Експериментална студија о методама третмана течности сиромашне цијанидом у руднику злата

Увод

У индустрији вађења злата, третман течности сиромашне цијанидом је од великог значаја. Течност сиромашна цијанидом, као што је раствор након екстракције злата у процесу цијанидације, садржи разне загађиваче, посебно цијанидна једињења, која могу изазвати озбиљно загађење животне средине ако се не третирају правилно. Стога је развој ефикасних и исплативих метода третмана течности сиромашне цијанидом хитан задатак. Овај блог пост се фокусира на експериментално проучавање метода третмана течности сиромашне цијанидом у одређеном руднику злата , са циљем да пружи вредне увиде и референце за индустрију.

Преглед метода третмана течности сиромашних цијанидом

Генерално, методе третмана течности сиромашне цијанидом могу се грубо поделити у две категорије: методе пречишћавања и методе опоравка (регенерације).

Методе пречишћавања

1. Метода оксидације алкалија и хлора

• Ово је релативно зрела метода за уништавање цијанида у отпадним водама и широко се користи у постројењима за галванизацију, коксарању и топионицама злата. Под условом pH вредности 11 - 12, цијаниди и метални комплексни јони у отпадним водама које садрже цијаниде оксидују се у цијанате, а затим се хлор додаје други пут да би се оксидовали у угљен- диоксид, азот итд.

• Предности : Процес је релативно зрео, са добрим ефектима третмана и широком применом. Процес третмана се може лако аутоматизовати.

• Недостаци : Цијаниди се не могу рециклирати, трошкови третмана су високи и не могу се уклонити комплекси гвожђа и цијанида. Такође постоји проблем секундарног загађења.

2. Сумпор-диоксид - метода оксидације ваздухом

• У посуди са мешалицом се додаје отпадна течност, а затим се уводе ваздух и SO₂ (течност или гас, или раствор сулфита, или добијен сагоревањем елементарног сумпора). pH вредност се контролише на 7-10, а креч се користи за неутрализацију киселине која настаје током реакције оксидације. Реакција захтева присуство растворљивог бакра (као катализатора).

• Метода оксидације Инко-SO₂/ваздухом може разградити све цијаниде, укључујући гвожђе-цијаниде, а гвожђе-цијаниди се могу исталожити и уклонити коришћењем неких безбедних и јефтиних реагенса.

3. Метода водоник-пероксида

• Овај поступак је погодан за третман отпадних вода које садрже цијанид ниске концентрације. Водоник-пероксид може оксидовати цијанид у јаловини у релативно слабу и лако хидролизовану цијанову киселину (HCNO), која се затим уклања даљом оксидацијом и хидролизом.

4. Метода оксидације озона

• Озон је јако оксидационо средство. Када се користи за третман отпадних вода које садрже цијаниде, потпунији је од методе алкално-хлорне оксидације, са бољим ефектима уклањања цијанида. Након озонације, растворени кисеоник у раствору отпадних вода се повећава, који се може вратити у систем за цијанизацију ради рециклаже, олакшавајући растварање злата и побољшавајући ефикасност испирања злата.

• Предности : Руковање је једноставно и практично, лако се контролише, а степен аутоматизације производње је висок. Озон се може производити на лицу места, што је од великог значаја за постројења за цијанидацију са незгодним транспортом, али довољним напајањем. Ефикасност пречишћавања је висока и не ствара се секундарно загађење.

• Недостаци : Потрошња енергије за производњу озона је велика, а трошкови производње су високи, што ограничава његову широку примену.

5. Метода електролитичке оксидације

• Пре електролизе, прво подесите pH вредност течности сиромашне цијанидом на >7. Додајте малу количину соли, користите графит као аноду и титанијумску плочу као катоду и користите алкални водени раствор бакра и цинка као електролит. Када се пропусти једносмерна струја, на катоди се производе метални бакар и цинк, а такође се ствара и водоник. На аноди, CN⁻ се оксидује у CNO⁻, CO₂, N₂, а Cl⁻ се оксидује у Cl₂, а Cl₂ улази у раствор и ствара HClO.

6. Метода микробне оксидације

• Ова метода користи биохемијска својства микроорганизама за разградњу цијанида, тиоцијаната и гвожђе-цијанида, стварајући амонијак, угљен-диоксид и сулфате, или хидролизујући цијаниде у формамид. Истовремено, бактерије адсорбују јоне тешких метала, узрокујући њихово отпадање са биофилмом и њихово уклањање.

• Важна карактеристика : Температура мора бити стално одржавана изнад 10℃ како би се одржала разумна брзина уклањања цијанида.

Методе опоравка (регенерације)

1. Метода закисељавања

• Главни принцип ове методе је додавање сумпорне киселине у отпадну воду која садржи цијанид, подешавање pH вредности на око 1.5 и претварање CN⁻ у HCN. Изгубљени HCN гас се уводи у апсорбер и апсорбује алкалним раствором (раствор натријум хидроксида или калцијум хидроксида) да би се добио раствор цијанида од 20% - 30%, који се може рециклирати.

• Предности : Овај процес може максимизирати опоравак цијанида, побољшати ефикасну стопу искоришћења цијанида и смањити трошкове производње.

• Недостаци : Једнократни инвестициони трошкови су велики, ток процеса је сложен и тешко је да третирана преостала течност која садржи цијанид испуни стандарде испуштања.

2. Метод јонске размене

• У третману течности сиромашне цијанидима, јоноизмењивачке смоле се могу користити за обогаћивање цијанидима.

3. Метод адсорпције

• Адсорпција активног угља : Адсорпција активног угља углавном зависи од његових бројних унутрашњих пора и велике специфичне површине. Процес адсорпције обухвата физичку адсорпцију и хемијску адсорпцију. Уклањање цијанида се углавном одвија на три начина: оксидацијом, хидролизом и одвајањем. Главни процес је реакција оксидативног разлагања цијанида у отпадним водама које садрже цијанид водоник-пероксидом на површини активног угља.

4. Метод екстракције растварачем

• Растварачи се користе за екстракцију вредних компоненти и цијанида из течности сиромашне цијанидима.

5. Метода течне мембране

• У третману течности сиромашних цијанидима, углавном се користи систем уља у води. Основни принцип је: прво, закиселити отпадну воду која садржи цијанид да би се цијанидни јони у њој претворили у HCN. HCN пролази кроз мембрану течности уљне фазе у унутрашњу водену фазу, а затим реагује са NaOH да би се створио NaCN.

6. Метод електродијализе

• Ова метода користи електрично поље за покретање миграције јона кроз јоноизмењивачке мембране како би се постигло раздвајање и опоравак супстанци.

Експериментална студија о течности сиромашној цијанидом у руднику злата

Позадина експеримента

Течност сиромашна цијанидом из једног рудника злата има посебно висок укупни садржај цијанида, који достиже и до 13000 мг/л. Такве отпадне воде које садрже цијанид високе концентрације представљају велику претњу по животну средину и захтевају ефикасан третман.

Експерименталне методе

1. Метод адсорпције H₂O₂ + ClO₂ + C

• У овој методи, водоник-пероксид (H₂O₂) и хлор-диоксид (ClO₂) се прво користе као оксиданси за оксидацију цијанида у течности сиромашној цијанидима. Затим се врши адсорпција активним угљем (C) ради даљег уклањања преосталих загађивача.

2. Тростепена оксидација (H₂O₂ + катализатор „M“) + хлорисање, аерација + метод адсорпције C

• Тростепена оксидација : Водоник-пероксид (H₂O₂) и специфични катализатор „М“ се користе за тростепену оксидацију. Ово служи да би се осигурала темељитија оксидација различитих цијанидних једињења, укључујући комплексне цијаниде.

• Хлорисање аерације : Након тростепене оксидације, спроводи се хлорисање аерације. Хлор се уводи у течност током аерације, што може додатно оксидовати преостале супстанце повезане са цијанидима и неке друге редуковане загађиваче.

• C Адсорпција : Коначно, адсорпција активног угља се користи за адсорпцију преосталих ситнозрних загађивача и свих резидуалних супстанци повезаних са цијанидом како би се постигао циљ пречишћавања течности сиромашне цијанидом.

Експериментални резултати и поређење

1. Метод адсорпције H₂O₂ + ClO₂ + C

• Овом методом је постигнут одређени степен уклањања цијанида, али је коначни укупни садржај цијанида у третираној течности и даље био релативно висок, што није испунило строге националне стандарде испуштања.

2. Тростепена оксидација (H₂O₂ + катализатор „M“) + хлорисање, аерација + метод адсорпције C

• Ова метода је показала задовољавајуће резултате. Коначни укупни садржај цијанида је смањен на 0.44 мг/л, што испуњава националне стандарде за испуштање. Поред тога, садржај других тешких метала је такође испунио релевантне захтеве националних стандарда.

• Исплативост : Што се тиче трошкова, иако тростепени процес оксидације са катализатором и додатном хлоришућом аерацијом захтева сложеније операције и употребу одређених катализатора и хлора, генерално, у поређењу са неким другим превише сложеним или скупим методама, цена је релативно разумна. Може ефикасно третирати течности сиромашне цијанидом високе концентрације, уз контролу трошкова у прихватљивом опсегу.

Закључак

Третман течности сиромашне цијанидом у рудницима злата је сложен, али кључан задатак. Кроз експерименталну студију течности сиромашне цијанидом у одређеном руднику злата, може се видети да различите методе третмана имају своје предности и мане. Метода тростепене оксидације (H₂O₂ + катализатор „M“) + хлорисање, аерација + C адсорпција показује релативно идеалне ефекте третмана и исплативост за течност сиромашну цијанидом са високим укупним садржајем цијанида у овом руднику злата. Међутим, континуирано истраживање и унапређење су и даље потребни у будућности како би се развиле ефикасније, исплативије и еколошки прихватљивије методе третмана које ће боље испунити захтеве заштите животне средине и одрживог развоја у индустрији рударства злата.