Mbinu na Taratibu za Kuondoa Sianidi kwenye Uso wa Madini ya Sulfidi

1. Utangulizi

Katika uwanja wa madini, hasa katika uchimbaji wa dhahabu na usindikaji wa madini ya sulfidi, uwepo wa Sianidi kwenye uso wa Madini ya Sulfidi huleta changamoto kubwa. Sianidi hutumika sana katika mchakato wa uchujaji wa sianidi kwa ajili ya uchimbaji wa dhahabu kutokana na uwezo wake wa kuunda michanganyiko na dhahabu, na kurahisisha kuyeyuka kwake. Hata hivyo, baada ya mchakato wa uchujaji, sianidi iliyobaki kwenye uso wa madini ya sulfidi kwenye tailings sio tu husababisha uchafuzi wa mazingira lakini pia huzuia uboreshaji unaofuata wa madini ya sulfidi, na kupunguza kiwango cha jumla cha urejeshaji wa metali zenye thamani. Kwa hivyo, kutengeneza mbinu bora za kuondoa sianidi kwenye uso wa madini ya sulfidi ni muhimu kwa usindikaji endelevu wa madini na ulinzi wa mazingira.

2. Matatizo Yaliyopo ya Cyanide kwenye Nyuso za Madini ya Sulfidi

2.1 Athari kwa Mazingira

Cyanide ni dutu yenye sumu kali. Wakati madini ya sulfidi yenye sianidi ya adsorbed yanapotolewa kwenye mazingira, sianidi inaweza kutoka hatua kwa hatua na kuchafua udongo, vyanzo vya maji na hewa. Hata katika viwango vya chini, sianidi inaweza kuwa hatari sana kwa viumbe vya majini, mimea, na afya ya binadamu. Kwa mfano, katika baadhi ya maeneo ya uchimbaji madini ambapo utupaji usiofaa wa sianidi - iliyo na mikia imetokea, miili ya maji iliyo karibu imeonyesha kupungua kwa kiwango cha oksijeni iliyoyeyushwa, na kusababisha kifo cha samaki na viumbe vingine vya majini.

2.2 Kuzuia Manufaa ya Madini ya Sulfidi

Sianidi inayotangazwa kwenye uso wa madini ya sulfidi, kama vile pyrite, chalcopyrite, na sphalerite, inaweza kutengeneza filamu ya kupitisha kwenye uso wa madini. Filamu hii inapunguza utendakazi wa madini ya sulfidi wakati wa kuelea au michakato mingine ya manufaa. Kwa mfano, katika kuelea kwa madini ya sulfidi yenye shaba, kuwepo kwa sianidi kwenye uso wa chalcopyrite kunaweza kudhoofisha mwingiliano wake na wakusanyaji, na hivyo kufanya iwe vigumu kutenganisha madini ya shaba kutoka kwa madini ya gangue kwa ufanisi, na hivyo kupunguza kiwango na kiwango cha kurejesha shaba.

3. Mbinu za Kuondoa Sianidi kwenye Uso wa Madini ya Sulfidi

3.1 Mbinu ya Uwezeshaji Asidi

3.1.1 Kanuni

Mbinu ya kuwezesha asidi hutumia asidi kama vile asidi ya sulfuriki au asidi oxaliki ili kuitikia pamoja na sianidi - iliyo na misombo kwenye uso wa madini ya sulfidi. Wakati asidi inapoongezwa, husababisha mtengano wa cyanide - tata za chuma. Matokeo yake, gesi ya sianidi hidrojeni huzalishwa. Lakini katika mchakato ulioundwa vizuri, sianidi hii ya hidrojeni tete inaweza kurejeshwa na kutumiwa tena kupitia mifumo ifaayo ya kunyonya.

3.1.2 Hatua za Mchakato

1. Maandalizi ya Massa ya Madini : Kwanza, changanya mabaki ya madini ya sulfidi na sianidi iliyofyonzwa na uso na maji ili kuunda massa ya madini sawa. Uwiano wa kioevu-kigumu wa massa ya madini kwa kawaida hurekebishwa kulingana na sifa za madini na mahitaji maalum ya mchakato, kwa kawaida ndani ya kiwango cha 1:2 - 1:5.

2. Kuongeza Asidi : Ongeza polepole asidi ya sulfuriki au asidi ya oxaliki kwenye massa ya madini huku ukikoroga mfululizo. Kiasi cha asidi inayoongezwa lazima kidhibitiwe kwa uangalifu kulingana na kiwango cha sianidi kwenye massa ya madini. Kwa kawaida, thamani ya pH ya massa ya madini hurekebishwa hadi 2 - 4. na pH inapaswa kufuatiliwa kwa wakati halisi kwa kutumia mita ya pH wakati wa mchakato wa kuongeza.

3. Matibabu ya Mmenyuko na Gesi : Baada ya kuongeza asidi, acha mmenyuko uendelee kwa takriban saa 1 - 3. Wakati huu, gesi ya sianidi ya hidrojeni huzalishwa. Ili kuzuia gesi hii kuchafua mazingira, mfumo wa ukusanyaji na matibabu ya gesi umewekwa. Gesi ya sianidi ya hidrojeni inayozalishwa huelekezwa kwenye mnara wa kunyonya uliojaa myeyusho wa alkali, kama vile myeyusho wa hidroksidi ya sodiamu. Hapa, sianidi ya hidrojeni humenyuka na hidroksidi ya sodiamu, na myeyusho wa Sianidi ya Sodiamu uliopatikana unaweza kutumika tena kwenye mchakato wa sianidi ikiwa ubora wake unakidhi mahitaji.

3.1.3 Faida na Hasara

• Faida : Njia hii ni rahisi kiasi katika kanuni na uendeshaji. Inaweza kuvunja kwa ufanisi misombo yenye sianidi kwenye uso wa madini ya sulfidi na ina uwezo wa kuchakata sianidi, na kupunguza gharama ya jumla ya matumizi ya sianidi katika mchakato wa uchimbaji madini.

• Hasara : Kuna hatari kubwa za usalama zinazohusika. Gesi ya sianidi ya hidrojeni ni sumu kali, na uvujaji wowote wakati wa mmenyuko unaweza kusababisha madhara makubwa kwa waendeshaji na mazingira. Zaidi ya hayo, asidi zinazotumiwa katika njia hii ni babuzi, ambazo zinaweza kuharibu vifaa na mabomba, kuongeza gharama za matengenezo na kufupisha maisha ya vifaa.

3.2 Mbinu ya Uamilisho wa Kioksidishaji

3.2.1 Kanuni

Vioksidishaji kama vile peroksidi ya hidrojeni, pamanganati ya potasiamu, na ozoni hutumika kuoksidisha sianidi kwenye uso wa madini ya sulfidi. Vioksidishaji hivi huvunja vifungo vya kemikali vya misombo ya sianidi, na kubadilisha sianidi kuwa vitu visivyo na sumu kama vile gesi ya nitrojeni na Carbon ates.

3.2.2 Hatua za Mchakato

1. Maandalizi ya Massa ya Madini : Sawa na mbinu ya uanzishaji wa asidi, andaa mabaki ya madini ya sulfidi kwenye massa ya madini yenye uwiano unaofaa wa kioevu na kigumu.

2. Nyongeza ya Oksidanti : Ongeza kioksidishaji kilichochaguliwa kwenye massa ya madini. Kiasi cha kioksidishaji kinachoongezwa hutegemea kiwango cha sianidi kwenye massa ya madini na uwezo wa kioksidishaji wa kioksidishaji. Kwa mfano, unapotumia peroksidi ya hidrojeni, kipimo kwa ujumla ni kilo 1 - 5 kwa tani ya massa ya madini, huku permanganate ya potasiamu kwa kawaida huongezwa kwa kilo 0.5 - 2 kwa tani ya massa ya madini. Nyongeza inapaswa kufanywa polepole kwa kukoroga mfululizo ili kuhakikisha mchanganyiko sawa.

3. Mmenyuko na Ufuatiliaji : Ruhusu kioksidishaji kuguswa na sianidi kwenye massa ya madini kwa saa 2 - 4. Wakati wa mmenyuko, fuatilia uwezo wa kupunguza oksidi na kiwango cha sianidi kwenye massa ya madini. Thamani ya uwezo wa kupunguza oksidi inaweza kuonyesha maendeleo ya mmenyuko wa oksidi. Wakati thamani inatulia na kiwango cha sianidi kwenye massa ya madini kinakidhi kiwango kinachohitajika (kawaida chini ya 0.5 mg/L), mmenyuko huchukuliwa kuwa kamili.

3.2.3 Faida na Hasara

• Faida : Njia hii haitoi gesi zenye sumu na tete kama njia ya uanzishaji wa asidi, na kuifanya iwe salama zaidi kwa mazingira ya uendeshaji. Inaweza kuongeza oksidi na kutenganisha sianidi kwa ufanisi, na kufikia lengo la kuondoa sianidi kutoka kwenye uso wa madini ya sulfidi. Zaidi ya hayo, bidhaa za mmenyuko ni rafiki kwa mazingira.

• Hasara : Gharama ya vioksidishaji ni kubwa kiasi, hasa kwa vioksidishaji vikali kama vile ozoni, ambayo huongeza gharama ya usindikaji wa madini ya sulfidi. Zaidi ya hayo, mmenyuko wa oksidi huathiriwa kwa urahisi na mambo kama vile thamani ya pH ya massa ya madini, halijoto, na uwepo wa uchafu mwingine, unaohitaji udhibiti mkali wa hali ya mmenyuko.

3.3 Mbinu ya Chumvi ya Shaba

3.3.1 Kanuni

Chumvi za shaba, kama vile sulfate ya shaba, huongezwa kwenye majimaji ya ore ya sulfidi na sianidi ya uso - adsorbed. Ioni za shaba humenyuka pamoja na sianidi na kutengeneza shaba isiyoyeyuka - sianidi changamani. Magumu haya yanaweza kutengwa kutoka kwa massa ya madini kupitia njia ngumu za kutenganisha kioevu, na hivyo kufikia kuondolewa kwa sianidi.

3.3.2 Hatua za Mchakato

1. Maandalizi ya Massa ya Madini : Andaa mabaki ya madini ya sulfidi kwenye massa ya madini yenye uwiano unaofaa wa kioevu na imara.

2. Kuongeza Chumvi ya Shaba : Ongeza kiasi kinachofaa cha salfeti ya shaba kwenye massa ya madini. Kiasi cha salfeti ya shaba inayoongezwa huamuliwa na kiwango cha sianidi kwenye massa ya madini, kwa ujumla kwa uwiano wa molar wa ioni za shaba na ioni za sianidi wa 1 - 2:1. Salfeti ya shaba kwa kawaida huongezwa kama myeyusho wa maji, na mchakato wa kuongeza unapaswa kuambatana na kukoroga mfululizo ili kuhakikisha usambazaji sawa wa ioni za shaba kwenye massa ya madini.

3. Mmenyuko na Mgawanyiko wa Kioevu Mango : Baada ya kuongeza chumvi ya shaba, acha mchanganyiko uendelee kwa saa 1 - 2. Kisha, fanya utenganisho wa kioevu-mango kwenye massa ya madini kwa kutumia mbinu kama vile kuchuja au kusaga. Kioevu kilichotenganishwa kina vijidudu vya shaba-cyanidi na madini ya sulfidi, huku mchanganyiko uliotenganishwa unaweza kutibiwa zaidi ili kufikia kiwango cha kutokwa au kusindikwa kwa madhumuni mengine.

3.3.3 Faida na Hasara

• Faida : Njia hii inaweza kuondoa sianidi kwa ufanisi kutoka kwenye uso wa madini ya sulfidi kwa kutengeneza vijidudu visivyoyeyuka. Mchakato wa uendeshaji ni rahisi kiasi, na sulfate ya shaba ni kitendanishi cha kemikali cha kawaida na cha bei nafuu, kinachotoa faida fulani za kiuchumi.

• Hasara : Kuongeza chumvi za shaba kunaweza kuingiza uchafu wa shaba kwenye massa ya madini, ambayo inaweza kuathiri uboreshaji unaofuata wa madini ya sulfidi. Kwa mfano, katika kuelea kwa madini ya risasi-sulfidi ya zinki, ioni nyingi za shaba zinaweza kuamsha sphalerite, na kuingilia utenganishaji wa madini ya risasi na zinki. Zaidi ya hayo, vijidudu vya shaba-cyanidi vilivyotengwa vinahitaji kutupwa ipasavyo ili kuzuia uchafuzi wa sekondari.

3.4 Mbinu Mpya ya Kitendanishi cha Mchanganyiko

3.4.1 Kanuni

Baadhi ya vitendanishi vipya vilivyoundwa, kama vile mchanganyiko wa polisulfidi na metabisulfite ya sodiamu, hutumiwa. Polisulfidi huguswa na salfa - zenye vipengele katika sianidi - zenye misombo juu ya uso wa madini ya sulfidi, wakati metabisulfite ya sodiamu hurekebisha uwezo wa redox wa mfumo na kukuza mtengano wa sianidi, na hivyo kuwezesha kuondolewa kwake.

3.4.2 Hatua za Mchakato

1. Maandalizi ya Massa ya Madini : Andaa mabaki ya madini ya sulfidi kuwa massa ya madini.

2. Nyongeza ya Kitendanishi cha Mchanganyiko : Ongeza kitendanishi cha mchanganyiko kinachojumuisha polisulfidi na metabisulfite ya sodiamu kwenye massa ya madini. Uwiano wa uzito wa polisulfidi na metabisulfite ya sodiamu kwa kawaida ni 1:1. na kiasi cha kitendanishi cha mchanganyiko kinachoongezwa huamuliwa kulingana na kiwango cha sianidi kwenye massa ya madini na asili ya madini ya sulfidi, kwa ujumla kuanzia kilo 0.5 - 2 kwa tani ya massa ya madini.

3. Mmenyuko na Ufuatiliaji : Baada ya kuongeza kitendanishi mchanganyiko, acha mmenyuko uendelee kwa saa 1 - 3. Wakati wa mmenyuko, fuatilia kiwango cha sianidi na vigezo husika vya kemikali, kama vile uwezo wa redoksi na thamani ya pH, kwenye massa ya madini. Rekebisha hali ya mmenyuko haraka kulingana na matokeo ya ufuatiliaji ili kuhakikisha kuondolewa kabisa kwa sianidi.

3.4.3 Faida na Hasara

• Faida : Njia hii inaonyesha uwezo mzuri wa kubadilika kwa aina tofauti za madini ya sulfidi. Kitendanishi mchanganyiko hufanya kazi kwa ushirikiano ili kuondoa sianidi kutoka kwenye uso wa madini ya sulfidi kwa ufanisi. Ikilinganishwa na mbinu za kitendanishi kimoja, inaweza kutoa ufanisi bora wa kuondoa na kuwa na athari ndogo kwa faida inayofuata ya madini ya sulfidi.

• Hasara : Ukuzaji na uzalishaji wa vitendanishi mchanganyiko ni changamano kiasi, na gharama inaweza kuwa kubwa kuliko baadhi ya mbinu za kitamaduni za vitendanishi kimoja. Zaidi ya hayo, utaratibu maalum wa mmenyuko wa vitendanishi mchanganyiko bado haujaeleweka kikamilifu, jambo ambalo linaweza kusababisha kutokuwa na uhakika katika matumizi halisi ya viwanda.

4. Uboreshaji wa Mchakato na Mazingatio

4.1 Utunzaji wa Madini

Kabla ya kutumia njia yoyote iliyo hapo juu ili kuondoa sianidi kwenye uso wa ores ya sulfidi, matibabu sahihi ya ore mara nyingi ni muhimu. Kwa mfano, ikiwa mikia ya ore ya sulfidi ina kiasi kikubwa cha madini ya gangue safi, uchunguzi wa awali au shughuli za uainishaji zinaweza kufanywa ili kuondoa sehemu ngumu - kutibu. Hii inaweza kuongeza ufanisi wa mgusano kati ya kitendanishi na madini ya sulfidi na sianidi ya uso - adsorbed na kupunguza kuingiliwa kwa madini ya gangue kwenye mchakato wa mmenyuko.

4.2 Udhibiti wa Masharti ya Mwitikio

• Thamani ya pH : Thamani ya pH ya massa ya madini huathiri kwa kiasi kikubwa mchakato wa mmenyuko. Mbinu ya uanzishaji wa asidi inahitaji pH ya chini ili kukuza mtengano wa misombo yenye sianidi, huku mbinu ya uanzishaji wa oksidi na mbinu ya chumvi ya shaba zikihitaji kudumisha kiwango sahihi cha pH. Kwa mfano, unapotumia peroksidi ya hidrojeni kama kioksidishaji, thamani bora ya pH ya massa ya madini kwa kawaida huwa 8 - 10. na unapotumia salfeti ya shaba, thamani ya pH ya massa ya madini kwa ujumla hudhibitiwa kwa 6 - 8.

• Halijoto : Halijoto ya mmenyuko pia huathiri kiwango cha mmenyuko na ufanisi. Kwa ujumla, kuongeza halijoto kunaweza kuharakisha kiwango cha mmenyuko. Hata hivyo, kwa baadhi ya athari, kama vile oksidi ya sianidi na peroksidi ya hidrojeni, halijoto ya juu sana inaweza kusababisha kioksidishaji kuoza, na kupunguza ufanisi wa oksidi. Kwa hivyo, halijoto ya mmenyuko inahitaji kuboreshwa kulingana na mfumo maalum wa mmenyuko, kwa kawaida ndani ya kiwango cha 20 - 40 °C.

• Nguvu ya Kuchochea : Kuchochea vya kutosha ni muhimu ili kuhakikisha usambazaji sawa wa vitendanishi kwenye massa ya madini na kuongeza uwezekano wa mguso kati ya kitendanishi na vitu vyenye sianidi kwenye uso wa madini ya sulfidi. Hata hivyo, kuchochea kupita kiasi kunaweza kusababisha matumizi yasiyo ya lazima ya nishati na uchakavu wa mitambo wa vifaa. Nguvu inayofaa ya kuchochea inapaswa kuamuliwa kupitia utafiti wa majaribio na uzoefu wa uzalishaji wa vitendo.

4.3 Imara - Kutenganisha Kimiminika na Matibabu ya Maji Taka

Baada ya mmenyuko wa kuondoa sianidi juu ya uso wa ores sulfidi, imara imara - kutenganisha kioevu inahitajika kutenganisha madini ya sulfidi yaliyotibiwa kutoka kwa ufumbuzi wa majibu. Inayotumika kwa ukawaida - mbinu za kutenganisha kioevu ni pamoja na uchujaji, mchanga, na uwekaji katikati. Maji machafu yaliyotenganishwa kwa kawaida bado yana baadhi ya mabaki ya sianidi na uchafu mwingine, ambao unahitaji kutibiwa zaidi ili kufikia kiwango cha kutokwa. Michakato ya matibabu ya maji machafu inaweza kujumuisha njia kama vile uoksidishaji zaidi, utangazaji, na matibabu ya kibaolojia.

5. Uchunguzi kifani

5.1 Utumiaji wa Mbinu ya Kuamilisha Asidi kwenye Mgodi wa Dhahabu

Katika mgodi fulani wa dhahabu, baada ya mchakato wa leaching ya cyanidation, mikia ya ore ya sulfidi ilikuwa na kiasi fulani cha uso - adsorbed cyanide. Mgodi ulitumia njia ya kuwezesha asidi kwa matibabu. Kwanza, mikia ilifanywa kuwa massa ya ore na uwiano wa kioevu - 1: 3. Kisha, asidi ya sulfuriki iliongezwa ili kurekebisha thamani ya pH ya madini ya ore hadi 3. Baada ya kuitikia kwa saa 2, gesi ya sianidi hidrojeni iliyotengenezwa ilikusanywa na kufyonzwa na myeyusho wa hidroksidi ya sodiamu. Baada ya matibabu, maudhui ya sianidi kwenye massa ya ore yalishuka kutoka 5 mg/L hadi chini ya 0.5 mg/L, na kiwango cha urejeshaji cha kuelea kilichofuata cha madini ya sulfidi kiliongezeka kwa takriban 10%. Walakini, wakati wa operesheni, kuvuja kwa gesi ya sianidi ya hidrojeni ilileta hatari za usalama kwenye tovuti ya operesheni, na mabomba ya vifaa yalipata kutu kali.

5.2 Mbinu ya Uamilisho wa Kioksidishaji katika Madini ya Madini ya Sulfidi ya Polymetali

Mgodi wa madini ya sulfidi polimetali ulitumia peroksidi ya hidrojeni kama kioksidishaji kuondoa sianidi kwenye uso wa madini ya sulfidi. Thamani ya pH ya majimaji ya madini ilirekebishwa kwanza hadi 9. na kisha peroksidi ya hidrojeni iliongezwa kwa kipimo cha kilo 3 kwa tani ya masalia ya madini. Baada ya kuguswa kwa saa 3, maudhui ya sianidi kwenye massa ya ore yalipunguzwa hadi kiwango cha chini sana. Ufaidizi uliofuata wa madini ya shaba, risasi na salfidi ya zinki haukuathiriwa na sianidi iliyobaki, na kiwango cha jumla cha uokoaji wa chuma kiliboreshwa. Hata hivyo, gharama ya juu ya peroxide ya hidrojeni ilisababisha kuongezeka kwa gharama ya usindikaji wa ore kwa karibu $ 5 kwa tani.

6. Hitimisho

Kuondoa sianidi kwenye uso wa ores ya sulfidi ni kazi muhimu katika uwanja wa usindikaji wa madini. Mbinu ya kuwezesha asidi, mbinu ya kuwezesha kioksidishaji, mbinu ya chumvi ya shaba, na mbinu mpya ya kitendanishi cha mchanganyiko kila moja ina faida na hasara zake. Katika matumizi halisi ya viwandani, ni muhimu kuzingatia kwa kina vipengele kama vile asili ya madini ya sulfidi, mahitaji ya ulinzi wa mazingira, na gharama za kiuchumi ili kuchagua mbinu inayofaa zaidi. Wakati huo huo, kwa kuboresha hali ya mchakato, ores ya awali, na kushughulikia vizuri imara - kutenganisha kioevu na matibabu ya maji machafu, ufanisi wa kuondoa sianidi kwenye uso wa ores ya sulfidi inaweza kuimarishwa zaidi, kufikia malengo ya kurejesha rasilimali na ulinzi wa mazingira.