Области применения активированных углей

1. Извлечение золота из растворов кучного выщелачивания. Растворы бедны по золоту, содержат много примесей. Уголь как правило сжигается, получается золотой осадок.

2. Извлечение золота и серебра из растворов по переработке Pb-Zn руд обогатительных фабрик;

3. Извлечение золота, серебра из растворов хвостохранилищ ЗИФ;

4. Использование активированных углей для извлечения золота и серебра из технологии сорбционного выщелачивания “уголь в пульпе”.

Для шламистых руд используют с осторожностью из-за возможности забивания пор сорбента .

Технология аналогичнa технологии сорбционного выщелачивания с использованием ионитов:

-предварительное выщелачивание;

-сорбционное выщелачивание (4-5 колонн);

- регенерация.

Регенерация насыщенных углей ведется по схеме, включающей:

- oбработку раствором :

0,1-0,2% NaCN и 1-2% NaOH

a) t=20⁰С Т= 5  3 суток;

b) t=130⁰C (в автоклаве) Т=10  12 ч.

[Au(CN)₂]^-  на выделение золота

- рециркуляция угля.

CaCO₃ , смоляные вещества, масла, примеси удаляют раствором HCl и прокалкой без доступа воздуха в трубчатой вращающейся печи. Получают регенерированный уголь. Из цианистого раствора золото выделяют электролизом. Применяют электролизеры цилиндрической формы с катодом из стальной ваты.

Полученный катодный осадок Fe-Au(Ag) подвергается переплавке с добавкой окислителя (селитра) и образованием шлака (сода и бура). Получают сплав золота пробы 900 и выше.

Недостаток технологии: высокие потери угля.

Обезвреживание сточных вод зиф

Для переработки 1 т руды на фабриках расходуется:

- 0,2 – 1,5 кг/т NaCN;

- 0,5 – 1,3 кг/т каустической соды;

- 0,3 – 0,9 кг/т H₂SO₄;

- 0,2 – 0,5 кг/т Thio;

- 3,0 – 9,0 кг/т извести, ртути и другие реагенты.

Поэтому сточные воды фабрик содержат токсичные элементы, основным из которых является CN^—, а также CNS^—, Hg, As и некоторые др. Поэтому продукты обработки, выбрасываемых в отвал (хвосты сорбционного выщелачивания, обеззолоченные растворы после цементации золота, кеки фильтрации пульп цианирования и др.) должны быть обезврежены до ПДК.

Содержание токсичных веществ в продуктах и ПДК на них могут колебаться в следующих пределах. Таблица

Для рыбно – хозяйственных нужд (1)

Для хозяйственных нужд (2)

	C ж.ф , мг/л	ПДК, мг/л
CN— CNS— Cl— (акт.) As Pb Fe Cu Thio Hg	32-570 13-420 100-500 0,1-4,0 0,5-200 0,01-6,0 0,1-6,0 0,1-0,5	0,1-0,05 0,1-0 0-0 0,05-0,01 0,1-0,1 0,5-0,25 1,0-0,1 0,03-0 0,015-0,001

Цианид может находится в следующих соединениях:

1.Простые растворимые токсичные соединения NaCN, KCN, HCN

2.Комплексные растворимые токсичные соединения:

[Cu(CN)₃]^2— , [Zn(CN)₄]^2—

3. Растворимые нетоксичные соединения:

[Fe(CN)₆]^4— и [Fe(CN)₆]^3—

Эти соединения в кислой среде, например под действием желудочного сока разлагается на:FeCl₃, NaCN, HCN- токсичные соединения.

4. нерастворимые нетоксичные простые цианиды Cu(CN)₂ и Fe(CN)₂

в кислой среде также разлагаются с образованием токсичных соединений.

5. комплексное нерастворимое соединение Fe₄[Fe(CN)₆]₃.

Ион [Fe(CN)₆]^4- под действием О₂ в водной среде переходит в [Fe(CN)₆]^3- + OH^-. Далее ион гидрализует :

[Fe(CN)₆]^3- + Н₂О Fe(OH)₃ + HCN

Роданиды могут находиться в форме:

- NaCNS;

- комплексных соединений.

Методы обезвреживания

1. Hейтрализация цианистых растворов с отгонкой образующихся HCN и последующим улавливанием ее щелочным раствором.

Исходная пульпа (рН=10  11) подкисляется H₂SO₄ до рН=2,5  2,8.

При этом под действием H₂SO₄ происходит разложение простых и некоторых комплексных соединений.

NaCN + H₂SO₄ = HCN  + Na₂SO₄

[Zn(CN)₄]^2- + H₂SO₄ HCN +ZnSO₄

НСN удаляется в газовую фазу, улавливается NaOH , происходит регенерация NaCN (достоинство метода).

Недостатки: не регенерируется значительная часть комплексных соединений, поэтому очистки до ПДК не происходит.

2. Oбработка цианистой пульпы сульфатом Fe(II) (солью Мора).

Преследуется цель: связать простые растворимые токсичные соединения в

нетоксичные растворимые или нерастворимые соединения: Fe(CN)₆]^3- , [Fe(CN)₆]^4- , Fe(CN)₂.

Недостатки:

- очистки до ПДК нет ;

- не разрушаются CNS^– ;

- возможен переход нетоксичных соединений снова в токсичные.

3. Oкислительные методы;

Суть их основана на обработке цианистой пульпы окислителями, которые окисляют все группы цианистых соединений и роданидов, разрушают при этом CN^– , переводя его в безвредные CO₃^2- , NH₄⁺ или N₂.

Очистка этими методами ведется до ПДК.

Действующим методом в этой группе является:

a) Xлорный метод;

В качестве окислителя используют NaClO, Ca(ClO)₂, CaOCl₂ или Cl₂.

CN^- + ClO^- = CNO^- + Cl^- ;

^{хлорат- цианат-}

^{ион ион}

CNO^- +2H₂O = CO₃^2- + NH₄⁺;

CNS^- +4ClO + 2OH^- = CNO^- + 4Cl^- + SO₄^2- + H₂O;

[Cu(CN)₃]^2 + 7ClO^ + 2OH^ + H₂O = 2Cu(OH)₂ + 6CNO^ + 7Cl^.

Обезвреживание с помощью жидкого хлора ведется по следующей схеме:

Достоинства: очистка до ПДК.

Недостатки:

- использование токсичного хлор-газа;

- дорогой метод ;

- образование ионов хлора, что приводит к “засаливанию” воды.

б) Метод озонирования

Считается перспективным.

В качестве окислителя используется озон : О₃=О₂ + О

Он образуется при воздействии электрического разряда на воздух (или кислород):

CN^ + O = CNO^

CNO^ + H₂O = CO₃^2 + NH₄⁺ и т.д.

Очистка ведется до ПДК, но не нужны ни какие дополнительные реагенты и не образуется побочных продуктов.

Недостаток: высокая стоимость электроэнергии необходимой для получения озона.

в) Анодное окисление

Заключается в пропускании раствора через электролизер с нерастворимыми анодами и катодами. Метод применяют для пульп с высокой концентрацией CN^.

На аноде:

CN^ + 2OH^ = CNO^+ 2H₂O +2e;

[Cu(CN)₃]^2 + 8OH^ = Cu(OH)₂ + 3CNO^ + 3H₂O ^ +7e;

CNS^ + 10OH^ = CNO^ + SO₄^2 + 5H₂O +8e

2CNO^ + 4OH^ = 2CO₂ + N₂ + 2H₂O +6e

Недостатки: высокий расход электроэнергии.

Известны и другие методы (сорбции на анионитах, экстракция ), не вышедшие из стадии лабораторных исследований.

Очистка от As

И

гидролиз

спользуют метод очистки, основанный на высокой сорбционной способности гидроксидов Fe(OH)₃ по отношению ко многим соединениям As, Se,Te. Если на фабрике используют хлорный метод очистки, то в хвостах содержится некоторое количество ClO^ в виде гиппохлорита. Для его нейтрализации вводят FeSO₄.

ClO^ + FeSO₄ Fe₂ (SO ₄)₃ Fe(OH)₃,

который является эффективным сорбентом As.

Очистка идет до ПДК.

Очистка от Hg

Метод основан на малой растворимости в водных средах сульфида Hg (HgS). Для образования этого соединения вводят сульфид Na:

Na₂S + HgCl₂ = HgS + 2NaCl (Пр=10^50)

Очистка идет до ПДК.

!!! Oбезвреживаниe сточных вод является обязательным, но неокончательным решением вопросов охраны окружающей среды.

С целью обеспечения более экологически чистой обстановки на фабриках рекомендуют использовать оборотное водоснабжение.

₄ + FeCl₂ + Na₂SO₄