Раванди коркарди оби партовҳои истихроҷи тиллоии сианид

Дар айни замон, cyanide усули истихроҷи тилло яке аз равандҳои асосии баркамол барои гудозиши тилло дар Чин аст. Он барои истихроҷи тилло аз маъдан маҳлули сианидро истифода мебарад, ки дорои суръати баланди барқароршавӣ, мутобиқшавии қавӣ ба хосиятҳои маъдан ва қобилияти тавлиди тилло дар макон мебошад. Аз соли 1887, ки бори аввал махлули сианид истифода бурда мешавад, барои шустани тилло аз маъданҳо ин усул то имрӯз васеъ истифода мешавад. Бо вуҷуди ин, истихроҷи тиллои сианид миқдори зиёди моддаҳои заҳролуд ва зарароварро ба вуҷуд меорад, ки барои муҳити атроф ва одамон хатари бузург дорад. Аз ин рӯ, барои кам кардани зарар усулҳои коркарди оби партови истихроҷи тиллои сианидро омӯхтан лозим аст. Шумораи зиёди муҳаққиқон усулҳои коркард, принсипҳои кимиёвӣ ва тамоюли рушди обҳои партови сианидро ҷамъбаст кардаанд, вале аксари онҳо танҳо як ё ду усулро баррасӣ мекунанд. Аз ин рӯ, дар ин мақола таҳлили муфассали усулҳои гуногуни коркарди партовҳои истихроҷи тиллои сианид, ки ҳоло дар саноат истифода мешаванд, гузаронида мешавад, бартариятҳо, нуқсонҳо ва сенарияҳои татбиқи ҳар як усулро муқоиса мекунад, ки барои татбиқи шабеҳ дар истеҳсолот аҳамияти муайяни роҳнамоӣ дорад.

I. Сарчашмаҳо ва хатарҳои обҳои партовҳои истихроҷи тиллои сианид

Принсипи асосии истихроҷи тиллои сианид аз он иборат аст, ки дар муҳити аэробӣ сианиди натрий бо тилло реаксия карда, комплексҳои тиллоро ташкил медиҳад, ки сипас ҳал мешаванд. Пас аз ин, тиллоро бо роҳи ғанӣ гардонидан тавассути фаъолсозӣ истихроҷ кардан мумкин аст. карбон адсорбсия ё иваз кардани хокаи руҳ аз сианиди тилло. Дар айни замон, дигар металлҳои вазнин, ба монанди нуқра, мис ва руҳ, низ комплексҳоро ташкил медиҳанд ва ҳал мешаванд.

Дар сианидҳо ки дар реакция истифода мешаванд ва комплексхои хосилшуда хама моддахои захролуд ва зарароваранд. Сианиди натрий ба осонӣ гидролиз мешавад ва як моддаи хеле заҳрноки синфи 1 буда, миқдори марговар 0.10 г мебошад. Кай Сианидҳо ба обанборҳо мерезад, он барои организмҳои дар об хеле зараровар буда, ба одамон ва муҳити атроф хатари бузург меорад. Аз ин рӯ, коркарди оби партовҳои истихроҷи тиллои сианид аҳамияти калон дорад.

II. Усулҳои асосии коркарди оби партовҳои истихроҷи тиллои сианид

Усули хлоризатсияи сілтӣ

Усули хлоризатсияи сілтӣ дар айни замон яке аз усулҳои маъмултарин барои коркарди сианид - дорои оби партов аз истихроҷи тиллои сианид мебошад. Он асосан оксидантҳои дар асоси хлорро истифода мебарад, то сианидҳоро дар оби партов дар шароити сілтӣ оксид карда, онҳоро ба моддаҳои заҳролуд табдил диҳад. Раванди шикастани сианидҳои хлоризатсияи сілтӣ ба ду марҳила тақсим мешавад:

Марҳилаи аввал оксидшавии сианид ба сианат мебошад, ки онро марҳилаи «оксидшавии нопурра» меноманд. CN⁻ бо OCl⁻ реаксия карда, аввал CNCl-ро ташкил медиҳад ва сипас ба CNO⁻ гидролиз мешавад. Бояд қайд кард, ки CNCl дар шароити туршӣ хеле ноустувор ва заҳролуд аст. Аз ин рӯ, ҳангоми кор, арзиши рН бояд ба таври қатъӣ назорат карда шавад, то дар ҳолати сілтӣ бошад.

Марҳилаи дуюм ин оксидшавии минбаъдаи сианат ба гази карбон ва нитроген мебошад, ки онро марҳилаи "оксидшавии пурра" меноманд. Дар ҷараёни шикастани сианид, арзиши рН ба реаксияи оксидшавӣ таъсири калон мерасонад. Қимати рН-и оксидшавии марҳилаи якум бояд дар 10 - 11 назорат карда шавад ва вақти реаксия 10 - 15 дақиқа аст. Арзиши рН-и оксидшавии марҳилаи дуюм бояд дар 6.5 - 7.0 назорат карда шавад. ва вақти реаксия 10 - 15 дақиқа аст.

Як кони муайян усули хлоризатсияи сілтӣ барои коркарди қабати болоии шлами думи сианид (бо таркиби сианид 200 мг/л) ва обе, ки аз зарфи таҳшин (бо таркиби сианид 5 мг/л) ҷорӣ мешавад, истифода мебарад. Арзиши рН дар 10 - 11 назорат карда мешавад ва хокаи сафедкунанда дар таносуби 35 - 40 маротиба аз таркиби сианид барои омехта ва омехта кардан илова карда мешавад. Пас аз таҳшиншавӣ дар ғафскунанда миқдори умумии сианид метавонад то 0.1 мг/л кам карда шавад.

Усули хлорбандии сілтӣ усули маъмултарин барои коркарди сианид - дорои оби партов аст ва хокаи сафедкунанда оксидант дар асоси хлори маъмултарин мебошад. Ин усул барои коркарди обҳои партовҳои истихроҷи тиллои сианид бо консентратсияи баланд ё паст мувофиқ аст. Он инчунин метавонад комплексҳои тиоцианат ва сианидро (ба истиснои комплексҳои ферросианид) хориҷ кунад. Дору ба таври васеъ дастрас аст, пасмондаҳои тавлидшуда филтр кардан осон аст ва амалиёт оддӣ аст. Бо вуҷуди ин, муҳити корӣ ҳангоми истифодаи хокаи сафедкунанда барои тоза кардани оби партов нисбатан сахт аст. Ҳоло баъзе корхонаҳо ба ҷои он моеъи сафедкунанда ё дуоксиди хлорро истифода мебаранд, ки ин муҳити корро то андозае беҳтар мекунад. Аммо дар ҷараёни реаксия газҳои заҳролуд ба вуҷуд меоянд ва он ба таҷҳизот зангзании нисбатан калон дорад. Арзиши доруворӣ ва хароҷоти нигоҳдорӣ нисбатан баланд аст.

Усули мураккабсозии намаки оҳан

Усули мураккабсозии намаки сиёҳ як усули коркарди оби партовҳои истихроҷи тиллои сианид мебошад, ки дар солҳои охир ба вуҷуд омадааст. Бо назорати арзиши реаксияи рН дар 7 - 8. ионҳои сиёҳ бо сианидҳои озод ва баъзе комплексҳои сианид дар оби партовҳои истихроҷи тиллои сианид реаксия карда, боришот ба вуҷуд меоранд.

Таҷрибаҳо нишон доданд, ки умуман, илова кардани танҳо сулфати оҳан барои тоза кардани оби партовҳои истихроҷи тиллои сианид наметавонад оби партовро ба меъёрҳои партов мувофиқ созад. Аз ин рӯ, бояд ба оби партови тозашуда як оксиданти умумӣ илова карда шавад, то сианидҳоро чуқур тоза кунад. То он даме, ки шароит хуб назорат карда мешавад, оксидантро метавон мустақиман барои коркард бидуни ҷудо кардани боришот илова кард ва ба стандарти партов низ ноил шудан мумкин аст. Ин дар муқоиса бо усули анъанавии ҷудокунӣ ва баъд табобат аҳамияти мусбат дорад.

Як корхонаи муайяни тилло барои коркарди сианид - моеъи камбизоат усули сулфиди натрий - сулфати оҳанро истифода мебарад. Маҷмӯи обанбор дорои 2500 мг/л сианид мебошад. Пас аз коркард, оби ифлос дорои миқдори сианидҳои камтар аз 20 мг/л буда, суръати хориҷшавӣ 99.2% мебошад, ки натиҷаҳои назаррасро нишон медиҳад. Табобати амиқи минбаъда усули метабисульфити натрий - ҳаворо барои кам кардани миқдори умумии сианид то 0.4 мг/л истифода мебарад.

Усули комплекссозии намаки сиёҳ як усули тозаи тозашуда мебошад, ки асосан барои коркарди оби партовҳои дорои консентратсияи баланди сианид истифода мешавад. Раванди он содда аст, сармоягузории якдафъаина хурд аст, истифодааш осон аст, доруворӣ (асосан сулфати оҳан) дастраси васеъ, арзон ва осон аст. Аммо азбаски маҳлули сулфати оҳан туршӣ аст, вақте ки он бо оби партови тиллои истихроҷи сианид омехта мешавад, минтақаи маҳаллӣ туршӣ мешавад ва имкони тавлиди гази сианиди гидроген вуҷуд дорад. Гузашта аз ин, он наметавонад тиоцианатро хориҷ кунад ва оби партови тозашуда то ҳол ба коркарди амиқ ниёз дорад, то ба стандартҳои партов ҷавобгӯ бошад.

Метабисулфити натрий - Усули ҳаво

Усули метабисульфити натрий аз усули дуоксиди сулфур - ҳаво таҳия шудааст. Он асосан таъсири синергистии метабисульфити натрий ва ҳаворо ба сианидҳои оби партов дар доираи муайяни рН бо таъсири каталитикии ионҳои мис барои оксид кардани CN⁻ ба CNO⁻ истифода мебарад.

Агар миқдори сианид дар таркиби оби партови дорои сианид зиёд бошад, аввал коркарди пешакиро метавон анҷом дод, то консентратсияи умумии сианидро то камтар аз 100 мг/л кам кунад. Сипас, метабисульфити натрий ва сулфати мис илова карда мешавад, ҳавои кофӣ ворид карда мешавад ва арзиши рН назорат карда мешавад (умуман дар 7 - 8 назорат карда мешавад), ба тавре ки сианид ба сианат оксид мешавад ва сипас гидролиз шуда, ионҳои бикарбонат ва аммиакро ташкил медиҳад.

Усули метабисульфити натрий барои коркарди оби партовҳои консентратсияи пасти тиллои истихроҷи сианид мувофиқ аст. Микдори дору кам аст, шиддатнокии мехнат паст аст, вале маблаггузории пешакй нисбатан калон аст ва тачхизот, ба монанди шамолдихандагон бояд илова карда шавад. Талабот ба нишондиҳандаҳои раванд нисбатан сахт аст ва назорати арзиши рН хеле муҳим аст. Сульфати мис низ бояд ҳамчун катализатор илова карда шавад. Вақти реаксия дароз аст. Агар коркард дуруст набошад, миқдори зиёди ионҳои аммоний ҳосил мешавад ва шлаки тавлидшуда филтр кардан осон нест. Дар ин чо микдори ками гази аммиак хосил мешавад ва он ба бартараф кардани тиоцианидхо таъсир намерасонад.

Усули оксидшавии пероксиди гидроген

Усули оксидшавии пероксиди гидроген ин оксид кардани сианидҳоро то CNO⁻ дар ҳарорати муқаррарӣ, шароити сілтӣ (pH = 10 - 11) бо Cu²⁺ ҳамчун катализатор ва сипас гидролиз кардани онҳо ба моддаҳои заҳрнок иборат аст. Сианидҳои мураккаб (комплексҳои Cu, Zn, Pb, Ni, Cd) низ аз сабаби нобудшавии сианидҳо дар онҳо диссоциатсия мешаванд. Ионҳои ферроцианид ва дигар ионҳои металлҳои вазнин намакҳои комплексии ферросианидҳоро ташкил медиҳанд ва хориҷ карда мешаванд. Ниҳоят, консентратсияи умумии сианидҳо дар оби партови тозашуда метавонад то камтар аз 0.5 мг/л кам карда шавад.

Ин усул барои коркарди обҳои партови дорои консентратсияи пасти сианид мувофиқ аст. Таҷҳизоти коркарди пероксиди гидроген оддӣ ва ба осонӣ ба даст овардани назорати худкор аст. Бо вуҷуди ин, сианати тавлидшуда бояд як муддати муайян бимонад, то ба CO₂ ва NH₃ таҷзия шавад. Камбудихо аз он иборат аст, ки ба сифати катализатор истифода бурдани мис боиси аз меъёр зиёд шудани мис дар оби партофташуда мегардад, арзиши ашьёи хом нисбатан баланд аст, тиоцианидхо оксид карда намешаванд ва ионхои аммоний хосил мешаванд. Дарвоқеъ, оби партов то ҳол заҳролудии муайян дорад. Гузашта аз ин, азбаски пероксиди гидроген як оксидкунанда аст, он дорои зангзании калон аст ва дар интиқол ва истифода мушкилот ва хатарҳои муайян мавҷуданд.

Усули кислотаҳо

Ҳангоми истифодаи усули кислотасозӣ барои коркарди сианид - моеъи камбизоат, механизми реаксияи он нисбатан мураккаб буда, асосан се равандро дар бар мегирад: раванди туршшавии сианид - дорои оби партов, кандашавӣ ва азхудкунии гази HCN ва безараргардонии моеъи кандашуда.

(1) Реаксияи кислотаҳо: Сианид - моеъи камбизоат кислота карда мешавад ва бо кислота тоза карда мешавад. Сианидҳои мураккаб дар моеъи камбизоат боришотҳои ҳалнашаванда ба монанди CuCN, CuSCN ва Zn₂Fe(CN)₆ ба вуҷуд меоранд ва хориҷ мешаванд ва ҳамзамон сианиди гидроген ҳосил мешавад.

(2) Реаксияи ғарқшавӣ ва азхудкунӣ: Моеъи камбизоат пеш аз кислоташавӣ тақрибан то 30 ℃ гарм карда мешавад. Азбаски нуқтаи ҷӯшиши HCN ҳамагӣ 26.5 ℃ аст, он хеле ноустувор аст. Аз ин рӯ, манораи печонидашуда ҳамчун таҷҳизоти интиқоли масса барои тамос байни газ - моеъи дуфазавӣ дар усули кислотасозӣ истифода мешавад, ки ба осонӣ кашидан ва азхудкунии HCN осон аст.

(3) Реаксияи безараргардонӣ: Оҳак ё сілти моеъ барои безарар кардани моеъи боқимондаи кислота истифода мешавад. Молекулаҳои боқимондаи HCN дар маҳлул ба шакли CN⁻ табдил меёбанд. Усули кислотакунӣ метавонад барқарор шавад Сианиди натрий аз сианид - дорои оби партов ва барқарорсозии захираҳо. Бо вуҷуди ин, он барои мӯҳргузории таҷҳизот талаботи баланд дорад, сармоягузории нисбатан калони пешакӣ, малакаҳои сатҳи баландро талаб мекунад ва нигоҳдории таҷҳизот душвор аст. Инчунин хатарҳои муайяни бехатарӣ мавҷуданд. Оби партови пас аз барқарорсозӣ ҳосилшуда то ҳол ба коркарди амиқ ниёз дорад, то ба стандартҳои партов мувофиқ бошад.

Усули электролиз

Усули электролиз реаксияҳои оксидшавии электрохимиявиро барои нест кардани сианидҳо дар оби партов истифода мебарад. Ҳангоми электролизи ионӣ цианидҳо дар анод электронҳоро гум мекунанд ва ба сианат, карбонат, нитроген ё аммоний оксид мешаванд. Сианат минбаъд ба CO₂ ва H₂O оксид мешавад. Реаксияҳои асосӣ инҳоянд:

CN⁻ + 2OH⁻ - 2e → CNO⁻ + H₂O (24)

2CN⁻ + 4OH⁻ - 6e → 2CO₂ + N₂ + 2H₂O (25)

Таҷрибаҳои электролизӣ бо истифода аз асои электроди худсохти керамикии диоксиди сурб ва плитаи катодӣ аз пӯлоди зангногир исбот карданд, ки бо истифода аз усули электролиз барои коркарди оби партови сианид, пас аз 2 соати электролиз, консентратсияи CN⁻ метавонад аз 385 мг/л то 58 мг/л кам карда шавад. 450 мг/л то 48 мг/л. Илова бар ин, ширкати Gold Smelter Hunan Zhongnan усули электрохимиявиро барои коркарди оби партови истихроҷи тиллои сианид истифода мебарад, ки метавонад ҳаҷми умумии сианидро аз 4 г/л то 0.8 г/л кам кунад. Фарқ аз гуфтаҳои боло дар он аст, ки ҳам плитаҳои анод ва ҳам катод аз плитаҳои оҳанӣ сохта шудаанд. Дар рафти кор на танхо кувваи электр, балки плитахои оханин хам сарф мешавад.

Усули электролиз асосан барои тоза кардани оби партови дорои консентратсияи баланди сианид истифода мешавад. Тачхизот майдони хурдро ишгол мекунад, процесси идоракунй оддй ва осон аст, вале вай микдори зиёди энергияи электрро сарф мекунад ва арзиши кор нисбат ба усули хлоркунии сілтй баландтар аст. Сатҳи тозакунии сианид миёна аст ва он ба хориҷ кардани комплексҳои сианид таъсир намерасонад.

Дар айни замон дар байни усулҳои коркарди оби партовҳои истихроҷи тиллои сианид усули хлори ишқӣ, усули кислотасозӣ ва усули метабисульфити натрий - ҳаво васеъ истифода мешаванд. Усули электролиз ва усули комплекссозии намаки сиёх усулхои нав пайдошуда мебошанд, ки дар коркарди саноат бомуваффакият татбик карда мешаванд. Усули оксидшавии пероксиди гидроген асосан як усули табобати фавқулодда мебошад. Бисёр усулҳои дигари коркарди партовҳои партовҳои истихроҷи тиллои сианид вуҷуд доранд, аз қабили усули тозакунии табиӣ, усули биологӣ, усули ҷудокунии мембрана, усули мубодилаи ион ва ғайра. Аммо, ҳамчун истифодаи саноатӣ, ҳамаи онҳо маҳдудиятҳои муайян доранд ва то ҳол ба такмили пайваста ниёз доранд.