Обезвреживание цианистых стоков золотоизвлекательных фабрик методом хлорирования

 Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

Ачинский филиал

Металлургия цветных металлов

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

«Обезвреживание цианистых  стоков золотоизвлекательных фабрик методом  хлорирования»

 

 

 

 

 

 

 

Студент,                Фа 10-07        _________                А.С.Прокопьева

                                    номер группы        подпись, дата                        инициалы, фамилия

    Руководитель                                  _________               Г.А. Соркинова.

                                                                   подпись, дата                         инициалы, фамилия

 

 

 

 

 

 

Ачинск 2013

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………….……..3

2.Общая часть………………………………………………………..………..…..4

2.2. Технологическая схема переработки  золотосодержащего сырья……....…7

2.3. Общая характеристика упорных  руд и концентратов………………..…….9

3. Обезвреживание цианистых сточных вод………………………….….…….11

3.1. Состав сточных вод……………………………………………………..…..11

3.2. Методы обработки цианистых  стоков золотоизвлекательных фабрик….12

4. Обезвреживание цианистых стоков золотоизвлекательных фабрик методом хлорирования…………………………………………………………….………13

5. Экологические проблемы  и пути их решения………………………………16

6. Расчетное задание……………………………………………………………..18

7. Заключение…………………………………………………………………….

8. Список литературных источников…………………………………………..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Золото – драгоценный металл, атомный номер 79, атомная масса 

196,9665. Цвет  ярко-жёлтый до светло-жёлтого.  Блеск металлический, усиливающийся  с примесью серебра. Твёрдость  составляет 2-3 по шкале Мооса.  Ковкий, его плотность составляет 19,32 г/см³, t_пл 1064,40 ⁰C. Химически весьма инертен, на воздухе не изменяется даже при нагревании. Золото обычно используется в виде сплавов с другими металлами. При сохранении основных свойств золота сплавы обладают большей твердостью и прочностью и позволяют его экономить. Из сплавов золота с платиной делают химически стойкую аппаратуру; из сплавов с платиной и серебром - электрические контакты для приборов ответственного назначения. Золото и его сплавы используют также для золочения, изготовления ювелирных изделий и зубных протезов. Содержание этого драгоценного металла в ювелирных изделиях, монетах, медалях выражают пробой. Благодаря своим уникальным свойствам, таким как однородность, делимость, портативность (большая стоимость при небольшом объеме и массе), на протяжении длительных исторических периодов золото выполняло роль всеобщего эквивалента, т.е. денег. В 1976 году Международным валютным фондом была закреплена новая валютная система, и металл утратил свою денежную функцию. Начался процесс демонетизации золота. Однако, несмотря на то, что в настоящее время ни в одной стране не обращаются золотые монеты, золото продолжает оставаться страховым фондом для приобретения резервных валют.

Целью данной  курсовой работы является обезвреживание цианистых стоков золотоизвлекательных фабрик методом хлорирования.

 

 

 

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

 

2.1. Характеристика золотосодержащего сырья.

Золотосодержащие  руды по вещественному составу характеризуются  большим разнообразием. В некоторых  рудах более 90% по массе составляет кварц, в других наряду с кварцем  преобладающими минералами являются оксиды железа(до 29%), карбонаты ( до 20 – 30%), барит (до 50 – 60%), турмалин (до 50%). Содержание сульфидов ( в основном FeS₂, Fe_nS_n+1) колеблется от 0 до 80%. В различных количествах в рудах присутствуют и многие другие минералы, а также вмещающие породы ( граниты, диориты, сланцы и др.). Руды значительно различаются также по гранулометрическому составу золота и ассоциации его с другими минералами.

В технологическом  отношении важнейшими признаками,

определяющими характер золотосодержащих руд, является:

- наличие  в рудах наряду с золотом  других полезных компонентов, 

имеющих промышленное содержание;

- содержание  в рудах окисленных минералов  по сравнению с

сульфидными, т.е. степень окисления руд;

- наличие  в рудах компонентов, существенно  осложняющих 

технологию  переработки;

- характер  золота в рудах, в первую  очередь крупность частиц.

По содержанию полезных компонентов руды разделяются  на золотые,

золото –  медные, золото – пиритные, золото –  мышьяковые, золото- серебряные, золото – сурьмяные, золото – урановые и золото – полиметаллические.

К золото – полиметаллическим относят  руды, имеющие, кроме золота,

еще две и  более промышленноценных компонентов, например Cu, Pb, Zn, Ag, пирит, барит и др.

Руды, содержащие не менее 60% кварца и не более 12% глинозема,

часто используют в качестве флюсов на пирометаллургических заводах. Такие руды называются золото – кварцевыми, так как в них  промышленную ценность представляют оба  компонента – золото и кварц.

Золото  – свинцовые, золото – цинковое, золото – теллуровые, золото – 

висмутовые, золото – вольфрамовые, золото –  баритовые  и золото – турмалиновые руды имеют сравнительно небольшое  запасы и поэтому в классификации  не учтены.

По степени  окисления руды подразделяют на первичные (сульфидные),

частично  окисление (смешанные) и окисленные. Наибольшее промышленное значение имеют  первичные, содержащие от десятых долей  до 80 - 90% сульфидов. В некоторых рудах  присутствуют и окисленные минералы в небольших количествах.

Окисленные  руды обычно содержат в значительных количествах 

оксиды железа, а также оксиды других металлов. К ним относятся также шламистые  и глинистые руды. Сульфиды в них  отсутствуют или присутствуют в  незначительном количестве, не имеющем  практического значения.

Частично  окисленные руды наряду с сульфидными  содержат

окисленные  минералы железа и других металлов. К компонентам руд, осложняющим  технологические процессы их переработки, следует отнести: минералы меди ( кроме  халькопирита и хризоколлы ) и сурьмы, пирротин, углистые вещества, соединения селена и теллура.

По крупности  частиц золото можно разделить на следующие

технологические виды:

а) крупное  золото – частицы крупнее 0,1мм (≥ 100 мкм), сравнительно

легко освобождающиеся  при измельчении от связи с  рудными материалами ( свободное  золото) и извлекаемые методами гравитационного  обогащения (очень крупные: 1 -5 мм; самородки  – крупнее 5 мм);

б) мелкое золото – размер вкраплений от 0,1 до 0,001 мм ( от 100 до 1

мкм) – при  измельчении частично освобождается, частично остается в сростках с минералами; свободное мелкое золото хорошо флотирует  и быстро растворяется при цианировании, но трудно извлекается гравитационной концентрацией; мелкое золото в сростках хорошо извлекается цианированием, а при флотации извлекается вместе с вмещающими минералами;

в) тонкодисперсное  золото – размер частиц менее 0,001 мм (< 1 мкм);

г) субмикроскопическое  золото – размер частиц меньше 0,1 мкм. Тонкодисперсное золото при измельчении  вскрывается незначительно. В процессах  гравитационного и флотационного  обогащения такое 

золото извлекается  вместе с минералом – носителем ( вмещающим ). Цианированием тонкодисперсное  золото извлекается лишь после разложения сульфидов ( обжиг, автоклавное окисление ). Золото из плотных несульфидных минералов можно извлечь только плавкой. Если тонкодисперсное золото заключено в пористых несульфидных минералах ( гидроксиде железа, карбонатах), то оно выщелачивается цианированием даже из грубо измельченного материала.

Первичные частично окисленные и окисленные золотые  руды обычно

содержат  крупное и мелкое золото. С увеличением  содержания сульфидов в рудах  обычно возрастают доля тонкодисперсного золота и соответственно трудности  его извлечения.

 

2.2. Технологическая схема переработки золотосодержащего сырья.

 

В настоящее время золото и серебро  извлекаются из коренных руд или  с помощью гидрометаллургических  процессов, или с применением  комбинированных схем, в которых  большую роль играют приемы обогащения различными методами. Так добытая  руда бывает представлена крупными кусками  до 500мм, а иногда и крупнее, то ее прежде всего дробят и измельчают.

1.Крупное золото

Au (крупное)

 

                                                В рубашке         Свободное

 

                 Амальгамация           Гравитация              Гравитация

 

         

     2. Мелкое золото 

Au (мелкое)

                      Свободное                     В сростках                 В рубашке

 

Цианирование                  В сульфидах        В кварцах            Спец. методы

 

 Флотация         Обжиг       Цианирование        Цианирование 

 

                                                 Огарок                  Цианирование

 

3. Тонкодисперсное  золото 

Au (Тонкодисперсное)

 

 В кварце                           В сульфидах 

 

                       Тонкое измельчение                     Флотация

 

                          Цианирование                              Обжиг

                                                                         Цианирование 

2.3. Общая характеристика упорных руд и концентратов.

 

В течение последних двух-трех десятилетий неуклонно уменьшается  доля золота, извлекаемого из простых  в технологическом отношении  золотых руд. Одновременно возрастает доля золота, извлекаемого из таких  руд, эффективная обработка которых  требует значительно более сложных  и развитых схем, включающих операции гравитационного обогащения, флотации, обжига, плавки, выщелачивания и  т. д. Золотосодержащие руды и концентраты, обработка которых в обычных  условиях цианистого процесса (в сочетании  с гравитационными и амальгамационными  методами извлечения крупного золота) не обеспечивает достаточно высокого извлечения золота или сопровождается повышенными затратами на отдельные  технологические операции (измельчение, цианирование, обезвоживание, осаждение  золота из растворов и т. д.), называют упорными.

 Принято считать, что  руды удовлетворительно обрабатываются  цианистым процессом, если при  этом:

а) извлечение золота в раствор  составляет не ниже 90% при содержании золота в отвальных хвостах цианирования не выше 0,5 – 1,0 г/т;

б) достаточно измельчение  руды перед цианированием до крупности 80-90% класса – 0,074 мм;

в) высокое извлечение золота достигается при перемешивании  цианистой пульпы в течение не более 24 ч;

г) можно осадить золото из растворов стандартным способом – цементацией цинковой пылью (степень  осаждения не ниже 95 – 97%);

д) цианистые пульпы относительно легко сгущаются и фильтруются;

е) расход цианида не превышает 0,5 – 1,0 кг на 1 т руды.

Этим требованиям обычно удовлетворяют кварцевые руды с  небольшим содержанием сульфидных и окисленных соединений железа, золото в которых находится в свободном  металлическом состоянии. Все остальные  руды в той или иной степени  упорны и требуют применения специальных  методов переработки.

 На основании многочисленных  исследовательских работ и опыта  отечественных и зарубежных предприятий  можно выделить следующие основные  типы золотосодержащих упорных  руд, приведенные ниже.

Типы руд	Факторы, характерезующие  упорность руды при цианировании
С тонковкрапленным золотом	Тонкая дисперграция золота в кварце или сульфидах(пирите, арсенопирите и др.), затрудняющая вскрытие золота измельчением
Медистые	Высокий расход цианида, образование  на золоте вторичных пленок, тормозящих растворение, быстрая утомляемость цианистых растворов
Сурьмянистые	Образование на золоте плотных  пленок, резко замедляющих растворение
Углистые	Сорбция растворенного золота углистым веществом
Глинистые	Плохая фильтруемость  цианистой пульпы, заметная сорбция  растворенного золота и цианида  глинистыми минералами
Феррозолотые	Присутствие на золотинах  пленок гидратировапнных оксидов железа, затрудняющих растворение золота

 

Как видно из этих данных, упорность золотосодержащих руд  может быть вызвана различными причинами, зависящими в свою очередь от того, к какому из перечисленных выше типов  относится данная руда. В соответствии с этим схемы переработки упорных руд отличаются большим разнообразием. Следует учитывать также, что в действительности часто встречаются такие руды, упорность которых обусловлена не одной, а двумя или большим числом причин. В этом случае технологические схемы носят, как правило, комбинированный характер, позволяющий по возможности устранить все причины недоизвлечения золота.

3. ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ЦИАНИСТЫХ СТОЧНЫХ ВОД

3.1. Состав сточных вод.

В процессе эксплуатации на золотоизвлекательных фабриках образуются сточные воды сложного состава, содержащие токсичные компоненты