и устойчивого развития в золотодобывающей промышленности.