Phương pháp và quy trình loại bỏ xyanua trên bề mặt khoáng chất sunfua

Giới thiệu

Trong quá trình tuyển chọn và Luyện kim quá trình khai thác quặng sunfua kim loại màu, Cyanide thường được sử dụng để tăng tỷ lệ thu hồi kim loại. Tuy nhiên, xyanua còn lại trên bề mặt quặng sunfua không chỉ có tác động tiêu cực đến các dòng quy trình tiếp theo mà còn gây ra các vấn đề nghiêm trọng về môi trường. Do đó, việc phát triển các phương pháp hiệu quả và thân thiện với môi trường để loại bỏ xyanua trên bề mặt quặng sunfua có ý nghĩa thực tiễn to lớn.

Tình hình hiện tại và mối nguy hiểm của cặn xyanua trên bề mặt khoáng chất sunfua

Tình hình hiện tại

Trong quá trình tuyển nổi quặng sunfua truyền thống, xyanua được sử dụng rộng rãi như một chất ức chế. Nó có thể ức chế chọn lọc một số khoáng chất không mong muốn trong quặng sunfua, do đó đạt được sự tách biệt các khoáng chất mục tiêu khỏi các khoáng chất phụ. Nhưng sau khi tuyển nổi, một lượng lớn xyanua sẽ hấp thụ trên bề mặt quặng sunfua. Theo nghiên cứu có liên quan, trong một số máy cô đặc, hàm lượng xyanua trên bề mặt quặng sunfua cô đặc sau khi tuyển nổi có thể cao tới vài trăm miligam trên một kilôgam.

Nguy hại

Theo quan điểm công nghệ, xyanua còn lại sẽ cản trở quá trình nấu chảy tiếp theo. Ví dụ, trong quá trình nấu chảy quặng đồng sunfua, xyanua sẽ tạo thành phức chất với đồng, làm giảm hiệu suất nấu chảy của đồng và tăng mức tiêu thụ năng lượng. Theo quan điểm môi trường, xyanua là một chất cực độc. Khi nước thải đuôi quặng có chứa xyanua được thải ra môi trường tự nhiên, nó sẽ gây ô nhiễm các nguồn nước và đất, gây nguy hiểm cho các sinh vật dưới nước và thảm thực vật xung quanh, thậm chí gây ra mối đe dọa đối với sức khỏe con người thông qua chuỗi thức ăn.

Phương pháp loại bỏ xyanua trên bề mặt khoáng chất sunfua

Phương pháp oxy hóa

1.Phương pháp oxy hóa hóa học

• nguyên tắc: Sử dụng chất oxy hóa mạnh để oxy hóa xyanua thành các chất ít độc hơn hoặc không độc. Các chất oxy hóa phổ biến bao gồm hydro peroxide (H2O2), natri hypoclorit (NaClO), v.v. Lấy hydro peroxide làm ví dụ, phương trình phản ứng của nó là: (2CN + 5H2O2 = 2HCO3 + N2↑ + 4H2O).

• Quá trình hoạt động: Đầu tiên, cho bột quặng sunfua có chứa xyanua vào bể phản ứng và điều chỉnh giá trị pH của bột đến phạm vi thích hợp (nói chung, đối với quá trình oxy hóa hydro peroxide, giá trị pH tốt nhất là từ 9 - 11). Sau đó, từ từ thêm dung dịch hydro peroxide trong khi khuấy để chất oxy hóa tiếp xúc hoàn toàn và phản ứng với bột. Thời gian phản ứng thường dao động từ 1 - 3 giờ và thời gian cụ thể phụ thuộc vào nồng độ xyanua trong bột và tính chất của quặng.

• Ưu điểm:Tốc độ phản ứng tương đối nhanh, hiệu quả loại bỏ xyanua tốt, có thể giảm nồng độ xyanua xuống mức tương đối thấp.

• Nhược điểm:Các chất oxy hóa như hydro peroxide tương đối đắt tiền và lượng chất oxy hóa quá nhiều có thể ảnh hưởng đến quá trình tuyển quặng hoặc nấu chảy tiếp theo.

Phương pháp hấp phụ

1.Phương pháp hấp phụ than hoạt tính

• Nguyên tắc : Đã kích hoạt Carbon Nó có diện tích bề mặt riêng lớn và cấu trúc lỗ xốp phong phú, có thể hấp phụ xyanua trên bề mặt của nó thông qua quá trình hấp phụ vật lý và hóa học.

• Quá trình hoạt động: Thêm vào Than hoạt tính Cho than hoạt tính vào hỗn hợp quặng sunfua có chứa xyanua và khuấy đều để than hoạt tính tiếp xúc hoàn toàn với xyanua trong hỗn hợp. Thời gian hấp phụ thường từ 30 phút đến 2 giờ. Sau khi hấp phụ, tách than hoạt tính ra khỏi hỗn hợp bằng phương pháp lọc hoặc các phương pháp khác.

• Ưu điểm: Thao tác đơn giản, có tác dụng hấp phụ tốt đối với xyanua nồng độ thấp. Than hoạt tính có thể tái sinh và tái sử dụng.

• Nhược điểm:Đối với xyanua nồng độ cao, khả năng hấp phụ bị hạn chế, xử lý không đúng cách than hoạt tính đã hấp phụ sẽ gây ô nhiễm thứ cấp.

2.Phương pháp hấp phụ nhựa trao đổi ion

• Nguyên tắc :Nhựa trao đổi ion chứa các nhóm chức năng cụ thể có thể trao đổi với các ion trong xyanua, do đó hấp thụ xyanua trên nhựa.

• Quá trình hoạt động: Nạp nhựa trao đổi ion vào cột trao đổi và cho bột quặng sunfua chứa xyanua đi qua cột trao đổi. Kiểm soát tốc độ dòng bột để đảm bảo xyanua trao đổi hoàn toàn với nhựa. Khi nhựa bão hòa hấp phụ, sử dụng dung môi rửa giải cụ thể để rửa giải và tái sinh nhựa.

• Ưu điểm:Nó có khả năng hấp phụ chọn lọc xyanua cao và có thể hoạt động liên tục.

• Nhược điểm:Chi phí của nhựa cao, quá trình rửa giải tương đối phức tạp và có thể tạo ra chất thải rửa giải có chứa xyanua.

Các phương pháp khác

1.Phương pháp trung hòa axit - bazơ

• Nguyên tắc : Trong một số điều kiện nhất định, xyanua sẽ trải qua phản ứng thủy phân trong môi trường axit hoặc kiềm để tạo ra các chất ít độc hại hoặc không độc hại. Ví dụ, trong điều kiện axit, xyanua sẽ phản ứng với các ion hydro để tạo thành axit xyanhydric (HCN), có thể loại bỏ bằng cách bay hơi; trong điều kiện kiềm, xyanua thủy phân để tạo thành xyanat và các chất khác.

• Quá trình hoạt động: Nếu áp dụng phương pháp thủy phân axit, từ từ thêm dung dịch axit như axit sunfuric loãng vào bột quặng sunfua có chứa xyanua, điều chỉnh giá trị pH đến 2 - 4, sau đó sục khí để làm bay hơi axit xyanhydric sinh ra. Nếu áp dụng phương pháp thủy phân kiềm, thêm các chất kiềm như natri hydroxit, điều chỉnh giá trị pH đến 10 - 12, và phản ứng trong một thời gian nhất định (thường là 2 - 4 giờ).

• Ưu điểm:Chi phí tương đối thấp và cách vận hành tương đối đơn giản.

• Nhược điểm:Axit xyanhydric sinh ra trong quá trình thủy phân axit có độc tính cao và đòi hỏi các biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt; tốc độ phản ứng thủy phân kiềm chậm và vẫn có thể còn lại một lượng nhỏ cặn xyanua sau khi xử lý.

Thiết kế quy trình xử lý để loại bỏ xyanua trên bề mặt khoáng chất sunfua

Giai đoạn tiền xử lý

1. Điều chỉnh bột giấy: Điều chỉnh nồng độ bột quặng sunfua sau khi tuyển nổi. Nhìn chung, nồng độ bột được kiểm soát trong khoảng 20% ​​- 40% cho quá trình xử lý tiếp theo. Đồng thời, phát hiện nồng độ xyanua ban đầu trong bột để cung cấp cơ sở xác định các thông số quy trình tiếp theo.

2. loại bỏ tạp chất: Loại bỏ các tạp chất có kích thước hạt lớn và một số chất rắn lơ lửng trong bột giấy bằng cách lọc, lắng, v.v., để tránh chúng ảnh hưởng đến các quá trình xử lý tiếp theo.

Giai đoạn loại bỏ

1. Lựa chọn phương pháp: Chọn phương pháp loại bỏ phù hợp theo các yếu tố như nồng độ xyanua trong bột giấy, tính chất quặng, chi phí xử lý và yêu cầu bảo vệ môi trường. Ví dụ, đối với xyanua nồng độ cao và các trường hợp không phải là vấn đề chi phí, hóa chất Phương pháp oxy hóa có thể được ưu tiên; đối với những trường hợp có nồng độ xyanua thấp và có ý thức bảo vệ môi trường, phương pháp oxy hóa sinh học hoặc phương pháp hấp phụ có thể phù hợp hơn.

2. Kiểm soát thông số quy trình: Thực hiện quá trình oxy hóa hydro peroxide trong Oxy hóa hóa học Ví dụ, phương pháp này kiểm soát chặt chẽ lượng hydrogen peroxide được thêm vào (thường được tính theo nồng độ xyanua và phương trình phản ứng), nhiệt độ phản ứng (thường là 20 - 30℃), giá trị pH (9 - 11) và tốc độ khuấy (100 - 300 vòng/phút) và các thông số khác để đảm bảo phản ứng hiệu quả.

Giai đoạn sau điều trị

1. Tách rắn - lỏng:Tách phần bã sau khi loại bỏ xyanua bằng cách lọc, ly tâm, v.v. để thu được quặng sunfua tinh khiết và nước thải có chứa một lượng nhỏ xyanua.

2. Xử lý nước thải: Xử lý thêm nước thải đã tách để đạt tiêu chuẩn xả thải quốc gia. Có thể sử dụng phương pháp oxy hóa thứ cấp, hấp phụ và các phương pháp khác để loại bỏ hoàn toàn xyanua trong nước thải nhằm đảm bảo xả thải an toàn.

Kết luận

Có nhiều phương pháp khác nhau để loại bỏ xyanua trên bề mặt quặng sunfua, mỗi phương pháp đều có ưu điểm và nhược điểm riêng. Trong các ứng dụng thực tế, cần phải xem xét toàn diện các yếu tố như tính chất quặng, nồng độ xyanua, chi phí xử lý và yêu cầu bảo vệ môi trường để lựa chọn phương pháp và quy trình phù hợp. Với các yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng nghiêm ngặt và sự tiến bộ liên tục của công nghệ, việc phát triển các công nghệ hiệu quả hơn, thân thiện với môi trường và chi phí thấp hơn để loại bỏ xyanua trên bề mặt quặng sunfua sẽ là hướng nghiên cứu chính trong tương lai. Thông qua quá trình tối ưu hóa liên tục, dự kiến ​​sẽ đạt được mục tiêu không thải xyanua trong quá trình tuyển và luyện quặng sunfua và thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp kim loại màu.