Altın Madeninde Siyanür Açısından Zayıf Sıvının Arıtma Yöntemlerine İlişkin Deneysel Çalışma​

Giriş

Altın madenciliği sektöründe, siyanür bakımından fakir sıvıların arıtılması büyük önem taşımaktadır. Siyanürleme işleminde altın çıkarımından sonra elde edilen çözelti gibi siyanür bakımından fakir sıvılar, özellikle siyanür bileşikleri olmak üzere çeşitli kirleticiler içerir ve uygun şekilde arıtılmadığı takdirde ciddi çevre kirliliğine neden olabilir. Bu nedenle, siyanür bakımından fakir sıvılar için verimli ve uygun maliyetli arıtma yöntemleri geliştirmek acil bir görevdir. Bu blog yazısı, belirli bir altın madeninde siyanür bakımından fakir sıvıların arıtma yöntemlerine ilişkin deneysel bir çalışmaya odaklanarak , sektöre değerli bilgiler ve referanslar sunmayı amaçlamaktadır.

Siyanürden fakir sıvı arıtma yöntemlerine genel bakış

Siyanürce fakir sıvıların arıtım yöntemleri genel olarak iki ana kategoriye ayrılabilir: Arıtma yöntemleri ve geri kazanım (rejenerasyon) yöntemleri.

Saflaştırma Yöntemleri

1.Alkali-Klor Oksidasyon Yöntemi

• Bu, atık sudaki siyanürleri yok etmek için nispeten olgunlaşmış bir yöntemdir ve elektrokaplama tesislerinde, koklaştırma tesislerinde ve altın eritme tesislerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. pH 11-12 koşullarında, siyanür içeren atık sudaki siyanürler ve metal kompleks iyonları siyanatlara oksitlenir ve ardından klor ikinci kez eklenerek karbondioksit , azot vb. gazlara oksitlenir.

• Avantajları : Süreç nispeten olgunlaşmış olup, iyi tedavi etkilerine ve geniş uygulama alanına sahiptir. Tedavi süreci kolayca otomatikleştirilebilir.

• Dezavantajları : Siyanürler geri dönüştürülemez, arıtma maliyeti yüksektir ve demir-siyanür komplekslerini ortadan kaldıramaz. Ayrıca ikincil kirlilik sorunu da vardır.

2.Kükürt Dioksit - Hava Oksidasyon Yöntemi

• Karıştırılan bir kaba atık sıvı eklenir ve hava ve SO₂ (sıvı veya gaz veya sülfit çözeltisi veya elemental kükürt yakılarak elde edilen) sokulur. pH 7 - 10'da kontrol edilir ve oksidasyon reaksiyonu sırasında oluşan asidi nötralize etmek için kireç kullanılır. Reaksiyon, çözünebilir bakırın (katalizör olarak) varlığını gerektirir.

• Inco - SO₂/hava oksidasyon yöntemi, demir-siyanürler de dahil olmak üzere tüm siyanürleri parçalayabilir ve demir-siyanürler bazı güvenli ve ucuz reaktifler kullanılarak çökeltilebilir ve uzaklaştırılabilir.

3.Hidrojen Peroksit Yöntemi

• Bu işlem düşük konsantrasyonlu siyanür içeren atık suların arıtımı için uygundur. Hidrojen peroksit, atıklardaki siyanürü nispeten zayıf ve kolayca hidrolize olan siyanik aside (HCNO) oksitleyebilir ve bu daha sonra daha fazla oksidasyon ve hidrolizle uzaklaştırılır.

4.Ozon Oksidasyon Yöntemi

• Ozon güçlü bir oksitleyici maddedir. Siyanür içeren atık suların arıtımı için kullanıldığında, alkali-klor oksidasyon yönteminden daha eksiksizdir ve daha iyi siyanür giderme etkilerine sahiptir. Ozonlamadan sonra, atık su çözeltisindeki çözünmüş oksijen artar ve bu, geri dönüşüm için siyanürleme sistemine geri döndürülebilir, altının çözünmesini kolaylaştırır ve altın süzme verimliliğini artırır.

• Avantajları : İşlem basit ve kullanışlıdır, kontrolü kolaydır ve üretim otomasyon derecesi yüksektir. Ozon, yerinde üretilebilir; bu da ulaşımı zor ancak yeterli enerji kaynağına sahip siyanürleme tesisleri için büyük önem taşır. Arıtma verimliliği yüksektir ve ikincil kirlilik oluşturmaz.

• Dezavantajları : Ozon üretimi için gereken enerji tüketimi yüksek ve üretim maliyeti fazladır, bu da geniş çaplı kullanımını sınırlamaktadır.

5.Elektrolitik Oksidasyon Yöntemi

• Elektrolizden önce, siyanür açısından fakir sıvının pH'ını >7'ye ayarlayın. Az miktarda tuz ekleyin, anot olarak grafit ve katot olarak titanyum plaka kullanın ve elektrolit olarak alkali bakır - çinko sulu çözeltisi kullanın. Doğru akım geçirildiğinde, katotta metal bakır ve çinko üretilir ve ayrıca hidrojen de üretilir. Anotta, CN⁻, CNO⁻, CO₂, N₂'ye oksitlenir ve Cl⁻, Cl₂'ye oksitlenir ve Cl₂, HClO üretmek için çözeltiye girer.

6.Mikrobiyal Oksidasyon Yöntemi

• Bu yöntem, siyanürleri, tiyosiyanatları ve demir-siyanürleri parçalamak için mikroorganizmaların biyokimyasal özelliklerini kullanır, amonyak, karbondioksit ve sülfatlar üretir veya siyanürleri formamide hidrolize eder. Aynı zamanda, bakteriler ağır metal iyonlarını emer ve bunların biyofilmle birlikte düşmesine ve uzaklaştırılmasına neden olur.

• Önemli Özellik : Makul bir siyanür giderme oranını korumak için sıcaklığın her zaman 10℃'nin üzerinde tutulması gerekmektedir.

Kurtarma (Rejenerasyon) Yöntemleri

1.Asitleştirme Yöntemi

• Bu yöntemin temel prensibi siyanür içeren atık suya sülfürik asit eklemek, pH'ı yaklaşık 1.5'e ayarlamak ve CN⁻'yi HCN'ye dönüştürmektir. Kaçan HCN gazı bir absorbere sokulur ve alkali bir çözelti (sodyum hidroksit veya kalsiyum hidroksit çözeltisi) tarafından emilir ve geri dönüştürülebilen %20 - %30 siyanür çözeltisi elde edilir.

• Avantajları : Bu işlem, siyanürlerin geri kazanımını en üst düzeye çıkarabilir, siyanürlerin etkin kullanım oranını artırabilir ve üretim maliyetlerini düşürebilir.

• Dezavantajları : Tek seferlik yatırım maliyeti yüksektir, işlem akışı karmaşıktır ve arıtılan siyanür içeren atık sıvının deşarj standartlarını karşılaması zordur.

2.İyon Değişim Yöntemi

• Siyanürce fakir sıvıların arıtımında siyanürleri zenginleştirmek için iyon değişim reçineleri kullanılabilir.

3.Adsorpsiyon Yöntemi

• Aktif Karbon Adsorpsiyonu : Aktif karbonun adsorpsiyonu esas olarak çok sayıda iç gözenek ve geniş özgül yüzey alanına bağlıdır. Adsorpsiyon süreci fiziksel adsorpsiyon ve kimyasal adsorpsiyonu içerir. Siyanürün giderilmesi esas olarak üç yolla gerçekleşir: oksidasyon, hidroliz ve sıyırma. Ana süreç, siyanür içeren atık sudaki siyanürlerin aktif karbon yüzeyinde hidrojen peroksit ile oksidatif ayrışma reaksiyonudur.

4.Çözücü Çıkarma Yöntemi

• Çözücüler, siyanür bakımından fakir sıvıdan değerli bileşenleri ve siyanürleri çıkarmak için kullanılır.

5.Sıvı Membran Yöntemi

• Siyanür açısından fakir sıvıların arıtımında, esas olarak yağ-su sistemi kullanılır. Temel prensip şudur: önce, siyanür içeren atık suyu asitlendirerek içindeki siyanür iyonlarını HCN'ye dönüştürün. HCN, yağ fazı sıvı membranından iç su fazına geçer ve ardından NaOH ile reaksiyona girerek NaCN üretir.

6.Elektrodiyaliz Yöntemi

• Bu yöntem, iyon değişim membranları boyunca iyonların göçünü sağlamak için bir elektrik alanı kullanır ve böylece maddelerin ayrılması ve geri kazanılması sağlanır.

Bir Altın Madeninin Siyanür Açısından Zayıf Sıvısı Üzerinde Deneysel Çalışma

Deneyin Arka Planı

Belirli bir altın madeninin siyanür açısından fakir sıvısı, 13000 mg/L'ye kadar ulaşan özellikle yüksek bir toplam siyanür içeriğine sahiptir. Bu kadar yüksek konsantrasyonda siyanür içeren atık su, çevre için büyük bir tehdit oluşturur ve etkili bir arıtma gerektirir.

Deneysel Yöntemler

1.H₂O₂ + ClO₂ + C Adsorpsiyon Yöntemi

• Bu yöntemde, siyanür bakımından fakir sıvıdaki siyanürleri oksitlemek için önce hidrojen peroksit (H₂O₂) ve klor dioksit (ClO₂) oksidan olarak kullanılır. Daha sonra, kalan kirleticileri daha fazla uzaklaştırmak için aktif karbon (C) adsorpsiyonu gerçekleştirilir.

2.Üç Aşamalı Oksidasyon (H₂O₂ + Katalizör “M”) + Klorlama Havalandırma + C Adsorpsiyon Yöntemi

• Üç Aşamalı Oksidasyon : Hidrojen peroksit (H₂O₂) ve özel bir katalizör "M", üç aşamalı oksidasyon için kullanılır. Bu, kompleks siyanürler de dahil olmak üzere çeşitli siyanür bileşiklerinin daha kapsamlı bir şekilde oksitlenmesini sağlamak içindir.

• Klorlama ve Havalandırma : Üç aşamalı oksidasyondan sonra klorlama ve havalandırma işlemi gerçekleştirilir. Havalandırma sırasında sıvıya klor verilir; bu da kalan siyanürle ilgili maddeleri ve diğer bazı indirgenebilir kirleticileri daha fazla oksitleyebilir.

• C Adsorpsiyonu : Son olarak, aktif karbon adsorpsiyonu, siyanür bakımından fakir sıvının saflaştırılması amacıyla kalan ince taneli kirleticileri ve siyanürle ilgili kalıntı maddeleri adsorbe etmek için kullanılır.

Deneysel Sonuçlar ve Karşılaştırma

1.H₂O₂ + ClO₂ + C Adsorpsiyon Yöntemi

• Bu yöntemle belirli bir oranda siyanür giderimi sağlandı, ancak arıtılmış sıvıdaki toplam siyanür içeriği hala nispeten yüksekti ve sıkı ulusal deşarj standartlarını karşılamıyordu.

2.Üç Aşamalı Oksidasyon (H₂O₂ + Katalizör “M”) + Klorlama Havalandırma + C Adsorpsiyon Yöntemi

• Bu yöntem daha tatmin edici sonuçlar gösterdi. Son toplam siyanür içeriği ulusal deşarj standartlarını karşılayan 0.44 mg/L'ye düşürüldü. Ayrıca, diğer ağır metallerin içeriği de ilgili ulusal standart gerekliliklerini karşıladı.

• Maliyet Etkinliği : Maliyet açısından, katalizörlü ve ilave klorlama havalandırmalı üç aşamalı oksidasyon işlemi daha karmaşık operasyonlar ve belirli katalizörler ve klor kullanımı gerektirse de, genel olarak, diğer bazı aşırı karmaşık veya yüksek maliyetli yöntemlerle karşılaştırıldığında, maliyet nispeten makuldür. Yüksek konsantrasyonlu siyanür bakımından fakir sıvıları etkili bir şekilde arıtabilir ve maliyetleri kabul edilebilir bir aralıkta tutabilir.

Sonuç

Altın madenlerinde siyanürden fakir sıvının arıtımı karmaşık ancak hayati bir görevdir. Belirli bir altın madeninin siyanürden fakir sıvısı üzerinde yapılan deneysel çalışmayla, farklı arıtım yöntemlerinin kendi avantaj ve dezavantajları olduğu görülebilir. Üç aşamalı oksidasyon (H₂O₂ + katalizör “M”) + klorlama havalandırması + C adsorpsiyon yöntemi, bu altın madenindeki yüksek toplam siyanür içeriğine sahip siyanürden fakir sıvı için nispeten ideal arıtım etkileri ve maliyet etkinliği göstermektedir. Ancak, altın madenciliği endüstrisinde çevre koruma ve sürdürülebilir kalkınma gereksinimlerini daha iyi karşılamak için daha verimli, maliyet etkin ve çevre dostu arıtım yöntemleri geliştirmek için gelecekte sürekli araştırma ve iyileştirmeye hala ihtiyaç duyulmaktadır.