Видалення ціаніду з водних потоків

Реферат: Винахід належить до способу вилучення ціаніду і виконується шляхом контакту водного потоку, що містить ціанід, з активованим вугілля, за умов, в яких Eh водного потоку має значення від 0 до 300 мВ і насичення киснем. UA 101635 C2 (12) UA 101635 C2 UA 101635 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Рівень техніки Винахід належить до видалення ціаніду з водних потоків і до вилучення цінних металів з водних потоків. Операції по видобутку корисних копалин, зокрема, операції по видобутку золота, використовують ціанід в етапах вилуговування для вилучення золота і інших дорогоцінних металів з руди. Частина розчину для вилуговування викидається як осадовий шлам. Вмістним усередині шламу є ціанід у вигляді іонів ціаніду і ціанід, здатний до дисоціації в слабких кислотах (СКД ціанід), який є надзвичайно токсичним і має бути розкладений до того, як шлам може бути утилізований у вигляді водного потоку відходів. Згідно міжнародним правилам по ціанідах, Концентрації СКД (з розрахунку СКД ціанід плюс вільний ціанід) в потоках відходів повинні складати менше ніж 50 част./млн. Є багато способів у відомому рівні техніка, які можуть бути використані для видалення ціаніду з водних потоків, проте ці способи виробляють інші токсичні речовини, з якими потім необхідно буде мати справу і/або які є дорогими для експлуатації. Завданням цього винаходу є забезпечити досконаліший і економічніший спосіб для видалення ціаніду і вилучення цінних металів з водних потоків. Короткий опис Цей винахід належить до способу видалення ціаніду обробкою водного потоку, що містить ціанід, як правило, хвостового потоку з видобутку корисних викопних вилуговуванням з використовуванням активованого вугілля (CIL-carbon in leach), в якому водний потік, що містить ціанід, контактує з вуглецем за умов, в яких Eh (потенціал відновлення кисню (ПВК), вимірюваний в мВ) водного потоку має значення 0 або вище, для видалення ціаніду з потоку, зокрема СКД ціаніду, з потоку. Eh може бути від 0-500, як правило від 0-300, переважно від 0 – 200 мВ. Вуглець знаходиться переважно у дисперсній формі, наприклад активоване вугілля, вироблене з шкаралупи кокосового горіха, який має розмір часток 2-3 мм. Вуглець додають в кількості 5-100 г/л, як правило, 10-60 г/л, переважно 20-60 г/л потоку, що містить ціанід. Переважно, pH водного потоку забуферений до 7–9. Забуфурювання переважно здійснюють протягом 0.5–1.5 години, як правило, приблизно 1 години. Eh потоку, що містить ціанід, може регулюватися шляхом пропускання потоку, що містить ціанід через пристрій насичення киснем в багатократних проходах, перед або після додавання ціаніду до потоку. Пристрій насичення киснем, як правило, функціонує при тиску від вище за 1 бар до приблизно 10 бар, як правило, приблизно 2.5 бар. Кисень переважно вводять в пристрій насичення киснем у формі бульбашок, бульбашки переважно мають розмір від 1 мікрона до 1000 мікрон, переважні 1-500 мікрон, як правило, в середньому 100 мікрон. Переважно, пристрій насичення киснем забезпечує велике зусилля зрушення потоку. Переважно, лінійний тиск кисню в точці введення кисню вищий за тиск пристрою насичення киснем, як правило, при тиску приблизно 10 бар. Витрата кисню пристрою насичення киснем може бути від 0.25 кг/т до 200 кг/т рідини. Переважно, водний потік рециркулюють через пристрій насичення киснем в 2 або більше проходах, як правило, від 2 до 300, переважно 2-200, переважніше 2-50, переважніше 2-10, найпереважніше 2- 5 проходах. У першому варіанті здійснення способу винаходу хвостовий потік з видобутку корисних копалин вилуговуванням з використовуванням активованого вугілля (CIL), що містить ціанід: обробляють для регулювання Eh (потенціал відновлення кисню (ПВК), вимірюваний в мВ) до 0 або вище, переважно від 0-500, переважніше від 0-300, переважно від 0–200 мВ; і приводять в контакт з вуглецем для видалення ціаніду, зокрема СКД ціаніду, з потоку. Вуглець знаходиться переважно у дисперсній формі, наприклад активоване вугілля, вироблене з шкаралупи кокосового горіха, який має розмір часток 2-3 мм. Вуглець додають в кількості 5-100 г/л, як правило 10-60 г/л, переважно 20-60 г/л потоку, що містить ціанід. Переважно, pH водного потоку забуферений до 7–9. Переважно, обробка для регулювання Eh виробляється пристроєм насичення киснем як описано вище. Потік може бути пропущений через пристрій насичення киснем у від 2 до 300, як правило, 2200, переважно 2-50, переважніше 2-10, переважніше 2-5, найпереважніше 2.5 проходах. Переважно, контакт з вуглецем здійснюється в резервуарі, окремому від пристрою 1 UA 101635 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 насичення киснем. Резервуар, як правило, сполучений з атмосферою. Видалення ціаніду переважно здійснюється в багатократних стадіях. У другому варіанті здійснення способу винаходу водний потік, що містить цінні метали: обробляють на перед-окислювальній стадії; і піддають способу CIL; де перед-окислювальна стадія проводиться за умов для забезпечення Eh (потенціал відновлення кисню (ПВК), вимірюваний в мВ) водного потоку в способі CIL 0 або вище, переважно від 0-500, переважніше від 0-300, найпереважніше від 0–200 мВ. Переважно, обробка для регулювання Eh здійснюється пристроєм насичення киснем як описано вище. Потік може бути пропущений через пристрій насичення киснем у від 2 до 300, як правило 2200, переважно 2-50, переважніше 5-15, найпереважніше 10 проходах. Перед-окислювальна стадія переважно здійснюється при pH 9-10. У третьому варіанті здійснення способу винаходу водний потік, що містить цінні метали: обробляють посиленим вилуговуванням, в якому 0.1–20 кг/т (відповідно до вимог) ціаніду додають до потоку в пристрої насичення киснем як описано вище. Потік може бути пропущений через пристрій насичення киснем у від 2 до 300, як правило, 2200, переважно 2-50, переважніше 5-10, найпереважніше 5 проходах. Переважно, Eh потоку в пристрої насичення киснем складає більш ніж 0. Переважний інтегрований спосіб згідно винаходу для вилуговування водного потоку, що містить цінні метали, описаний нижче: 1) піддають потік необов’язковій першій перед-окислювальній стадії як описано в другому варіанті здійснення винаходу; 2) піддають потік необов’язковій стадії посиленого вилуговування як описано в третьому варіанті здійснення винаходу; 3) піддають потік CIL і; 4) піддають хвостовий потік з CIL стадії видалення ціаніду (як описано в першому варіанті здійснення), шляхом контакту потоку з вуглецевим каталізатором для видалення ціаніду, особливо СКД ціаніду, з потоку, в якому Eh потоку відрегульовано до 0 або вище, переважно від 0-500, переважніше від 0-300, найпереважніше від 0–200 мВ. Опис варіантів здійснення Цей винахід належить до способу видалення ціаніду у формі вільного ціаніду (іони ціаніду тобто CN-) і ціаніду, здатного до дисоціації в слабких кислотах (СКД) з водного потоку. СКД є ціанідом, утворюючим комплекс з металами, такими як Cu. Спосіб знаходить специфічне застосування у видаленні ціаніду з хвостового потоку з видобутку корисних копалин вилуговуванням з використовуванням активованого вугілля (CIL). Спосіб винаходу виконується шляхом контакту водного потоку, що містить ціанід, з вуглецем за умов, в яких Eh (потенціал відновлення кисню (ПВК), вимірюваний в мВ) водного потоку складає 0 або вище. Eh може бути від 0- 500, як правило, від 0-300, переважно від 0–200 мВ. Вуглець знаходиться переважно у дисперсній формі, наприклад, активоване вугілля, отримане з шкаралупи кокосового горіха, який має розмір часток 2-3 мм. Вуглецевий каталізатор додають в кількості 5-100 г/л, як правило, 10-60 г/л, переважно 20-60 г/л потоку, що містить ціанід. Переважно pH розчину забуферений до 7–9. Відповідно до дійсного винаходу, бажаний Eh (вище 0) потоку, що містить ціанід, регулюється, у разі потреби, підгонкою pH до 7-9, і прокачуванням потоку через статичний пристрій насичення киснем з великим зусиллям зрушення, який включений в комплекс обладнання, одночасно з рециркулюванням потоку в резервуарі або будь-якій іншій судині, включаючи трубні колони. Потік прокачаний через пристрій насичення киснем, створюючи шламовий зворотний тиск від 1 бар до 10 бар, як правило, приблизно 2.5 бар. Зворотний тиск пристрою вимірюється манометром. Кисень вводять в пристрій за допомогою відповідно відкаліброваного витратоміру. Лінійний тиск кисню в точці введення має бути вище за зворотний тиск пристрою насичення киснем, переважно приблизно 10 бар, щоб здолати шламовий зворотний тиск пристрою і досягти бажаних швидкостей потоку кисню. Неповоротні клапани мають бути встановлені на кисневих трубопроводах для того, щоб запобігти попаданню шламу в кисневу систему. Кількість проходів через пристрій насичення киснем може коливатися від 2 або більше до 300 проходів. Розмір бульбашки, вироблюваної в пристрої насичення киснем може коливатися від 1 мікрона до 1000 мікрон, переважні 1-500 мікрон, як правило, в середньому 100 мікрон. Потік має бути прокачаний із швидкістю 5-20 м/с, як правило, приблизно 10 м/с, через пристрій насичення киснем, щоб створити зусилля зрушення в межах вузла. Зворотний тиск пристрою 2 UA 101635 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 може бути на рівні від вище за 1 бар до приблизно 10 бар. Пристрій використовує установку з прозорими пористими середовищами (такими як ПТФЕ фрітта) або пристрій вентурі з щілинною або пластинчастою форсункою для введення крихітних кисневих бульбашок в шлам. Субсеквентна система камери високого тиску викликає швидке розширення і стискування цих бульбашок (кавітація), яке допомагає в розрідженні кисню. Конструкція пристрою перешкоджає, і підтримуваний тиск (приблизно 2.5 бар, але може варіюватися від вище за 1 бар до приблизно 10 бар ) також сприяє розрідженню кисню. Витрата кисню може коливатися від 20 кг/т до 200 кг/т. Пристрій насичення киснем як описано вище і метод, за допомогою якого ним керують, в змозі підвищити Eh (потенціал відновлення кисню (ПВК), який вимірюється у вольтах) водного потоку досить високого рівня, щоб окислювати вільний і СКД ціанід до іона ціанату (CNO-). Іон ціанату розпадається протягом довгого часу на аміак і вуглекислий газ. Що стосується механізму вуглецевого каталізу те вважається, що активоване вугілля адсорбує і вільний і СКД ціанід, сприяючи окисленню іона ціаніду киснем. Тоді продукти реакції (ціанат і іони металу) випускають назад в розчин. Хоча у вище описаному способі насичення киснем здійснюється у присутності вуглецевого каталізатора, можливо провести насичення киснем використовуючи пристрій і спосіб, описаний вище до введення каталізатора, з подальшим введенням каталізатора в потік, і досягти бажаного видалення ціаніду. Також можливо регулювати Eh водного потоку до бажаних рівнів іншими шляхами. Наприклад, це може бути досягнуто шляхом додавання кислоти і/або CuSO 4 в розчин. Ці реактиви можуть також бути використані у поєднанні з пристроєм насичення киснем, як описано вище. Проте, цей спосіб/и не настільки ж рентабельний/ні як дійсний винахід, оскільки вони вимагають використання додаткових реактивів і можуть також виробити інші токсичні речовини в потоці. Порівняльні приклади 1, 2 і 3 показують результати тестів, що проводяться на CIL зразках із золотовидобувного заводу, де зразки піддані дії пристрою насичення киснем як описано вище в багатократних проходах і оброблені різними кількостями активованого вугілля. У прикладах 1, 2 і 3, багатократні проходи (до 80) і до 50 г/л вуглецю були не в змозі зменшити СКД CN до прийнятного рівня нижче 50 част./млн. У прикладах 2 і 3 зразки були забуферені до pH 9 і 8 відповідно і навіть це і багатократні проходи (до 30) і до 50 г/л вуглецю були не в змозі зменшити СКД CN до прийнятного рівня нижче 50 част./млн. Проте, в прикладі 4, де Eh має значення більш ніж 0, рівень СКД CN був успішно зменшений до менше 50 част./млн., коли був оброблений 50 г/л, незалежно від кількості проходів. У прикладі 5, залишок з прикладу 4 був підданий способу при Eh більш ніж 0, і СКД CN був успішно зменшений до менш ніж 1 част./млн. У прикладі 6, залишок з прикладу 5 був підданий способу при Eh більш ніж 0, і СКД CN був послідовно зменшений до менш ніж 1 част./млн. Це показує вигоду, яка може бути отримана багатократними стадіями. Приклад 7 показує спосіб, який виконаний з додаванням CuS04. Лише тоді, коли Eh має значення більш ніж 0, рівень СКД CN був успішно зменшений до менше 50 част./млн., коли оброблений 50 г/л вуглецю. Приклад 9 показує вилучення золота, яке може бути отримане з потоку матеріалу CIL, що поступає, з видобутку корисних копалин, який обробляли способом дійсного винаходу. Вищезазначений спосіб може бути використаний в інтегрованому способі для вилуговування водного потоку, що містить цінні метали (як правило, дорогоцінні метали), такого як потік матеріалу, що поступає, у видобутку корисних копалин вилуговуванням з використовуванням активованого вугілля (CIL). Відносно фігури, на першій (необов’язковій) перед-окислювальній стадії 10 потік матеріалу, що подається, 12 що містить дорогоцінні метали пропускають через пристрій насичення киснем як описано вище в багатократних проходах (від 2 до 300, як правило 2-200, переважно 2-50, переважніше 5-10, найпереважніше 5) в перед-окислювальному етапі. Мінерали FeS поглинають ціанід до різних рівнів залежно від їх реактивності. Реактивність збільшується в наступному порядку: арсенопірит