Utafiti juu ya Njia ya Urejeshaji wa Shaba katika Maji Machafu ya Kuweka Shaba ya Cyanide

1. Utangulizi

Kuanzisha hali ya uchongaji wa umeme rafiki kwa mazingira na kuokoa rasilimali kwa sasa ndio mada kuu mbili kwa maendeleo endelevu ya tasnia ya uchongaji wa umeme. Katika muktadha wa uhaba wa rasilimali za chuma zisizo na feri duniani na ongezeko endelevu la gharama ya vifaa vya chuma vya uchongaji wa umeme, kupitishwa kwa teknolojia ya uchongaji wa umeme inayookoa rasilimali kumevutia umakini mkubwa. Makampuni ya uchongaji wa umeme ya China yana historia fupi ya maendeleo. Katika hatua ya awali ya maendeleo, kulikuwa na uhaba wa fedha na teknolojia ya nyuma. Viwanda vingi vidogo vya uchongaji wa umeme havina ufahamu wa urejeshaji wa vifaa vya chuma katika maji machafu ya uchongaji wa umeme, achilia mbali utafiti kuhusu mbinu za urejeshaji. Kwa uchongaji wa shaba wa sianidi na maji machafu ya aloi ya shaba, vijidudu vinavyoundwa na shaba ya divalent baada ya kuvunjika kwa sianidi ni chembe ndogo, na kusababisha mvua na utengano mgumu na gharama kubwa. Kwa hivyo, ni muhimu kusoma michakato mipya ya urejeshaji.

2. Kanuni za Mbinu

2.1 Matibabu ya Uwekaji wa Shaba ya Cyanide na Maji Machafu ya Aloi ya Shaba

Katika mchakato wa kitamaduni wa kuvunja sianidi kwa kutumia hipokloriti ya sodiamu, pH ya maji machafu yenye sianidi inahitaji kurekebishwa hadi 11 - 12. Kwa kawaida kwa kuongeza hidroksidi ya sodiamu. Wakati wa mchakato wa kuvunja sianidi, sianidi hubadilishwa kuwa dioksidi ya kaboni na nitrojeni, na ioni za shaba zenye monovalent huoksidishwa kuwa ioni za shaba zenye divalent, ambazo kisha huunda chembe ndogo za kaboneti ya shaba ya msingi iliyoning'inizwa kwenye maji machafu. Uchafu wa asili huchukua zaidi ya siku nzima na bado hauwezi kufikia mvua kamili. Kiasi kikubwa cha usaidizi wa kuganda na flocculant vinahitajika ili kufikia mvua kamili na utenganisho. Hapo awali, wakati shaba haikupatikana, maji machafu baada ya kuvunja sianidi yalichanganywa na maji machafu yenye asidi kamili, ambayo yalitibiwa kwa njia ya chokaa. Kaboneti ya shaba ya msingi ilifyonzwa kwenye vijidudu katika maji machafu yenye maji machafu na hatimaye ikafyonzwa na kutenganishwa.

Mchakato mpya wa kuvunja sianidi ni kuongeza chokaa ili kurekebisha pH. Dioksidi kaboni inayozalishwa wakati wa kuvunjika kwa sianidi humenyuka pamoja na oksidi ya kalsiamu kuunda kabonati ya kalsiamu. Wakati huo huo, kabonati ya msingi ya shaba huingiliana na kabonati ya kalsiamu ili kuunda mvua kubwa ya chembe.

2.2 Matibabu ya Maji Machafu Mengine Yenye Shaba

Ioni za shaba zilizogawanyika katika maji machafu yenye tindikali ya shaba nyangavu humenyuka pamoja na chokaa na kutengeneza hidroksidi ya shaba, na asidi ya sulfuriki humenyuka pamoja na chokaa kutengeneza salfa ya kalsiamu na maji. Katika maji machafu ya mchoro wa pyrophosphate ya shaba, ioni za pyrophosphate radical na shaba zipo kwa namna ya tata. Inapotumiwa kwa chokaa, radical ya pyrofosfati humenyuka pamoja na oksidi ya kalsiamu na kutengeneza precipitate ya calcium pyrofosfati, na ayoni za shaba hujibu pamoja na oksidi ya kalsiamu kuunda hidroksidi ya shaba.

3. Mchakato wa Kupona

3.1 Muundo wa Maji Taka yenye Shaba

Maji machafu yenye shaba yanajumuisha aina kadhaa kama vile upako wa shaba wa sianidi, aloi ya shaba-zinki, aloi ya shaba-bati, upako wa shaba angavu wa asidi, na maji machafu ya upako wa pyrophosphate ya shaba. Upako wa shaba wa sianidi, aloi ya shaba-zinki, na maji machafu ya aloi ya shaba-bati hutiririka ndani ya tanki la kurekebisha maji machafu lenye sianidi, huku upako wa shaba angavu wa asidi na maji machafu ya upako wa pyrophosphate ya shaba hutiririka ndani ya tanki la kurekebisha maji machafu lenye shaba. Upako wa shaba wa sianidi na maji machafu ya aloi ya shaba yana viambato tata kama vile sodiamu sianidi , potasiamu sodiamu tartrate, na ammonium thiocyanate, ambavyo huunda michanganyiko yenye ioni za shaba. Maji machafu ya upako wa pyrophosphate ya shaba yana michanganyiko ya pyrophosphate ya shaba. Upako wa shaba wa sianidi na maji machafu ya aloi ya shaba huchangia takriban 90% ya jumla ya maji machafu yenye shaba, huku upako wa shaba angavu wa asidi na maji machafu ya upako wa pyrophosphate ya shaba huchangia takriban 10%.

3.2 Mchakato wa Oxidation wa Copper Complexes

Kabla ya kurejesha shaba, ni muhimu kuvunja misombo ya shaba katika maji machafu ya electroplating na kuoksidisha ioni za Cu⁺ kwenye ioni za Cu²⁺. Mbinu mchanganyiko ya suluji ya hipokloriti ya sodiamu na peroksidi ya hidrojeni hutumiwa kuvunja sianidi na mawakala changamano kama vile tartrate ya sodiamu ya potasiamu. Kuna mizinga mitatu ya kuvunja sianidi. Maji machafu yaliyo na sianidi na maji machafu yaliyo na shaba yanasukumwa kwenye tangi ya hatua ya kwanza ya kuvunja sianidi. Maziwa ya chokaa huongezwa ili kurekebisha pH hadi 11 - 12. na kiasi cha nyongeza cha maziwa ya chokaa kinarekebishwa na mfumo wa udhibiti wa pH. Wakati huo huo, suluhisho la hypochlorite ya sodiamu huongezwa ili kuvunja cyanide. Peroksidi ya hidrojeni huongezwa kwenye tangi ya hatua ya pili ya kuvunja sianidi ili kuendelea kuvunja sianidi na vioksidishaji changamano kama vile tartrate ya sodiamu ya potasiamu. Kwa sababu ya kasi ya majibu polepole, tanki ya hatua ya tatu ya kuvunja sianidi huongezwa. Katika tangi ya hatua ya tatu ya kuvunja sianidi, uondoaji wa sianidi na mawakala wa kuchanganya kama vile tartrate ya sodiamu ya potasiamu huangaliwa kulingana na data ya uchambuzi wa kemikali na uzoefu. Baada ya kukamilika kwa mmenyuko wa oksidi, Cu⁺ katika maji machafu hubadilishwa kabisa kuwa Cu²⁺, na mvua ya msingi ya kaboni ya shaba na hidroksidi ya shaba huundwa. Wakati wa mchakato huu, baada ya maji machafu ya kupakwa kwa pyrophosphate ya shaba humenyuka na chokaa, tata inayoundwa na radical ya shaba na pyrophosphate huvunjwa, na hidroksidi ya shaba huundwa. Takwimu za uchanganuzi zinaonyesha kuwa mchakato huu unaweza kufanya maji machafu kufikia viwango vya kutokwa. Kuongeza chokaa ili kurekebisha pH na ioni za shaba zinazopunguza hupunguza gharama ya matibabu, na chokaa pia huchukua jukumu la usaidizi wa kuganda na kuharakisha kabisa radical ya pyrofosfati.

3.3 Urejeshaji wa Shaba

Katika mchakato ulio hapo juu, ioni za shaba katika maji machafu ya electroplating hubadilishwa kuwa precipitates ya msingi ya kaboni ya shaba. Ikiwa kiasi cha chokaa kilichoongezwa ni kikubwa, ioni za shaba zinaweza pia kubadilishwa kuwa maji ya hidroksidi ya shaba. Kwa kuwa chokaa inahitajika ili kuongeza kasi ya pyrofosfati katika maji machafu ya mchoro wa pyrofosfati ya shaba, kiasi cha chokaa kinachoongezwa hakiwezi kuwa kidogo sana. Gharama ya chokaa ni ya chini sana, na inaweza kuongezwa kwa ziada inayofaa wakati wa mchakato wa matibabu.

Baada ya maji machafu yaliyo na cyanide na shaba yanatibiwa katika mizinga ya kuvunja cyanide ya hatua tatu, inapita kwenye tank ya flocculation. Sodiamu pyrosulfite ni aliongeza kwa tank flocculation kupunguza peroksidi hidrojeni ziada, na flocculant Polyacrylamide ni aliongeza kufanya chembe precipitate kukua kubwa. Iwapo pyrosulfite ya sodiamu haijaongezwa kwenye tanki la kuelea, peroksidi ya hidrojeni iliyobaki baada ya sianidi kuvunjika hutengana na kutoa oksijeni, ambayo hutangazwa kwenye uso wa chembechembe za mvua na kusababisha mvua kuelea. Kiasi cha pyrosulfite ya sodiamu iliyoongezwa inapaswa kuwa kiasi kwamba mvua hazielea, na ziada inayofaa inakubalika.

Baada ya kupita kwenye tank ya flocculation, maji machafu hutiririka ndani ya tanki ya sedimentation ya bomba. Baada ya maji kutengwa na maji, huingia kwenye tank ya kuimarisha sedimentation, na kisha huchujwa na vyombo vya habari vya chujio. Keki ya chujio inarejeshwa, na filtrate inapita nyuma kwenye tank ya kurekebisha. Keki ya chujio iliyo na shaba iliyorejeshwa inanunuliwa na kampuni ya kitaalamu na kutumwa kwa mtengenezaji wa kitaalamu ili kuzalisha salfati ya shaba au pia inaweza kutumika kuzalisha shaba ya electrolytic.

4. Faida

Maji machafu yenye shaba huzalishwa katika warsha nne za uchomaji kwa umeme. Data ya uchambuzi na ufuatiliaji inaonyesha kwamba wastani wa mkusanyiko wa shaba katika maji machafu ya uchomaji kwa shaba ya Cyanide ni 345mg/L, yaani, kila tani ya maji machafu ina kilo 0.345 za shaba. Jumla ya maji machafu ya uchomaji kwa shaba ya cyanide kwa mwezi ni takriban tani 4600, yenye kilo 1587 za shaba. Pamoja na shaba katika maji machafu mengine yenye shaba, takriban kilo 1700 za shaba zinaweza kupatikana kwa mwezi. Mapato ya kila mwezi ya kampuni kutokana na kuuza matope yenye shaba ni RMB 30.000 - 40.000. Urejeshaji wa kampuni ya shaba kutoka kwa maji machafu ya uchomaji kwa umeme huepuka matumizi yasiyofaa ya shaba ya metali, si tu kupunguza gharama ya uchomaji kwa umeme lakini pia kupunguza uchafuzi wa pili wa matope ya uchomaji kwa mazingira, na kufikia faida nzuri za kiuchumi na kijamii.

5. Hitimisho

Sekta ya umeme ni tasnia inayochafua sana. Katika hali ya sasa ambapo michakato ya matibabu na teknolojia ya kuweka maji machafu ya umeme nchini China iko nyuma kiasi, kusoma kwa bidii njia za uokoaji wa metali zisizo na feri katika maji machafu ya electroplating ni muhimu sana kwa kuanzisha hali ya kuokoa rasilimali na rafiki wa mazingira na kudumisha maendeleo endelevu ya tasnia ya uwekaji umeme. Mbinu ya kutibu upako wa shaba ya sianidi na maji machafu mengine yaliyo na shaba ili kurejesha shaba kwa kutumia chokaa iliyochunguzwa katika karatasi hii imeonyesha matokeo mazuri katika matumizi ya vitendo, ikitoa njia inayowezekana kwa maendeleo ya kijani ya sekta ya electroplating.