Siyanür Altın Çıkarma Atıksu Arıtma Prosesi

Şu anda, siyanür altın çıkarma yöntemi, Çin'de altın eritme için ana olgun süreçlerden biridir. Cevherlerden altın çıkarmak için siyanür çözeltisi kullanır, yüksek geri kazanım oranı, cevher özelliklerine güçlü uyum ve yerinde altın üretme yeteneği sunar. Cevherlerden altın sızdırmak için siyanür çözeltisinin ilk kullanımı 1887'den bu yana. Bu yöntem şimdiye kadar yaygın olarak uygulanmıştır. Ancak siyanür altın çıkarma, çevredeki ortam ve insanlar için büyük bir tehdit oluşturan çok miktarda toksik ve zararlı madde üretir. Bu nedenle, zararı azaltmak için siyanür altın çıkarma atık suyunun arıtma yöntemlerini incelemek gerekir. Çok sayıda araştırmacı, siyanür içeren atık suyun arıtma yöntemlerini, kimyasal prensiplerini ve geliştirme eğilimlerini özetlemiştir, ancak çoğu yalnızca bir veya iki yöntemi tartışmaktadır. Bu nedenle, bu makale şu anda endüstride uygulanan siyanür altın çıkarma atık suyu için çeşitli arıtma yöntemlerinin ayrıntılı bir analizini yürütmektedir, her yöntemin avantajlarını, dezavantajlarını ve uygulama senaryolarını karşılaştırmaktadır ve bu, gerçek üretimde benzer uygulamalar için belirli bir yol gösterici öneme sahiptir.

I. Siyanür Altın Çıkarma Atıksularının Kaynakları ve Tehlikeleri

Siyanür altın çıkarma işleminin temel prensibi, aerobik bir ortamda, sodyum siyanür altınla reaksiyona girerek altın kompleksleri oluşturur ve bunlar daha sonra çözülür. Bundan sonra, altın aktif karbon adsorpsiyonu yoluyla zenginleştirme yoluyla çıkarılabilir veya altın siyanürden çinko tozu ile yer değiştirilebilir. Aynı zamanda, gümüş, bakır ve çinko gibi diğer ağır metaller de kompleksler oluşturur ve çözülür.

MKS siyanürler reaksiyonda kullanılan ve üretilen kompleksler hepsi toksik ve zararlı maddelerdir. Sodyum siyanür hidrolize edilmesi kolaydır ve 1 g'lık öldürücü bir dozla Sınıf 0.10 son derece toksik bir maddedir. siyanürler su kütlelerine sızdığında, sudaki organizmalar için son derece zararlıdır ve insanlar ve çevre için büyük bir tehdit oluşturacaktır. Bu nedenle, siyanür altın çıkarma atık suyunun arıtılması büyük önem taşımaktadır.

II. Siyanür Altın Çıkarma Atıksuyu İçin Ana Arıtma Yöntemleri

Alkali Klorlama Yöntemi

Alkali klorlama yöntemi, şu anda siyanürlü altın çıkarma işleminde siyanür içeren atık suyun arıtılmasında en yaygın kullanılan yöntemlerden biridir. Esas olarak, alkali koşullar altında atık sudaki siyanürleri oksitlemek için klor bazlı oksidanlar kullanır ve bunları toksik olmayan maddelere dönüştürür. Alkali klorlamanın siyanür kırma işlemi iki aşamaya ayrılır:

İlk aşama, siyanürü siyanata oksitlemektir, buna "eksik oksidasyon" aşaması denir. CN⁻, önce CNCl oluşturmak için OCl⁻ ile reaksiyona girer ve sonra CNO⁻'ya hidrolize olur. CNCl'nin asidik koşullar altında oldukça uçucu ve toksik olduğu unutulmamalıdır. Bu nedenle, çalışma sırasında pH değerinin alkali bir durumda olması için sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.

İkinci aşama, siyanatı karbondioksit ve nitrojene daha fazla oksitlemektir, buna "tam oksidasyon" aşaması denir. Siyanür kırma işlemi sırasında pH değeri oksidasyon reaksiyonu üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Birinci aşama oksidasyonunun pH değeri 10 - 11'de kontrol edilmelidir. ve reaksiyon süresi 10 - 15 dakikadır. İkinci aşama oksidasyonunun pH değeri 6.5 - 7.0'da kontrol edilmelidir. ve reaksiyon süresi 10 - 15 dakikadır.

Belirli bir maden, siyanür kuyruk bulamacının (200 mg/L siyanür içeriğine sahip) süpernatantını ve sedimantasyon tankından gelen sızıntı suyunu (5 mg/L siyanür içeriğine sahip) işlemek için alkali klorlama yöntemini kullanır. pH değeri 10 - 11'de kontrol edilir ve karıştırma ve çalkalama için siyanür içeriğinin 35 - 40 katı oranında ağartma tozu eklenir. Bir kalınlaştırıcıda sedimantasyondan sonra, toplam siyanür içeriği 0.1 mg/L'ye düşürülebilir.

Alkali klorlama yöntemi, siyanür içeren atık suların arıtılmasında en yaygın kullanılan yöntemdir ve ağartma tozu en yaygın kullanılan klor bazlı oksidandır. Bu yöntem, yüksek veya düşük konsantrasyonlarda siyanür altın çıkarma atık sularının arıtılması için uygundur. Ayrıca tiyosiyanat ve siyanür içeren kompleksleri (ferrosiyanür kompleksleri hariç) giderebilir. İlaç yaygın olarak bulunur, oluşan atık kalıntısının filtrelenmesi kolaydır ve işlem basittir. Ancak, atık suyu arıtmak için ağartma tozu kullanıldığında işlem ortamı nispeten serttir. Şimdi bazı işletmeler bunun yerine ağartma sıvısı veya klor dioksit kullanıyor ve bu da işlem ortamını bir dereceye kadar iyileştiriyor. Ancak reaksiyon süreci sırasında toksik gazlar üretilir ve ekipman için nispeten büyük bir aşındırıcılığa sahiptir. İlaç maliyeti ve bakım maliyeti nispeten yüksektir.

Demir Tuzu Kompleksleme Yöntemi

Demir tuzu kompleksleme yöntemi, son yıllarda ortaya çıkan siyanür altın çıkarma atıksuyu için bir arıtma yöntemidir. Reaksiyon pH değerinin 7 - 8'de kontrol edilmesiyle, demir iyonları siyanür altın çıkarma atıksuyundaki serbest siyanür ve bazı siyanür kompleksleriyle reaksiyona girerek çökeltiler oluşturur.

Deneyler, genel olarak, siyanürlü altın çıkarma atık suyunu arıtmak için yalnızca demir sülfat eklenmesinin atık suyun deşarj standartlarını karşılamasını sağlayamayacağını göstermiştir. Bu nedenle, derin siyanür giderimi için arıtılmış atık suya genel bir oksidan eklenmesi gerekir. Koşullar iyi kontrol edildiği sürece, oksidan çökeltiyi ayırmadan doğrudan arıtma için eklenebilir ve deşarj standardı da elde edilebilir. Bu, önce ayırma ve sonra arıtma geleneksel yöntemine kıyasla olumlu bir öneme sahiptir.

Belirli bir altın eritme tesisi, siyanür açısından fakir sıvıyı işlemek için sodyum sülfür - demir sülfat yöntemini kullanır. Giren sıvının siyanür içeriği 2500 mg/L'dir. İşlemden sonra, efluantın siyanür içeriği 20 mg/L'den azdır ve %99.2'lik bir giderim oranıyla dikkate değer sonuçlar gösterir. Sonraki derin işlem, toplam siyanürü 0.4 mg/L'nin altına düşürmek için sodyum metabisülfit - hava yöntemini kullanır.

Demir tuzu kompleksleştirme yöntemi, esas olarak yüksek konsantrasyonlu siyanür içeren atık suyu arıtmak için kullanılan yeni ortaya çıkan bir arıtma yöntemidir. İşlemi basittir, tek seferlik yatırım küçüktür, kullanımı kolaydır, ilaç (esas olarak demir sülfat) yaygın olarak bulunur, ucuzdur ve kullanımı kolaydır. Ancak, demir sülfat çözeltisi asidik olduğundan, siyanür altın çıkarma atık suyuyla karıştırıldığında, yerel alan asidik hale gelir ve hidrojen siyanür gazı üretme olasılığı vardır. Dahası, tiyosiyanatı gideremez ve arıtılmış atık suyun deşarj standartlarını karşılamak için hala derin arıtımdan geçmesi gerekir.

Sodyum Metabisülfit - Hava Yöntemi

Sodyum metabisülfit - hava yöntemi, kükürt dioksit - hava yönteminden geliştirilmiştir. Esas olarak, belirli bir pH aralığında atık sudaki siyanürler üzerinde sodyum metabisülfit ve havanın sinerjik etkisini, bakır iyonlarının katalitik etkisiyle birlikte kullanarak CN⁻'yi CNO⁻'ye oksitler.

Siyanür içeren atıksuyun siyanür içeriği yüksekse, toplam siyanür konsantrasyonunu 100 mg/L'nin altına düşürmek için önce ön arıtma yapılabilir. Daha sonra, sodyum metabisülfit ve bakır sülfat eklenir, yeterli hava verilir ve pH değeri kontrol edilir (genellikle 7 - 8'de kontrol edilir), böylece siyanür siyanata oksitlenir, daha sonra bikarbonat iyonları ve amonyak oluşturmak üzere hidrolize edilir.

Sodyum metabisülfit - hava yöntemi, düşük konsantrasyonlu siyanürlü altın çıkarma atık suyunun arıtılması için uygundur. İlacın dozajı küçüktür, iş yoğunluğu düşüktür, ancak ilk yatırım nispeten büyüktür ve üfleyiciler gibi ekipmanların eklenmesi gerekir. Proses göstergeleri için gereklilikler nispeten katıdır ve pH değerini kontrol etmek çok önemlidir. Bakır sülfatın da katalizör olarak eklenmesi gerekir. Reaksiyon süresi uzundur. Arıtma uygun değilse, büyük miktarda amonyum iyonu üretilir ve üretilen cürufun filtrelenmesi kolay değildir. Tesiste az miktarda amonyak gazı üretilir ve bunun tiyosiyanürlerin giderilmesi üzerinde hiçbir etkisi yoktur.

Hidrojen Peroksit Oksidasyon Yöntemi

Hidrojen peroksit oksidasyon yöntemi, siyanürleri normal sıcaklıkta, alkali (pH = 10 - 11) koşullarda, katalizör olarak Cu²⁺ ile CNO⁻'ya oksitlemek ve ardından bunları toksik olmayan maddelere hidrolize etmektir. Kompleks siyanürler (Cu, Zn, Pb, Ni, Cd kompleksleri) de içlerindeki siyanürlerin parçalanması nedeniyle ayrışır. Ferrosiyanür iyonları ve diğer ağır metal iyonları ferrosiyanür kompleks tuzları oluşturur ve uzaklaştırılır. Son olarak, arıtılmış atık sudaki toplam siyanür konsantrasyonu 0.5 mg/L'nin altına düşürülebilir.

Bu yöntem düşük konsantrasyonlu siyanür içeren atık suların arıtılması için uygundur. Hidrojen peroksit arıtma ekipmanı basittir ve otomatik kontrolü kolaydır. Ancak, üretilen siyanatın CO₂ ve NH₃'ye ayrışması için belirli bir süre kalması gerekir. Dezavantajları, katalizör olarak bakır kullanılmasının deşarj edilen sudaki bakırın standardı aşmasına neden olabilmesi, hammadde maliyetinin nispeten yüksek olması, tiyosiyanürlerin oksitlenememesi ve amonyum iyonlarının üretilmesidir. Aslında, atık su hala belirli bir toksisiteye sahiptir. Ayrıca, hidrojen peroksit bir oksidan olduğundan, büyük bir aşındırıcılığa sahiptir ve taşıma ve kullanımda belirli zorluklar ve tehlikeler vardır.

Asitleştirme Yöntemi

Siyanürlü -zayıf sıvı- arıtmada asitleştirme yöntemi kullanıldığında, reaksiyon mekanizması nispeten karmaşıktır ve esas olarak üç prosesi içerir: siyanürlü -içeren atık suyun asitleştirilmesi prosesi, HCN gazının sıyrılması ve absorpsiyon prosesi ve sıyrılan sıvının nötralizasyon prosesi.

(1) Asitleştirme reaksiyonu: Siyanür - zayıf sıvı asitlendirilir ve asitle saflaştırılır. Zayıf sıvıdaki kompleks siyanürler CuCN, CuSCN ve Zn₂Fe(CN)₆ gibi çözünmeyen çökeltiler oluşturacak ve uzaklaştırılacak ve aynı zamanda hidrojen siyanür üretilecektir.

(2) Uçucu hale getirme ve emilim reaksiyonu: Zayıf sıvı, asitleştirmeden önce yaklaşık 30℃'ye kadar önceden ısıtılır. HCN'nin kaynama noktası sadece 26.5℃ olduğundan, son derece uçucudur. Bu nedenle, asitleştirme yönteminde gaz - sıvı iki faz arasındaki temas için kütle transfer ekipmanı olarak dolu bir kule kullanılır ve bu, HCN'nin sıyrılmasını ve emilmesini kolaylaştırır.

(3) Nötralizasyon reaksiyonu: Asit - soyulmuş kalan sıvıyı nötralize etmek için kireç veya sıvı alkali kullanılır. Çözeltideki kalan HCN molekülleri CN⁻ formuna dönüştürülecektir. Asitleştirme yöntemi kurtarılabilir Sodyum siyanür siyanür içeren atık sudan ve kaynak geri kazanımını gerçekleştirmekten. Ancak, ekipman sızdırmazlığı için yüksek gereksinimleri, nispeten büyük bir ön yatırımı, yüksek düzeyde işletme becerileri gerektirir ve ekipman bakımı zordur. Ayrıca belirli güvenlik tehlikeleri de vardır. Geri kazanımdan sonra oluşan atık suyun deşarj standartlarını karşılamak için hala derin arıtımdan geçmesi gerekir.

Elektroliz Yöntemi

Elektroliz yöntemi, atık sudaki siyanürleri yok etmek için elektrokimyasal redoks reaksiyonları kullanır. İyon elektrolizi sırasında siyanürler anotta elektron kaybeder ve siyanat, karbonat, nitrojen veya amonyuma oksitlenir. Siyanat daha sonra CO₂ ve H₂O'ya oksitlenir. Ana reaksiyonlar şunlardır:

CN⁻ + 2OH⁻ - 2e → CNO⁻ + H₂O (24)

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

Kendi kendine yapılmış seramik bazlı kurşun dioksit elektrot çubuğu ve paslanmaz çelik katot plakası kullanılarak yapılan elektroliz deneyleri, siyanür içeren atık suyu arıtmak için elektroliz yönteminin kullanılmasıyla, 2 saatlik elektrolizden sonra CN⁻ konsantrasyonunun 385 mg/L'den 58 mg/L'ye ve Cu²⁺ konsantrasyonunun 450 mg/L'den 48 mg/L'ye düşürülebileceğini kanıtlamıştır. Ayrıca, Hunan Zhongnan Altın Eritme Tesisi, toplam siyanürü 4 g/L'den 0.8 g/L'ye düşürebilen siyanürlü altın çıkarma atık suyunu arıtmak için elektrokimyasal yöntemi kullanmaktadır. Yukarıdakilerden farkı, hem anot hem de katot plakalarının demir plakalardan yapılmış olmasıdır. Çalışma süreci sırasında sadece elektrik enerjisi tüketilmez, aynı zamanda demir plakalar da tüketilir.

Elektroliz yöntemi esas olarak yüksek konsantrasyonlu siyanür içeren atık suların arıtılmasında kullanılır. Ekipman küçük bir alan kaplar, işlem basit ve kontrolü kolaydır, ancak büyük miktarda elektrik enerjisi tüketir ve işletme maliyeti alkali klorlama yönteminden daha yüksektir. Siyanür giderme oranı ortalamadır ve siyanür komplekslerinin giderilmesinde hiçbir etkisi yoktur.

Şu anda, siyanür altın çıkarma atıksuyu için arıtma yöntemleri arasında alkali klorlama yöntemi, asitleştirme yöntemi ve sodyum metabisülfit - hava yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektroliz yöntemi ve demir tuzu kompleksleştirme yöntemi, endüstriyel arıtmada başarıyla uygulanan yeni ortaya çıkan yöntemlerdir. Hidrojen peroksit oksidasyon yöntemi esas olarak bir acil arıtma yöntemidir. Siyanür altın çıkarma atıksuyu için doğal arıtma yöntemi, biyolojik yöntem, membran ayırma yöntemi, iyon değişim yöntemi vb. gibi birçok başka arıtma yöntemi vardır. Ancak, endüstriyel uygulamalar olarak, hepsinin belirli sınırlamaları vardır ve hala sürekli iyileştirmeye ihtiyaç duyarlar.