氰化物的破坏方法和过程

氰化物的破坏方法和过程

解毒过程是通过稀释、去除或转化为毒性较小的化学形式(有时称为“破坏”或“降解”)来减少尾矿流和工艺溶液中有毒成分的浓度毒性氰化物物种)。其目的是生产一种符合限制或指导方针已确定符合项目的环境和/或冶金要求的。本节讨论排毒的方法可单独应用或作为工艺的组合(例如,与试剂和金属回收工艺),以实现解毒目标。cyanide_destruction_process

最重要的组成部分是氰化物物种和重金属离子,将在下面的章节中讨论。其他溶液组分和条件的控制(例如,硫酸盐,氯化物和硝酸盐浓度,pH值,电导率,浊度等)在特定情况下也可能是重要的;但是,这里不再进一步考虑它们控制的具体方法。

可用于氰化物的方法解毒可分为以下几类:

去除氰化物
——自然挥发
-吸附在矿物上氰化物排毒过程

氧化到较少毒性氰化物物种
——自然氧化
——铁络合
- - - - - -过氧化氢的过程
- - - - - -二氧化硫-Assisted Process.
- 碱性氯化过程
——生物氧化
——臭氧化

与毒性较小的Fe(II)的络合氰化物,具有作为不溶性复盐去除的潜力。

约翰·马斯登,伊恩·豪斯的《黄金提取的化学》

氧化氧化效果
修复过程 免费的氰化物 硫氰酸盐 填料金属络合物

(弱酸可分离的)

悲伤的金属络合物

(强酸可差

附近的进一步治疗
Cd /锌 铜/镍 Fe. 其他
生物氧化(细菌) 是的 是的 大多数 大多数 是的 是的
催化 是的 是的 是的 没有 一些 是的
Electro-Oxidation 大多数 是的 大多数 大多数 没有 没有 是的
Electro-Chlorination 是的 是的 是的 是的 没有 没有 是的
Alkaline-Chlorination 是的 是的 是的 是的 没有 没有 是的
氧气 是的 一些 一些 没有 没有 没有 是的
臭氧 是的 是的 是的 是的 没有 没有 是的
过氧化氢 是的 没有 是的 一些 一些 没有 是的
过氧化氢/铜 是的 没有 是的 是的 是的 没有 一些
过氧化氢/ Kastone 是的 没有 是的 是的 是的(ppt) 没有 一些
Caro的酸 是的 是的 是的 是的 是的 没有
二氧化硫(Conco) 是的 一些 是的 是的 是的(ppt) 大多数
直接光解 没有 没有 没有 一些 是的 一些 是的
Photolytic Ozonation 是的 是的 是的 是的 是的 是的 没有
光解的/氧化 是的 是的 是的 是的 是的 是的 没有
TiO2光催化分析 是的 是的 是的 是的 是的 是的 没有
Cyanide-Destruction-Methods-and-Process
Cyanide-Destruction-Process
Cyanide-Detox-Process-and-Method

用于氰化物破坏的水处理选择

溶液除氰解毒工艺的比较

氰化物去除和/或排毒处理方法 CN-HCN. 锌和氰化镉 铜和氰化镍 铁(II) CN 视交叉上核- - - - - - 产品 需要进一步治疗表示“状态”
金属 CN- - - - - - 金属 CN- - - - - -
自然 Y 部分 部分 N N N 部分 轻轻倒出解决方案 可能
FE络合 Y Y Y 部分 部分 N N 轻轻倒出解决方案 可能
过氧化氢 Y Y Y 部分 部分 部分沉淀 N 治疗的污水 可能
SO2 Y Y Y Y Y 部分沉淀物 部分 治疗的污水 可能
这有点难度 Y Y Y Y Y N Y 治疗的污水 可能
生物 Y Y Y Y Y 部分 Y 治疗的污水 N
O3 Y Y Y Y Y N Y 治疗的污水 可能
AVR(酸化,挥发和

reneutralization)

Y Y Y Y Y Y 部分 处理的流出物或再循环溶液 Y
离子交换 Au, CN为络合物 Y Y Y Y Y Y 可能的 回收解决方案 N
CuCN-treated树脂 Y Y Y Y Y Y 可能的 回收解决方案 Y

细粒度的 Y Y Y Y Y 部分 吗? 治疗的污水 N
Y Y Y Y Y Y 吗? 治疗的污水 可能
电解

CN复苏 大多数 Y 大多数 Y 大多数 N Y 治疗的污水 N
CN的破坏 N Y N Y N N N 治疗的污水 可能
浮选(离子沉淀) 部分 部分 部分 Y Y Y 吗? 治疗的污水 可能

自然衰减

氰化物的自然降解是公认的,历史上一直是首选的方法。在澳大利亚这样的气候中,高温会加剧氰化物的降解,这是一个合适的策略。
不利的一面是对环境的负面影响,特别是鸟类、鱼类或本地动物,如袋鼠和鸸鹋。氰化物水渗入地下水导致当局坚持修建衬里的尾矿坝(也有排毒功能的Boddington)。
展望未来,由于当地的环境问题,这不太可能成为首选的方法。

碱性氯化

碱性氯化是氰化物废物处理的最古老的化学过程。如今,它主要用于电镀行业,因为由于该过程的环境并发症,它最近已经失控。在碱性氯化中,次氯酸盐离子将氰化物氧化以根据以下反应形成CO 2和N 2气体:
CN- + H + + CLO-→CNCL + OH-(1)
CNCl + 2OH-→CNO- + Cl- + H2O (2)
2clo - + H2O→2CO2(g) + N2(g) + 3Cl- + 2OH- (3)
所有这些反应都与pH有关,在反应(1)和(2)中pH必须大于10。反应(3)的最适pH为8.5。氧化破坏游离氰化物和氰化物配合物,但铁氰化物配合物除外。这种方法的一个主要缺点是有形成氯化有机物的潜力。有些产品(例如氰(CN)2)的危害和毒性甚至比氰化物本身更大。这是Henty金矿的一个问题,导致他们转向INCO流程。

INCO SO2 /空气

加拿大国际镍业公司开发了一种特殊的氰化物销毁工艺,在世界各地被用来对氰化物厂的尾矿进行解毒。
SO2 / AIR过程不再是专有技术,并且在使用之前不再需要许可证。它使用搅拌罐(SO2)(在液体中,作为Metabisulfsulfite或气体形式)加入空气,以在含有任何类型的总尾矿中保留的氰化物,以及从蓄水区再循环的水。还必须存在非常少量的可溶性铜作为催化剂。该过程提供连续的单级操作。尽管是一个简单的过程,所测试的每种氰化物尾矿都有不同的优化。
作为一种故障安全操作,尾矿通常使用两个储罐分批处理,其中一个储罐中的尾矿只有在测量确定没有氰化物存在后才被泵入尾部。
氧化剂由空气或液态或液体形式的空气或液氧组成。其他试剂通常包括CuSO和Lime或NaOH用于pH控制。通过空气喷射和试剂的氧气使用良好的混合器分散在流出物中。保留时间是可变的,取决于要治疗的溶液的组成,但通常为20分钟至2小时。
如表1所述的反应,反应,需要约2.46克所以每克紫氰化物。处理后,氰化物水平降至0.1ppm(0.00001%)和0.5ppm之间。该过程不会产生任何有毒的中间体。
WAD实验室氰化物分析装置用于监控该过程。
INCO过程是稳健的,在整个金产业中广泛使用。

过氧化氢

双氧水处理过程的化学性质与INCO过程相似,但双氧水是利用的,而不是二氧化硫和空气。
在这个过程中,还需要可溶性铜作为催化剂,反应的最终产物是氰酸盐。
H2o2 + cn -→ocn - + h2o
过氧化氢工艺的主要应用是溶液而不是浆液,因为在浆液应用中过氧化氢消耗高。该工艺通常用于处理相对较低水平的氰化物,以达到可能适合排放的氰化物水平。双氧水工艺对游离氰化物和WAD氰化物的氧化处理是有效的,铁氰化物通过沉淀不溶的铜-铁-氰化物络合物被除去。
该工艺中理论上的H2O2用量为每克氧化CN- 1.31克H2O2,但实际上实际用量约为每克氧化CN- 2.0 ~ 8.0克H2O2。在该工艺中使用的H2O2通常是一种强度为50%的液体。该反应通常在pH值约为9.0至9.5的条件下进行,以最佳地去除氰化物和金属,如铜、镍和锌。然而,如果氰化铁也必须去除到较低水平,则pH值会有所降低,以增加铜-铁氰化物的沉淀,但代价是降低铜、镍和锌的去除效率。如上所述,需要铜(Cu2+)作为可溶催化剂,通常以硫酸铜(CuSO4-5H2O)溶液的形式加入,以提供约为初始WAD氰化物浓度的10%至20%的铜浓度。
这一过程能够达到低水平的氰化物和金属。用此工艺处理的溶液可能具有适当的质量,以允许其排放。过氧化氢的成本很高。

硫酸亚铁

游离的、WAD和总氰化物都会与亚铁反应生成各种可溶性和不可溶性化合物,主要是氰化铁酸(III) (Fe(CN)3-)、普鲁士蓝(Fe[Fe(CN)])和其他不可溶性金属-铁氰化物(MFe(CN)6)化合物,如与铜或锌的化合物(Adams, 1992)。
Fe2+ + 6CN- +¼O2 + H+→Fe(CN)63- +½H2O
4价+ + 3 Fe (CN) 63 - +¼O2 + H +→铁(Fe (CN) 6) +½H2O
铁 - 氰化物沉淀工艺的适用性受到限制,其沉淀反应可以控制,并且可以分离沉淀的固体并适当地设置。这个过程已经失望了。该方法在约5.0至6.0的pH下进行最佳地进行,并加入铁作为硫酸亚铁(FeSO 4-7H 2 O),其硫酸氢盐的使用范围为每摩尔CN的约0.5至5.0摩尔Fe-取决于所需的治疗水平。

Caro的酸

过氧单硫酸(H2SO),也被称为卡罗酸,是最近开发的氰化物处理工艺中使用的一种试剂,已在一些地点得到应用。
H2so + cn -→ocn - + so42 - + 2h +
在该方法中使用的Caro的酸必须在现场使用硫酸和过氧化氢生产,因为Caro的酸相当快地分解。Caro的酸用于浆料处理应用,其中不希望加入铜催化剂,这通常仅在二氧化硫和空气过程不适合的情况下。在溶液应用中,其他破坏过程,例如过氧化氢方法,是Caro的酸过程。
H2SO在该方法中的理论使用是每克氰化物4.39克H2SO5,但实际上需要5.0至15.0克/克氰化克化的H2SO5。在反应中产生的酸通常用石灰中和。

臭氧化

采用臭氧对含氰废水进行了处理。
臭氧氧化的优点包括:
对所有自由和复合的氰化物单独或与UV光相结合非常有效
不受这些氯化有机物或氨的产品的任何不合需要的
不要求在现场购买、储存或处理危险化学品
臭氧是用臭氧发生器在现场从空气中产生的
与臭氧的反应不需要高温或高压
臭氧在碱性溶液中具有+1.24 V的电极电位,是已知的最强大的氧化剂之一。
用臭氧氧化是一种类似于碱性氯化的两步反应。氰化物被氧化成氰酸酯,通过以下等式减少到氧气的臭氧:
Cn - + o→cno - + o2
然后氰酸盐在过量臭氧的存在下被水解为碳酸氢盐和氮,并在以下反应中被氧化:
2cno - + 3o3 + h2o→2hco3 - + n2 + 3o2
在反应器系统中完全氰化物氧化的反应时间是快速的,典型的保留时间为10 ~ 30分钟。第二阶段的反应比第一阶段的反应慢得多。该反应通常在pH值为10-12的条件下进行,反应速率相对恒定。要完成第一次反应,每克CN-需要1.8 - 2.0克臭氧。
镉、铜、镍、锌和银的金属氰化物很容易被臭氧破坏。铜和镍的存在对第一阶段反应有显著的催化作用,但会降低第二阶段反应(氰酸盐氧化)的速率。

电解氧化

电化学氧化是在阳极上破坏氰化物离子,从阴极上收集重金属的一种替代方法。电化学氧化法可以处理游离氰化物、氰化物络合物和浓氰化物溶液。
首先,氰化物和氰化物配合物被氧化在阳极上形成氰酸盐离子。然后这些离子被分解成二氧化碳和氮气。离解的金属阳离子在阴极上被还原。

生物降解

氰化物由植物,真菌和细菌在环境中产生。因此,许多微生物及其酶具有将氰化物和金属氰化物络合物(也稳定的铁氰化物配合物)降解到氨,甲酸和甲酰胺的毒性浓度较小的毒性复合物中。微生物可以利用这些化合物作为其自身生长的氮气和碳源。芦苇床在使用氰化物和占用重金属特别有效。在芬兰氰化物溶液中用于灌溉在氰化物上蓬勃发展的松树。

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