Обезвреживание промышленных циансодержащих стоков

Главная » Рефераты на русском » Обезвреживание промышленных циансодержащих стоков

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.

ОСТАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.