Обезвреживание промышленных циансодержащих стоков

Home » Рефераты на русском » Обезвреживание промышленных циансодержащих стоков
Рефераты на русском Комментариев нет

Практика обезвреживания циансодержащих стоков золотоизвлекательных фабрик, работающих по методу цианидного сорбционного выщелачивания, показала, что из всех используемых для этих целей методов наиболее распространенным в настоящее время является хлорирование, как наиболее дешевый и надежный метод окисления. Для хлорирования в качестве окислителей простых и комплексных цианидов натрия и цветных металлов используются гипохлорит кальция Ca(OCl)2 и гипохлорит натрия NaOCl – соли хлорноватистой кислоты HOCl, хлорная известь – CaOCl2 – смешанная соль соляной и хлорноватистой кислот – Ca(Cl)OСl и жидкий хлор Cl2 в щелочной среде. Величина рН не менее 10-11 определяет оптимальные условия окисления цианидов. Это связано с тем, что в сильно кислой среде содержится только молекулярный хлор. По мере снижения кислотности появляется хлорноватистая кислота и далее при увеличении рН свыше 7 в растворе преобладает гипохлорит-ион.
Примером успешного применения технологии щелочного хлорирования цианистых стоков является золотоизвлекательная фабрика Грей-Игл (США), где среднее содержание цианидов в стоках составляет 59,1 мг/дм3, а после хлорирования – меньше 0,1 мг/дм3. Достоинства метода хлорирования: обработка всегда ведется в щелочной среде; быстрое и полное снижение концентрации цианид-ионов до 0,1 мг/дм3; хлор легко доступен, технологичен, процесс легко контролируется; низкие капитальные затраты; метод относительно безопасный; разлагаются родонид-ионы, тиосоли окисляются. Недостатки метода хлорирования: стоимость реагентов высока в случае, если необходимо полностью окислить цианистые соединения; необходимо очень точно осуществлять контроль за уровнем рН для предотвращения образования хлорциана; необходим контроль за остаточным содержанием газообразного хлора в водной среде, которое не должно превышать 1 см3/м3; цианид при этом не регенерируется.
Известны другие методы обезвреживания цианистых стоков с применением различных химических элементов и соединений:
— обезвреживание сульфатом железа (II);
— кислота Каро (пероксимоносерная кислота), приготовляется из концентрированного перокси-да водорода и концентрированной серной кислоты, патент №5137642.11.08.1992 г, США;
— в смесителях с подачей SO2, серной кислоты и щелочи, патент № 3391789,09.07.1968 г, США;
— моноперсульфатной кислотой (на основе моноперсульфатов и серной кислоты — патент № 1560450,10.02.1969 г, Франция);
— перекисью водорода (H2O2), патент № 1564915,17.03.1969г, Франция;
— действием кислорода в присутствии катализирующих добавок (патент № 264393, 26.08.1966 г. Австрия);
— при помощи окисления озонированным воздухом в закрытых емкостях при повышенном давлении, патент № 1929254,17.12.1970 г, ФРГ.
Многие из этих методов не применяются ввиду экономической неэффективности и отрицательного влияния на извлечение золота.
Применяются также способы биологической очистки циансодержащих стоков:
— с помощью определенных штаммов бактерий, например genus Vibrio , genus Psevdomonas , genus Sctinomycetaceal (патент № 203457,05.04.1966г, Швеция);
— с помощью анаэробного сбраживания при температуре 30-430С (патент № 3145166,18.08.1964г, США);
— с помощью бактерий вида Fusarium или Trichoderma (патент № 28592, 09.12.1968г, Япония).
В настоящее время, в том числе в РК, значительный объем исследований посвящен микробиологическим методам очистки сточных вод обогатительных фабрик и методам фитоочистки (очистка с помощью растений) [2-5]. Микробиологическое обезвреживание цианидных растворов используется на золотоизвлекательных фабриках Кыргызстана. На комбинате «Макмалзо-лото» провели укрупненные опыты по биообезвреживанию воды хвостохранилища: в течение пяти суток содержание цианидов в стоках снизилось с 15,6 до 0,02 мг/дм3.
Доведение сбрасываемых вод в природные водостоки до нормы ПДК [5] можно осуществлять с применением известных методов с существенным снижением расхода реагентов, исходя из экспериментальных данных с использованием биохимического метода, включающего использование незакрепляющихся водных растений и подкормку их химическими удобрениями.
Применяется на практике также метод разложения цианидов в системе озон-ультрафиолет [6]:
Установлено, что со временем в хвостохранилище происходит разложение цианидов. Приводятся данные, что за 9 суток при температуре воды 80С и при рН=9 концентрация цианидов составляет 7,5 мг/л. Кроме того, указывается, что со временем в хвостохранилище происходит снижение рН жидкой фазы хвостов. При хранении в течение 5-30 лет жидкая фаза хвостов приобретает кислую реакцию и рН снижается с 11,7-7 до 6,8-1,5. Изменение рН происходит уже в первый период хранения — с 10,5 до 8,1 за 7 суток хранения [7].
В районах с теплым климатом иногда ограничиваются устройством хвостохранилищ, где происходит естественное разрушение цианистых соединений под интенсивным воздействием солнечного света, а также активным испарением [1].
Нормативы ПДК CN—иона в водоемах в разных странах различны: в России — 0,1 мг/дм3; в США — от 0,01 до 10 мг/дм3; в Канаде — от 0,1-0,5 до 2,0 мг/дм3 [1].
В РК согласно требований действующего законодательства необходимая степень химической очистки циансодержащих растворов, должна удовлетворять санитарным нормам по ПДК вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (Санитарные правила и нормы СанПиН 4630-88 «Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнений»). По этому нормативному документу ПДК цианидов 0,1 мг/л. В соответствии с методикой “Методика расчета предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ, отводимых со сточными водами в накопители” (ГНПОПЭ “Казмеханобр” Алматы, 1998 г), действующей в РК также указывается ПДК цианидов – 0,1 мг/л. По п. 2.1. методики «Если конечным водоприемником сточных вод является Накопитель замкнутого типа, т.е. когда нет открытых водозаборов воды на орошение или не осуществляются сбросы части стоков накопителя в реки или др. природные объекты, то в качестве Спдк принимаются значения гигиенических ПДК из СанПиН 4630-88». Однако, данное положение до настоящего времени не конкретизировано в части применения для хвостохранилищ обогатительных фабрик.
Крупные мировые золотодобывающие компании, в том числе ГолдКроп Инк., Ньюмонт Майнинг Корпорейшн, Бэрик Голд Корпорейшн, ИАМ Голд Корпорейшн, АнглоГолд Ашанти Лимитед, используют в практике своей работы Международный Кодекс по Использованию Цианида в промышленности, перевозке и использовании цианида при производстве золота. Кодекс предусматривает ряд положений по ПДК цианидов:
– содержание цианида (CNWA D ) в хвостохранилище без сброса в окружающую среду – 50 ppm (50 мг/дм3);
– цианид в реках (CNсвобод) после предписанного периода смешивания и измерения в месте ниже точки сброса – 0,22 ppm (0,22 мг/дм3).
В ДГП «ВНИИцветмет» были выполнены исследования по обезвреживанию циансодер-жащих стоков золотоизвлекательной фабрики (ЗИФ), работающей по технологии угольно-сорбционного цианидного выщелачивания.
Цель работы – возврат в процесс возможно большего объема циансодержащих растворов с остаточной концентрацией цианида на уровне 100-150 мг/дм3 для экономии “свежего” цианида, снижение расходов обезвреживающего реагента.
Для достижения этой цели использован вариант последовательного снижения концентрации цианида в пульпе хвостов сорбционного выщелачивания за счет двухстадиального сгущения, промежуточной репульпации, фильтрации.
Для оценки эффективности операции разбавления (репульпация) выполнялось определение концентрации цианида при двух-, трех-, четырехкратном разбавлении твердой фазы хвостов, отобранных на предприятии (разгрузка сгустителя). Разбавление выполнялось с учетом содержания влаги (17%) в хвостах сорбционного выщелачивания. Исходная концентрация цианида 160 мг/дм3. Более эффективно четырехкратное разбавление – концентрация цианида в жидкой фазе хвостов составляет 20,0 мг/дм3 практически сразу после перемешивания с водой. При трехкратном разбавлении концентрация цианида в жидкой фазе хвостов – 30,0 мг/дм3. То есть, при введении в цикл сгущения хвостов сорбционного выщелачивания операции разбавления можно снизить концентрацию цианида до 10-40 мг/дм3. То есть, обезвреживанию до норм ПДК будет подвергаться пульпа, в которой содержание цианидов составляет 10-40 мг/дм3.
Исследованы параметры режима обезвреживания хвостов сорбционного выщелачивания после двукратного разбавления с содержанием в пульпе 40 мг/дм3 цианида (опыты 1-12) и после трехкратного разбавления с содержанием в пульпе 10 мг/дм3 цианида (опыты 13-16). Лучший результат при двукратном разбавлении получен при расходе метабисульфита натрия 5 кг/т хвостов и медного купороса – 0,5 кг/т, концентрация цианида в этом случае составляет 0,32 мг/дм3, время перемешивания с реагентами – 30 минут.
Лучший результат при трехкратном разбавлении получен при расходе метабисульфита натрия 3 кг/т хвостов и медного купороса – 0,5 кг/т, концентрация цианида в этом случае составляет 0,064 мг/дм3, время перемешивания с реагентами – 30 минут.
Эти данные свидетельствуют о возможности применения двухстадиального сгущения хвостов сорбционного выщелачивания с промежуточной репульпацией. Если в первой стадии сгущения использовать сгуститель с повышенной степенью сжатия пульпы или пастовый сгуститель, то в процесс может направляться большее количество слива с концентрацией цианидов до 150 мг/дм3. Слив сгустителя второй стадии будет содержать цианиды на уровне 0,1 мг/дм3.
При введении операции фильтрации разгрузки второго сгустителя количество твердого в хвостах сорбционного выщелачивания можно довести до 75-80% и, таким образом, реализовать метод полусухого складирования хвостов, имеющий ряд преимуществ [8]: использование для складирования хвостов уже имеющейся площади, без строительства дорогостоящих дамб хво-стохранилища, что значительно снижает расходы предприятия; обеспечение возврата большего количества циркулирующей воды в процесс; достижение значительного экологического эффекта; отсутствие дополнительных энергозатрат.

LEAVE A COMMENT

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.