Тандем - 2, шлакоблочные станки, бетоносмесители


Производство оборудования и технологии
Рубрики

Очистка сточных вод от золотоизвлекательных фабрик

В зависимости от состава руд и формы присутствующего в них золота пере­работку золотосодержащего сырья-пульпы осуществляют последующим тех­нологическим схемам:

• цианирование пульпы с ее последующей фильтрацией или отмывкой золо­тосодержащего комплекса противоютной декантацией;

• непосредственная сорбция золив из пульпы ионообменной смолой. Выде­ление золота из растворов осуществляют осавдданием его с применением цин­ка или путем электролиза;

• флотационное обогащение руд с последующим извлечением золота из кон­центрата плавкой или цианированием;

• амальгамация руд с получением золота в виде амальгамы;

• гравитационное обогащение руд с последующей переработкой концентра­та плавкой, цианированием или амальгамацией.

Сложные по составу руцы перерабатывают по комбинированным схемам, включающим различные сочетания указанных процессов.

В результате взаимодействия рудных минералов с растворами в процессе переработки руд и концентратов в жидкую фазу пульпы переходят различные соли. Кроме того, в ней содержатся вводимые в технологический процесс реа­генты: цианистые соли, флотационные реагенты, цинк и др.

Источниками образования сточных вод зологоизвлекатеяьных фабрик явля­ются:

-хвостовая пульпа цианирования, содержащая твердую и жидкую фазы в соотношении 1:(1,2-3). Жидкая фаза включает в себя цианиды (простые и ком­плексные), роданиды, мышьяк и другие вещества;

— обеззшоченный раствор осадительной установки, содержащий те же ком­поненты;

— хвостовая пульпа флотации, состоящая из смеси твердой и жидкой фаз в соотношении 1:(2-10), содержащая флотационные реагенты (ксантогенат, со­сновое масло и др.) и катионы цветных металлов;

— слнвы сгустителей концентратов и хвостов флотации, содержащие незна­чительное количество твердых веществ (обычно Менее 0,1 %), катионы цвет­ных металлов и флотационные реагенты.

Состав производственных стоков зависит от состава исходного сырья, тех­нологической схемы его переработки и применяемых реагентов. Однако во всех случаях содержание вредных веществ в стоках золотоизвлекательных

Таблица 6.44

РАСХОДЫ И СОСТАВ СТОЧНЫХ ВОД ЗОЛОТОИЗВЛЕКАТЕЛЬНЫХ ФАБРИК

Значення показателей загрязненных сточных вод

Показатели

от процессов

обеззолоченный

от

слив

обший сток

сорбции

фильтрации

раствор

фильтрации

флотации

сгустителя

концентрата

фабрики

Количество сточных

1,2-2,5

1,2-3,5

0,5-1

1,2-3,5

03-0,5

2-5

вод, м3 на 1 т руды

pH

10-12

8-11,5

10-12

6,8-7,5

8

9,5-11

Окисляемость, мгОг/дм3

9,2

4320

53,3-78,4

__

261-2620

Концентрация загрязняющих веществ, мг/дм3:

сухой остаток общин

2180

582

1504

1789-

2658

1630

296-2400

хлориды СГ

170-550

100-120

__

__

192-280

сульфаты SO4"

97-2695

38,7-130

__

__

108-151

цианиды CN" общие

90-570

32,5-92,5

200-264

Нет

Нет

13-145

роданиды CNS"

10-429

13-27

26,3

Нет

Нет

60-252

железо общее Fe

0,01-5,2

3

6

0,2-0,4

],8

0,1-0,8

медь Си2*

0,87-49

1,1-4,1

6

0,01-0,08

0-0,1

0,04-49

свннец РЬ2н

6,52-52,2

167

0,5

0,3

0,1-1,5

цинк Zn

0,9-20

14,4-30

100-186

__

__

2-28

мышьяк As

1,5-40

1,5-3,7

0,1-2,4

0,05-032

0,05-0,07

0,8-3,1

сосновое масло

Кет

Her

Нет

6-14,7

4,4-6,2

5-27,4

ксантогенаты

»

»

»

18,6-37,1

__

0,15-2,7

жесткость общая, мг — экв/дм3

1,79

4,4

18,6-37,1

предприятий во много раз превышает ПДК. Так, концентрация цианидов т роданидов (в пересчете на ионы CN“ и CNS-) может достигать 200-500, цинка 100-200, мышьяка 20-40, меди 40-50 мг/дм3. Поэтому, перед сбросом в хвос — тохранилнще стоки обезвреживают.

Наиболее сложен состав сточных вод фабрик, перерабатывающих руды по комбинированным схемам, включающим процессы флотации, цианирования и амальгамации.

В табл. 6.44 приведены данные по расходу и составу сточных вод от отдель­ных процессов и общего стока фабрики, работающей по комбинированной схеме.

При очистке сточных вод золотоизвлекательных фабрик предусматривают­ся усреднение состава, обезвреживание токсичных веществ, выделение из сточ­ных вод твердой фазы и ее складирование, освещение жидкой фазы с возвра­щением воды в технологический процесс или сбросом ее в водоем.

Существуют различные методы обезвреживания сточных вод золотоизвле — катедьных фабрик.

В комплекс сооружений по очистке сточных вод входят, сборники (усредни­тели) производственных стоков; реагентное хозяйство со складами реагентов; установка для обезвреживания, включающая смесители реагента со сточной водой и камеру реакции; хвостовое хозяйство, обеспечивающее гидротранс­портирование и складирование хвостов (хвостохранилище), возврат очищен­ной воды в производство или сброс в водоем Размер частиц твердой фазы хвостовой пульпы 0,5-0,001 мм. Осаждение гру­бодисперсных частиц эффективно проходит в естественных условиях; осаж­дение тонкодисперсных частиц (шламы, тонкие глины) иногда бывает затруд­нено, при этом возникает необходимость в применении коагулянтов — извес­ти, полиакриламида и др.

Методы обезвреживания сточных вод основаны на переводе токсичных со­единений циана в нетоксичные (окисление активным хлором, перекисью во­дорода, озоном) и удалении токсичных веществ из реакционной среды.

При использовании для окисления цианидов активного хлора в щелочной среде (реагенты; жидкий хлор, хлорная известь, гипохлорит кальция или на­трия) процесс протекает в две стадии: вначале образуется хлорциан (C1CN), который затем в щелочной среде гидролизуется и окисляется избытком реа­гента:

CN +0Cr+H2O -> C1CN+20H"; (6.11)

2ClN+30Cr+20M’ -> N2+2C02+5C14H20. (6.12)

Необходимо поддерживать pH = 10,5-й 1,5 и иметь избыток реагента (оста­точная концентрация активного хлора 3-5 мг/дм ).

Хлор достаточно универсален и очищает сточные воды от большинства ток­сичных веществ (кроме ртути и ферроцианидов); степень очистки от мышьяка не превышает 70-80 %.

Основными недостатками этого метода являются: 1) необходимость дехло­рировать остаточный активный хлор; 2) образование и накопление хлоридов и сульфатов в оборотной воде.

Теоретический расход активного хлора Ха для обезвреживания сточных вод, содержащих простые и комплексные растворимые цианиды, составляет:

Ха = 2,1Ъ(А + С) + 3,18В, (6.13)

где А — концентрация простых цианидов; В — концентрация комплексных цианидов меди (в пересчете на циан); С—концентрация комплексных циани­дов цинка (в пересчете на циан).

Практически необходим избыток реагента, обусловленный хлороемкостыо сточной воды и в 1,5-3 раза превышающий теоретически необходимое коли­чество.

При отсутствии твердых хлоропродукгов для обезвреживания производствен­ных стоков возможно применение гипохлоритной пульпы (ГХП), приготовля­емой на месте из жидкого хлора и известкового молока.

Аппаратурная схема процесса обезвреживания цианистых стоков с исполь­зованием хлора показана на рис. 6.15.

Жидкий хлор из контейнера /, помещенного на весы 2, поступает в испари­тель 3. Последний представляет собой змеевик, находящийся в емкости, через которую пропускается горячая вода. Из испарителя перешедший в газообраз-

ное состояние хлор поступает в эжектор 4, куда из чана 5 с помощью цевтро — бежного насоса б 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 8 подается на обезвреживание.

Обезвреживаемая циан истая 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.

К перспективным методам окисления цианидов относится применение пе­рекиси водорода и озона, которые обладают высокой окислительной способ­ностью и не загрязняют очищаемую воду продуктами восстановления окис — литетеля; при этом отсутствует опасность выделения високотоксичного C1CN.

Очистка воды с применением, Нр, проста и не требует сложной аппаратуры:

(6.14)

(6.15)

<Ж + 2Н202 -> CNO” + Н20; CNO" + 2Нр С02 + NH3 + ОН".

Обезвреживание цианидов ведется при pH = 7*8 и температуре 20-30 °С. Катализаторами процесса служат сульфаты металлов (Са, Mg, Си и др.). Рас­ход Н202 зависит от концентрации цианидов. Теоретически для обезврежива­ния 1 части по массе CIST необходимо 1,3 части Н202.

Для полной очистки сточных водснебольшим содержанием цианидов (10 мг/ дм3) требуется 3-кратный по отношению к цианидам избыток Н202, а при по­вышении концентрации цианидов до 700 мг/дм3 необходим 10-кратный ее из­быток. При обработке пульпы этот избыток возрастает в 6-9 раз, так как реа­гент дополнительно расходуется на окисление сульфидов и других рудных ми­нералов. При применении воздушного барботирования увеличивается эффек­тивность процесса обезвреживания.

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

При применении озона токсичные компоненты производственных стоков вначале, окисляются до CNO~, который при избытке 03 превращается в карбо­наты и элементарный азот:

CN’+03 -> CNO’ + 02;

(6.16)

2CNO"+ ЗО, + 20H — -> 2C032′ + N2 + 302 + H20. (6.17)

Комплексные цианиды окисляются так же, как и простые металлы, содержа­щиеся в комплексе, выпадают в осадок в виде основных карбонатов или гид­роокисей. Теоретически для обезвреживания в растворе 1 части по массе CN" необходимо 1,84 части по массе озона; на практике расход значительно выше (3-4 части по массе). При обезвреживании пульпы расход озона увеличивает­ся во много раз. Обезвреживание озоном ведут при pH = 10*12. Катализатора­ми процесса служат ионы меди (0,2-0,3 мг/дм3), никеля (10-12 мг/дм3) и дру­гих металлов. При их присутствии снижается расход окислителя до 75 % тео­ретически необходимого количества.

Преимущества метода озонирования—легкость контроля процесса, возмож­ность полной его автоматизации, отсутствие необходимости приобретения и доставки реагентов (что имеет особое значение для отдаленных районов). Однако процесс энергоемок, а озонаторы сложны в обслуживании. Озон не обезвреживает мышьяк и гексацианоферраты.

Обезвреживание производственных сточных вод озоном примерно в 2 раза дороже по сравнению с очисткой их активным хлором.

Возможна также очистка сточных вод выдувкой циаиида, основанная на спо­собности HCN вытесняться из раствора любой кислотой (даже слабой уголь­ной) и улетучиваться из него при температуре +25,6 °С. Промышленные стоки подкисляют сериой кислотой или сернистым газом до pH = 2,8-3,5; цианис­тый водород выдувают воздухом, улавливают раствором щелочи и возвраща­ют в процесс. Эффективность выдувки достигает 80 % при повышении темпе­ратуры до +40 °С. Недостаток метода —необходимость доочистки сточных вод or роданидов, остатков цианида и других примесей.

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:

СК + 201-Г = CNO — — I — Н20 — I- 2е; (6.18)

Cu(CN)32~ + 80КГ = Cu(OH)2 + 3CNO" + 3H20 + 1е; (6.19)

CNS — + ЮОН — CNO" + S042′ + 5Н20 + Se. (6.20)

Ионы CNO частично гвдрализуются, а частично окисляются на аноде с об­разованием углекислоты и азота:

2CNO — + 40Н — — 2С02 + N2 + ЩО + 6е. (6.21)

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

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 pH 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 ПОДІСИСЛЄНИИ не разрушаются роданид—ионы и лишь частично разрушаются комплексные цианистые анионы тяжелых металлов. Поэтому рассматриваемый метод тре­бует дополнительной очистки стоков.

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 дня выполнения потерь растворов, обусловленных испарением, фильтрацией через ложе хвосгохранилшц, уноса с хвостами и т. п. Сложность решения проблемы водооборота связана с накоп­лением в оборотных растворах примесей (растворимых хлоридов, содей жес­ткости и др.), оказывающих сложное и дот конца не изученное влияние на технологические показатели цианирования. Вместе с тем, опыт ряда ЗИФ, применяющих водооборот, свидетельствуют о том, что в большинстве случа­ев эти трудности преодолимы.

Оставить комментарий