Обезвреживание цианистых хвостов золотоизвликательных заводов

Лекция 16. Обезвреживание цианистых хвостов золотоизвликательных заводов

В процессе обработки золотосодержащих руд образуются стоки — обеззолоченные растворы, распульпованный кек вакуум-фильтров, хвосты процесса сорбции и т. д. Жидкая фаза стоков содержит такие вредные химические компо­ненты как цианид- и роданид-ионы, комплексные цианис­тые анионы железа, цинка, меди, никеля, соединения мышьяка, свинца, ртути и т. д. В сточных водах предприя­тий, применяющих флотационное обогащение и цианиро­вание, присутствуют, кроме того, органические флотореагенты — ксантогенаты, сосновое масло и т. п.

Перед сбросом в хвостохранилище стоки подлежат обез­вреживанию, в  противном случае, за счет просачивания через ложе и дамбу хвостохранилища, возможно загрязне­ние грунтовых и поверхностных вод, а за счет испарения — воздушной среды.

Обезвреживание стоков рекомендуется вести до предель­но допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в воде водоемов, установленных действующими «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами».

Содержание вредных веществ в стоках золотоизвлекательных предприятий зависит от применяемой технологиче­ской схемы, вещественного состава перерабатываемой руды и других факторов. Однако во всех случаях оно во мно­го раз превышает ПДК. Так, концентрация цианидов и роданидов (в пересчете на ионы СN^- и СNS^-) может достигать 200—500, цинка 100—200, мышьяка 20—40, меди 40—50 мг/л. Поэтому, перед сбросом в хвостохранилище стоки обезвреживают.

Ниже приведены предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в воде водоемов, мг/л.

Существуют различные методы обезвреживания сточ­ных вод  золотоизвлекательных фабрик.

На некоторых зарубежных предприятиях стоки обез­вреживают, переводя цианид в виде синильной кислоты в газовую фазу. Для этого растворы подкисляют серной кис­лотой или сернистым газом до рН 2,8—3,5 и продувают через них воздух. Пары синильной кислоты улавливают, про­пуская поток газа через вертикальные колонны (абсорбе­ры), орошаемые раствором щелочи. Полученный цианис­тый раствор возвращают в процесс. Достоинством метода является регенерация значительной части цианида. К не­достаткам его следует отнести неполноту очистки раство­ров, обусловленную тем, что при подкислении не разруша­ются роданид-ионы и лишь частично разрушаются комп­лексные цианистые анионы тяжелых металлов. Поэтому рассматриваемый метод требует дополнительной очистки стоков.

Рекомендуемые материалы

На некоторых ЗИФ для обезвреживания сточных вод применяют сульфат закиси железа. Этот способ основан на связывании ионов СN^- в нетоксичный комплексный анион Fe(СN)₆^4- или нерастворимый в воде простой цианид Fe(СN)₂. Большим недостатком этого метода является не­возможность полностью разрушить токсичные цианистые комплексы меди. Кроме того, образующийся ферроцианид Fe(СN)₆^4-окисляется кислородом воздуха до феррицнанида Fe(СN)₆^3-:

который постепенно разлагается с образованием ядовитой синильной кислоты и ионов СN^- :

В силу недостатков этого  метода в настоящее время его применяют ограниченно.

Значительно эффективнее метод обезвреживания сточ­ных вод  окислением цианистых соединений с помощью гипохлорита натрия NaОС1, гипохлорита кальция Са(ОС1)₂ или хлорной извести СаОС1₂. Простые и комплексные циа­ниды, а также роданид-ионы окисляются при этом до не­токсичных цианат-ионов CNO^- :

Образующийся цианат подвергают гидролизу:

Одновременно окисляются также некоторые органические флотореагенты.

Этот метод широко применяют в практике золотоизвлекательных предприятий. В качестве обезвреживающего реагента обычно используют наиболее дешевую хлорную известь, являющуюся, как известно, смешанной солью хлорноватистой и соляной кислот. Обезврежива­нию можно подвергать как растворы, так и непосредствен­но пульпы. В последнем случае расход хлорной извести зна­чительно возрастает, так как часть ионов ОСl^- бесполезно тратится на окисление присутствующих в руде сульфидов. Для окисления цианистых соединений пользуются и хлором. Действие его аналогично действию гипохлорита и хлорной извести. К обезвреживаемому раствору в этом слу­чае необходимо добавлять известь, так как в кислой среде возможно образование ядовитого (газообразного) хлор-циана СlСN:

На практике удобнее применять хлор   не   для   прямой обработки обезвреживаемых   стоков,  а  получать   вначале хлорную известь, которую и использовать для обезврежи­вания. Для получения хлорной извести обрабатывают га­зообразным хлором известковое молоко:

Рис…..  Аппаратурная   схема   процесса  обезвреживания  цианистых   стоков  с  ис­пользованием хлора

Аппаратурная схема процесса обезвреживания цианис­тых стоков с  использованием хлора показана на рис….. Жидкий хлор из контейнера 1, помещенного на весы 2, поступает в испаритель 3. Последний представляет собой змеевик, находящийся в емкости, через которую пропуска­ется горячая вода. Из испарителя перешедший в газооб­разное состояние хлор поступает в эжектор 4, куда из ча­на 5 с помощью центробежного насоса 6 подается также известковое молоко. В рабочей камере эжектора происхо­дит смешение известкового молока с газообразным хлором и образование хлорной извести. Раствор хлорной извести накапливается в емкости 7, откуда дозаторами 5 подается на обезвреживание.

Обезвреживаемая цианистая пульпа поступает в ящич­ный смеситель 9  и далее в цепочку из двух—трех последо­вательно соединенных чанов 10. Основное количество хлор­ной извести подают в смеситель, остальной реагент дози­руют во второй чан из расчета достижения требуемой полноты очистки. Остаточную концентрацию цианида из­меряют с помощью цианомеров 11.

Хорошим обезвреживающим реагентом-окислителем яв­ляется озон,  получаемый действием электрического разря­да на газообразный кислород или воздух. Озонирование сточных вод обеспечивает глубокое окисление простых и комплексных цианидов, роданидов, ряда органических флотореагентов. Достоинством озона по сравнению с гипохлоритами является то, что он не загрязняет стоки про­дуктами своего восстановления. В настоящее время приме­нение озона сдерживается несовершенством конструкций существующих озонаторов и высоким расходом электро­энергии.

При высоком содержании цианистых соединений сточ­ные воды можно  обезвреживать методом анодного окисле­ния, заключающимся в пропускании постоянного тока че­рез очищаемый раствор. На аноде цианистые соединения окисляются до цианат-ионов:

1. Понятие об искусственном интеллекте - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

Ионы СNO^- частично гидролизуют, а частично окисля­ются на аноде с образованием углекислоты и азота:

Если в растворе присутствуют ионы Сl^-, то на аноде выделяется  газообразный хлор. Последний также окисля­ет цианистые соединения, интенсифицируя тем самым про­цесс очистки.

Помимо цианидов в сточных водах ЗИФ часто содер­жится мышьяк. Если в технологическую схему входит амальгамация, то в стоках может присутствовать также ртуть. Для очистки от мышьяка добавляют железный ку­порос. Если этой операции предшествовала очистка от цианидов с помощью хлорной извести, то в стоках содер­жится избыточное количество этого реагента, вследствие чего железо окисляется до трехвалентного и выпадает в оса­док в виде гидроксида Fе(ОН)₃. Хлопья гидрокспда железа очень хорошо сорбируют мышьяк, поэтому после отстаивания осадка концентрация мышьяка в растворе обычно снижается до величины, допускающей сброс сточной воды в хвостохранилище. Очистку от ртути проводят с помощью сернистого натрия. С целью коагуляции образовавшегося сульфида ртути и связывания избытка сульфид-иона ис­пользуют железный купорос.

Для обезвреживания стоков ЗИФ широкое применение могут найти  ионообменные смолы. Ионообменный способ позволяет не только практически полностью обезвредить сточные воды, но одновременно извлечь из них цианид и цветные металлы. Однако в настоящее время этот способ еще довольно сложен и дорог.

Очистка сточных вод золотоизвлекательных предприя­тий является  необходимым, но не достаточным условием охраны природных водоемов от загрязнения. Радикальное решение проблемы заключается в сочетании очистки сто­ков с организацией полного водооборота, при котором сточные воды не сбрасываются в природные водоемы, а воз­вращаются на предприятие для повторного использования. Одновременно резко снижается расход свежей воды, так как в этом случае ее вводят в процесс лишь для восполне­ния потерь растворов, обусловленных испарением, фильт­рацией через ложе хвостохранилищ, уноса с хвостами и т. п. Сложность решения проблемы водооборота связана с на­коплением в оборотных растворах примесей (растворимых хлоридов, солей жесткости и др.), оказывающих сложное и до конца не изученное влияние на технологические пока­затели цианирования. Вместе с тем, опыт ряда ЗИФ, при­меняющих водооборот, свидетельствует о том, что в боль­шинстве случаев эти трудности преодолимы.