Nhà máy xyanua vàng Phương pháp xử lý nước thải xyanua

In Nhà máy xyanua vàngs, mặc dù một số Nước thải xyanua được tái chế, vẫn còn một số xyanua nước thải hoặc chất thải xyanua đang được thải ra. Xyanua có độc tính cao, vì vậy việc xử lý chuyên nghiệp nước thải xyanua này là điều cần thiết trước khi thải ra để tránh ô nhiễm môi trường và gây hại cho sức khỏe con người và động vật. Hiện nay, sau đây là các phương pháp xử lý nước thải xyanua phổ biến trong các nhà máy xyanua hóa vàng.

Phương pháp xử lý nước thải xyanua nồng độ trung bình và thấp

Phương pháp clo hóa kiềm

Phương pháp clo hóa kiềm là một phương pháp được sử dụng rộng rãi. Trong phương pháp này, chất oxy hóa clo có trạng thái oxy hóa điện tích cao được thêm vào nước thải xyanua kiềm. Các chất oxy hóa thông thường bao gồm ClO₂, Cl₂ (khí và lỏng), bột tẩy trắng, natri hypoclorit, canxi hypoclorit và clorit. Trong dung dịch kiềm, OCl⁻ hoặc quá trình oxy hóa clorua điện tích cao thường được tạo ra. Đầu tiên, xyanua bị oxy hóa thành xyanat, sau đó tiếp tục bị oxy hóa thành carbon dioxide và nitơ.

• Ưu điểm : Các hóa chất dễ kiếm và giá thành thấp. Hiệu quả điều trị tốt, thiết bị sử dụng đơn giản, dễ tự động hóa.

• Nhược điểm : Vì xyanogen clorua sinh ra có độc tính, nên nó rất nguy hiểm cho người vận hành. Xyanogen clorua khi tiếp xúc với nước có thể tạo ra khói ăn mòn, gây hư hại nghiêm trọng cho thiết bị.

Phương pháp Inco

Phương pháp Inco được Công ty TNHH Inco phát triển vào năm 1982. Phương pháp này chủ yếu bao gồm việc thêm hỗn hợp SO₂ và không khí vào nước thải xyanua và kiểm soát giá trị pH trong khoảng 8 - 10. Các ion đồng hóa trị hai xúc tác quá trình oxy hóa xyanua trong nước thải.

• Ưu điểm : Phương pháp Inco đơn giản, thiết bị sử dụng không phức tạp. Hiệu quả xử lý nhìn chung tốt hơn so với quy trình clo hóa (không tính đến độc tính của thiocyanat). Nguồn nguyên liệu tương đối dồi dào, và chi phí đầu tư thấp hơn so với quy trình clo hóa kiềm.

• Nhược điểm : Phương pháp Inco gặp khó khăn trong việc oxy hóa SCN⁻, và SCN⁻ có thể phân ly thành CN⁻ sau đó, vì vậy nó không phù hợp để xử lý nước thải chứa xyanua với nồng độ SCN⁻ cao. SO₂ cũng là một chất gây ô nhiễm không khí và có thể thoát ra ngoài và rò rỉ trong quá trình phản ứng, gây ô nhiễm môi trường.

Phương pháp oxy hóa H₂O₂

Trong điều kiện giá trị pH từ 9.5 - 11, nhiệt độ bình thường và ion đồng (Cu²⁺) làm chất xúc tác, H₂O₂ oxy hóa xyanua để tạo ra CNO⁻. CNO⁻ sẽ được thủy phân tiếp để tạo ra NH₄⁺ và CO₃²⁻, và tốc độ thủy phân phụ thuộc vào độ pH.

• Ưu điểm : Hiệu quả xử lý nước thải chứa xyanua tốt, quy trình đơn giản. Phương pháp oxy hóa thích hợp để xử lý nước thải chứa xyanua nồng độ thấp, và nồng độ xyanua sau xử lý nhỏ hơn 0.5mg/L.

• Nhược điểm : H₂O₂ độc hại và ăn mòn, do đó việc vận chuyển và sử dụng rất nguy hiểm. Phương pháp oxy hóa gặp khó khăn trong việc oxy hóa SCN⁻ trong nước thải, và nước thải đã xử lý vẫn còn độc hại.

Phương pháp oxy hóa ozone

Ozone có khả năng oxy hóa cực mạnh, với thế điện cực là 2.07mV, chỉ đứng sau flo. Nó có thể dễ dàng phân hủy các thành phần mà các chất oxy hóa khác không thể phân hủy. Cơ chế phản ứng hóa học của quá trình oxy hóa ozone là ozone phản ứng với xyanua để tạo ra xyanat, sau đó bị thủy phân để tạo ra nitơ và cacbonat.

• Ưu điểm : Chỉ cần thiết bị để tạo ra ozone và không cần mua và vận chuyển hóa chất. Quy trình đơn giản và tiện lợi, không gây ô nhiễm thứ cấp.

• Nhược điểm : Do chi phí cao của máy tạo ozone và khó khăn trong việc bảo trì thiết bị, phương pháp này có một số hạn chế trong ứng dụng công nghiệp. Phương pháp oxy hóa bằng ozone tiêu thụ một lượng điện năng lớn, do đó khó sử dụng ở những khu vực thiếu điện.

Phương pháp xử lý nước thải có nồng độ xyanua cao

Phương pháp axit hóa

Phương pháp axit hóa có thể xử lý hầu hết các dung dịch xyanua nồng độ cao (60×10⁻⁶ + NaCN) thải ra từ các nhà máy. Nồng độ ion xyanua tự do trong dung dịch có thể giảm xuống còn 1×10⁻⁶.

• Ưu điểm : Phương pháp này có thể tối đa hóa việc thu hồi xyanua, tái chế tài nguyên và mang lại lợi ích kinh tế đáng kể.

• Nhược điểm : Chi phí đầu tư ban đầu quá lớn, một số doanh nghiệp vừa và nhỏ không đủ khả năng chi trả. Quy trình vận hành phức tạp, và bột giấy sau xử lý vẫn khó đáp ứng được tiêu chuẩn xả thải.

Phương pháp phân hủy tự nhiên

Phương pháp phân hủy tự nhiên là phương pháp tinh chế phân hủy xyanua bằng các yếu tố tự nhiên như ánh sáng. Nó bao gồm các hiệu ứng của quá trình bay hơi xyanua, phân hủy, oxy hóa, phân hủy quang hóa, phân hủy sinh học, kết tủa và hấp phụ, là kết quả của hiệu ứng tổng hợp phức tạp của hóa học vật lý, quang hóa học và sinh hóa học.

• Ưu điểm : Phương pháp thanh lọc tự nhiên có thể loại bỏ xyanua mà không cần thiết bị hay hóa chất nào, do đó chi phí rất thấp.

• Nhược điểm : Quá trình này rất chậm, và nước thải sau xử lý không đáp ứng được các tiêu chuẩn xả thải.

Phương pháp kết tủa hai giai đoạn

Phương pháp kết tủa hai giai đoạn là phương pháp chu trình khép kín hiệu quả được phát triển cho các nhà máy xyanua vàng vừa và nhỏ có nước thải SCN⁻ nồng độ cao, có thể đạt được "không xả thải" nước thải. Phương pháp kết tủa hai giai đoạn chủ yếu liên quan đến việc thêm chất xúc tác và đủ oxy vào xyanua trong nước thải, sau đó loại bỏ xyanua thông qua các phản ứng sau trên vật liệu chứa vàng.

2Cu⁺ + 2SCN⁻→Cu₂(SCN)₂↓

Ca²⁺ + SO₄²⁻→CaSO₄↓

Chì²⁺ + SO₄²⁻→ ChìSO₄↓

H⁺ + CN⁻→HCN

• Ưu điểm : Có thể loại bỏ các ion kim loại nặng trong dung dịch và giúp tái chế nước thải.

• Nhược điểm : Bước kết tủa đầu tiên phải hoàn toàn. Nếu không, khi thêm kiềm, đồng(I) rhodanate sẽ hòa tan trở lại, ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý. CaSO₄ chưa kết tủa có thể gây tắc nghẽn van.

Đây là những phương pháp xử lý nước thải xyanua phổ biến trong các nhà máy xyanua hóa vàng. Ngoài các phương pháp loại bỏ xyanua nêu trên, việc giảm sử dụng xyanua trong quá trình xyanua hóa vàng cũng có thể làm giảm lượng nước thải xyanua thải ra.