Очистка сточных вод от золота

Очистка сточных вод от золота на извлекательных фабриках

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.  
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 CN и CNS) может достигать 200—500, цинка 100—200, мышьяка 20—40, меди 40—50 мг/л. Поэтому, перед сбросом в хвостохранилище стоки обезвреживают.
 
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 .
 
На некоторых ЗИФ для обезвреживания сточных вод применяют сульфат закиси железа. Этот способ основан на (связывании) ионов CN в нетоксичный комплексный анион Fe(CN)6  или нерастворимый в воде простой цианид Fe(CN)2. Большим недостатком этого метода является невозможность полностью разрушить токсичные цианистые комплексы меди. Кроме того, образующийся ферроцианид Fe(CH)6 окисляется кислородом воздуха до феррицианида Fe(CN)³6 :
 
4Fe (CN)6 + О2 + 2Н2О = 4Fe (CN)³6 + 4ОН
 
который постепенно разлагается с образованием ядовитой синильной кислоты и ионов CN:
 
4Fe (CN)³6 + 12Н2О = 4Fe (ОН)3 + 12HCN + 12CN.
 
В силу недостатков этого метода в настоящее время его применяют ограниченно.
Значительно эффективнее метод обезвреживания сточных вод окислением цианистых соединений с помощью гипохлорита натрия NaOCl, гипохлорита кальция Са(ОСl)2 или хлорной извести СаОСl2. Простые и комплексные цианиды, а также роданид-ионы окисляются при этом до нетоксичных цианат-ионов CNO:
 
СN + OCl = CNO + Cl;
 
2Cu(CN)²3 + 7OСl + 2OН + Н2O = 6СNO + + 7Сl + 2Cu(OH)2; 
 
CNS + 4СlO + 2OH =CNO + SO4 2- + 4Сl + Н2O.
 
Образующийся цианат подвергают гидролизу:
 
CNO + 2Н2O = NH4 + СО²3
 
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) хлорциана ClCN:
 
CN + Cl2 = Сl + ClCN.
 
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:
 
Са(ОН)2 + Сl2 = СаОСl2 + Н2O.
 
Жидкий хлор из контейнера , помещенного на весы , поступает в испаритель . Последний представляет собой змеевик, находящийся в емкости, через которую пропускается горячая вода. Из испарителя перешедший в газообразное состояние хлор поступает в эжектор , куда из чана  с помощью центробежного насоса  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 , откуда дозаторами  подаете на обезвреживание.
 
Обезвреживаемая цианистая пульпа поступает в ящичный смеситель  и далее в цепочку из двух—трех последовательно соединенных чанов . 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 .
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 :
 
CN + 2OН = CNO + Н2O + 2е;
 
Cu(CN)²3 + 8OН  = Cu(OH)2 + 3CNO + ЗН2O + 7е;
 
CNS + 10ОН  = CNO + SO²4 + 5Н2O + 8е.
 
Ионы CNO- частично гидролизуют, а частично окисляются на аноде с образованием углекислоты и азота:
 
2CNO + 4OН = 2СO2 + N2 + 2Н2O + 6е.
 
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 Fe(OH)3. Хлопья гидроксида 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 сложении и дорог.
 
Очистка сточных вод золото извлекательных 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.
Вы читаете, статья на тему Очистка сточных вод от золота