автореферат диссертации по металлургии, 05.16.03, диссертация на тему:Обезвреживание и очистка от мышьяка растворов после бактериального выщелачивания упорных золото-мышьяковых концентратов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ (ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

РГ6 од

На правах рукописи

9 Я !(.!!] -¡д.,-

УТИН Евгений Викторович

ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ И ОЧИСТКА ОТ МЫШЬЯКА РАСТВОРОВ ПОСЛЕ БАКТЕРИАЛЬНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ УПОРНЫХ ЗОЛОТО-МЫШЬЯКОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

Специальность 05.16.03 «Металлургия цветных и редких металлов»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 199 Г»

Работа выполнена в Московском институте стали и сплавов.

Научный руководитель —

доктор технических наук, профессор Стрижко Л. С.

Официальные оппоненты:

доктор химических наук Ворончихина Л. И., кандидат технических наук Масликов С. Т.

Ведущее предприятие: Щелковский завод вторичных драгоценных металлов.

сов на заседании специализированного ученого совета К-053.08.04 в Московском институте стали и сплавов, аудитория 311, по адресу: 117936, Москва, ГСП-1, Крымский вал, д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться с библиотеке МИСИС.

Защита состоится

Автореферат разослан «

Ученый секретарь специализированного совета,

доктор технических наук, профессор СТРИЖКО Л. С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Наблюдающееся в последние годи все более широкое вовлечение в переработку шшьяковосульфидных золотосодержащих руд сопряжено с решением трудных технологических проблем, связанных с повышением степени извлечения металла и обеспечением экологической безопасности процессов переработки и образующихся отходов.Интенсивно развивается технология вскрытия упорных золото-мышьяковых руд и концентратов методом бактериального выщелачивания. Применение этой технологии позволяет достичь высокой степени извлечения золота, осложнено однако накоплением в растворах мышьяка, угнетающего деление бактерий и представляющего значительную экологическую опасность. Жесткость санитарных норм требует обеспечения такой глубины очистки растворов, при которой в сбрасываемых водах концентрация мышьяка не превышает 0,05 мг/дмЗ. Еольпие количества выделяемого из процесса выщелачивания мышьяка не могут быть в значительной мере использованы в качестве вторичного сырья и должны быть направлены на захоронение. В связи с этим выделяемые Форш мышьяксодержащих твердых отходов должны удовлетворять требованиям к токсичным веществам третьего масса опасности. Применение ганкретного вида упорного мышьякового сырья требует тщательного изучения закономерностей и разрабоиш технологических условий осуществления обезвреживания и очистки от мыяьяка растворов после выщелачивания.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Исследование . закономерностей процессов осаждения мышьяка из растворов после бактериального выщелачивания в виде ыало-рнотворишх арсенатов и сульфида мышьяка (Ш). Поиск новых технологических решений проблемы выделения мышьяка в ыалорастворимой форме. Определение позиций в схеме бактериального выщелачивания и извлечения золота, в которых необходима очистка технологических растворов и отходов от мышьяка. Разработка для каждого из них оптимального режима очистки и обезвреживания от мышьяка. Разработка общей технологической схемы очистки с максимальным возвратом очищаемых растворов для повторного использования, выведением растворов очищенных от мышьяка до уровня

ПДК и выделением пригодных для захоронения твердых отходов с высоким удельным содержанием мышьяка.

Научная новизна. Проведен термодинамический анализ возможных равновесий, возникающих при осаждении мышьяка в виде арсенатов и в виде сульфида. Получены кинетические и равновесные технологические характеристики процессов выделения мышьяка в виде арсенатов кальция, скородита и сульфида из растворов, образующихся при переработке конкретного вида сырья - концентратов руд месторождений Кокпатас и Даугыэтау. Изучен впервые процесс электрохимического осаждения мышьяка в воде сульфида с использованием отработанных тиосулфатных растворов. Разработана и опробована технологическая схема процесса обезвреживания растворов, образующихся при извлечении золота из упорных мышьяковых концентратов с применением для их вскрытш бактериального выщелачивания кислыми растворами, • содержащими культуры бактерий ТЫоЬапШиэ Реггоох1с1ап1з.

Разработана и испытала в опытно-промышленном масштабе технология комплексного обезвреживания мышьяксодержащих растворов после бактериального выщелачивания упорных золото-мышьяковых концентратов содержащих тяжелые металлы промышленных сточных вод путем их электрохимической обработки в смеси с отработанными фиксаяными растворами после выделения из них серебра.

Практическая ценнооть. Разработанные в результате исследования технологические режимы осуществления очистки растворов и отходов с различных участков процесса извлечения золота из упорных концетратов. Предложена общая схема очистки после проведенных успешных укрупнен-иэ-лабораторных испытаний которая рекомендуются для промышленного применения. Технологические рекомендации, предложенные в диссертации, могут быть применены в других отраслях, связанных с переработкой шаь-якосодержащих материалов. Осаждение сульфида мышьяка в проточном вертикальном электролизере с применением отработанных тиосульфатных раот-воров решает задачу комплексного обезвреживания отходов и может быть использовано как альтернатива сульфидной обработке.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены, на научных конференциях Московского института стали и сплавов и Республиканских конференциях ДонГУ. в 1990-1992 гг.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 158 страницах машинописного текста и состоит из введения, семи глав, заключен™ и списка цитируемой литературы со 169 наименованиями; содержит 19 таблиц и 27 рисунков.

Экспериментальные методы. Термоинамический метод использован для расчета возможных равновесии и построения диаграмм Eh-pH. Расчеты проведены на ЭВМ. Задача оптимизации процесса осаждения в системе с семью факторами решена методом Бокса-Уилсона. Кинетические и равновесные исследования: проведены при контроле процессов методами химического анализа и потенциометрического контроля. Исследование твердых фаз проведено деризатографически и методами химического анализа. Электрохимическое осаждение изучено потенциостатическим методом.

В 1-й главе проведен аналитический обзор опубликованных материалов по проблеме переработки упорных золотомьшьяковых концентратов, применении бактериального выщелачивания для вскрытия золота и обезвреживанию ыызъпка. Дана сравнительная оценка эффективности процессов очистки растЕоров путем осаждения арсенатов кальция, арсената железа и сульфида мышьяка (Ш). Обсуждены преимущества и недостатки каждого метода и сделан вывод о тем, что целесообразность применения одного из них или их сочетания зависит от конкретного вида перерабатываемого сырья и применяемой технологии извлечения золота. Последние условия могут оказать существенное влияние на выбор принципиальной технологической схемы обезвреживания и конкретных технологических режимов осуществления операций. Проведена постановка задачи исследования.

В главе 2 дано описание экспериментальных методов исследования и применяемых лабораторных установок и- приведена характеристика использованного сырья. Работа проведена с концентратом, полученным при смешивании в соотношении 1:1 двух упорных золотомышьяковых концентратов месторождений Кокпатас и Даугызтау. Усредненная проба имела следующее содержание основных компонентов (X): As 4.85; S 22.91; Fe 28.94; S102 8.71; MgO 4.80; концентрация золота составляла 174.5 г/т. Основные суль фидные минералы, пирит (39,67Z) и арсенопирит (10,54%). Бактериальное выщелачивание проводили в непрерывном режиме в пяти последовательно соединенных пачуках по прямоточной схеме. Осаждение мышьяка проводили в термостатичном реакторе с подачей осадителя в нижнюю часть раствора под мешалку при потенциометрическам и химико-аналитическом контроле процесса. В электрохимических исследованиях применяли оригинальный ве-

ртикаяьный конический безднафрагменный электролизер с изменяемой по высоте напряженностью. Изложена методика математического планирования •эксперимента по оптимизации процесса осаждети мышьяка в виде арсена-та. Описан термодинамический метод исследования возможных равновесий при осаждении мышьяка и построения диаграмм Пурбэ. Проанализирована схема переработки упорных золотомышьяковых концентратов и выбраны позиции, в которых необходимо проводить очистку и обезвреживание растворов и отходов от мышьяка.

В главе 3 описано исследование осаждения мышьяка в виде ароена-тов. В процессах гидрометаллургии распространен метод обезвреживания мышь коеих растворов путем обработки известью с последующим захоронением осадков. При соблюдении ряда условий такая очистка является достаточно эффективной. Проведена теоретическая и экспериментальная оценка применимости известкового метода для обезвреживания и очистки растворов после бактериального выщелачивания упорных эолотомышьяковых концентратов. Рассчитана и построена диаграмма ЕЬ-рН для исследуемой системы.Показано, что процессу осаждения должна предшествовать стадия эффективного окисления всего мышьяка до степени окисления 5+. В растворах после выщелачивания концентрата содержание ионов Ре превышает содержание мышьяка, поэтому осаждение арсенатов кальция (преимущественно Са ¿(АзО^'бН^О) должно сопровождаться выпадением в осадок гидроксоок-сидз РеООН и скородита РеА50^,»2Н20 , кроме того имеющиеся в растворе сульфаты должны образовывать гипс Са50^,'2Н20. Наименее растворимый вы-сокоосноеной арсенат кальцая Са^Аз^О? (4СаО*АзгО^-) модет образоваться только при рН >12,5.

В связи с большим количеством влияющих факторов для поиска области оптимальных условий известкового осаждения арсенатов применено факторное планирование эксперимента (метод Бокса-Уилсона). Условия проведенных опытов ограничены пределами,приведенными в табл.1. Перед осаждением мышьяк окисляли пероксидом водорода.

Реализован план г*"* . В качестве функции отклика принята остаточная концентраци мышьяка в растворе у - С^ г/дмЗ. На основании полученной модели:

у - 18,еэ - 0,73Х ^- 8,62Х2 - 3,37Х3 - 2,78Х^ - 1,08X3-- 1.35Х^+1.12Х,

(1)

осуществлено "крутое восхождение" в область оптимума. В результате при

Таблица 1

Область эксперимента при поиске оптимальных условий известкового обезвреживания

. Факторы IУровни факторов IИнтервал

I-----------------1 варьирования

1-1 10 1+1 I

X, исходная конц.Аз; г/дмЗ 2 3 4 - 1

Хг Са/Аэ, г/г 0,9 1,0 1,1 0,1

Х3 конц. Н^РО^, г/дмЗ 0,2 0,3 0,4 0,1

X ц конц. Ре** г/дмЗ 4 6 8 2

1еС 20 30 40 10

Х& % мин 20 25 30 5

Х? конц. Г/дмЗ Б 10 15 5

условиях: 0,45 -4,2; Са/Аз - 1,6; Н^РО/,- 0,66 Г/дмЗ; Ре3- 7,2; ^ =42°С, "Г- 37 мин получена остаточная концентрация мышьяка 0,08 мг/дмЗ (ЦДКв 0,05). Испытание на растворимость показало, что через месяц, в растворе над осадком концентрация мышьяка достигла 1,2 мг/дмЗ. Необход!шо увеличение количества извести. При обработке реальных растворов после бактералыюго выщелачивания в условиях,аналогичных описанному опыту, но при огаошенш-1 Са/Лз - 2,5 г/г получен осадок, содержащий в обезвоженном виде 7,4 Г. мышьяка. Этот осадок при длительном испытании раст-вор.шости (32 сут.) показал равновесную концентрацию Ая - 0,04 мг/дмЗ.

Присутствие в растворе после выщелачивания ионов Ре3приводит к образования арсената железа.Однако,для глубокой очистки необходимо предварительное окисление мышьяка и повышенная температура. Исследована температурная зависимость остаточной концентрации мышьяка при осаждении скородита и показано, что процесс протекает эффективна при 95 С. Выделение скородита протекает со значительным подкислением раствора:

2Н^А50++ + 4Н20 =» 2Ре Аз0^«2Н20|+ ЗН^ЗО^ (2)

Вследствие чего рН в конце осаждения снижается до величин ОДтО.З. Это является причиной недостаточно полного осаждения мышьяка. Показано, что

добавление извести в конце осаждения скородита (до'рН - 2,5) уменьшает остаточное содержание Аб в растворе с 6,4 до 0,3 ыг/дмЗ. Полученные отмытые осадки в опытах по исследованию растворимости через месяц давали равновесную концентрацию мышьяка 0,05 мг/дмЗ.

В главе 4 приведены результаты исследования процессов осаждения мышьяка в виде А5г33 при обработке сульфидными реагентами. Проведен термодинамический анализ возможных равновесий в этих системах и построена диаграмма ЕИ-рН для условий близких к реализуемым в ходе сульфидной обработки растворов после бактериального выщелачивания. Конечный продукт ■- сульф:щ мышьяка (Е) имеет величину ПР 4 »10, содержит в своем составе 81Х мышьяка и является достаточно удобной формой захоронения, относящейся к третьей категории опасности. Важнейшим условием полноты осаждения является полное восстановление Аэ(У) до Аб(Ш):

н^а^ на ¿5' - ыа2НА503 + г {+ нго (з)

после чего он переходит в нерастворимое соединение

2КагНА503 + ЗМа^Б + 5Н250+ - ЗАзгБ3 { +5Иа2304+6Н20 (4)

Процесс связан со значительным расходом гаслоты, поэтому при сульфидной обработке повышается рН раствора.

Исследованы важнейшие закономерности процессов сульфидной обра-Сотки рзс-творов после бактериального выщелачивания. При потенциометрк-ческом титровании раствора арсеката натрия сульфидом отмечена точка перегиба, соответствующая восстановления мышьяка до степени окисления 5+. Вторая точка перегиба лежит на участке крутого падения потенциала в момент полного связывания мышьяка в осадок и появления избытка восстановителя (рис.1). Второй скачок Е служит мерой эквивалентности процесса осаждения.

Изучена роль ионов Ре в процессе сульфидного обезвреживания мышьяка. В реальных растворах после бактериального выщелачивания их концентрация (в г/дмЗ) превышает концентрацт шшьпка. При сульфидной обработке протекает восстановление ионов йэлееа (С) и образование судьфидов:

Ре^БО^ + 3;;а22 - 2Ре3 4 + Б {+ЗМа2504 (5)

- 9 -

Кривая потенциометрического титрования раствора арсенауа натрия сульфидом натрия.

Рис.1

Кривые осакцения мышьяка из раствора арсената натрия

в отсутствие (I) и при добавлении в исходный раствор Гй2( 3 0«^ ), до концентрации Ре5* 18 г/дм^ (2)

г/цм3

¿/М г/г

0,4 0.8 1,2 Рис.2

При частичном окислении сульфида кислородом воздуха возможно образование ионов и образование дисульфида РеБ2. Увеличение рН при осаждении делает возможным выпадение- гвдроксооксида РеООН , а такие более сложных малорастворимых соединений - ярозитов. Как следует из кривых, представленных на рис.2, присутствие в обрабатываемом растворе ионов железа требует повышенного расхода сульфида, однако при атом достигается большая глубина очистки от мышьяка. Такая положительная роль ионов железа объясняется тем, что образующиеся в растворе тиоарсе-нит-ионы в присутствии Ре^ разрушаются вследствие образования малорастворимого сульфида железа:

+ Ре2' - Аэ^у I +РеБ ^ (6)

Реакция (6) способствует протеканию до конца процесса осаждения сульфида мышьяка.

Исследовано влияние рН раствора на полноту осаждения мышьяка при сульфидной обработке. Характер изменения концентраций ионов при обезвреживании раствора после первого цикла бактериального выщелачивания гидросульфидом натрия отражает рис.3. К моменту полного осаждения мышьяка (рп >3) в растворе практически не остается ионов Ре3г . -Концентрация двухвалентного железа достигает максимума при рН-2,8, а затем снижается вследствие выпадения осадка РеБ. Наличие в растворе ионов Ре г* после полного осаждения мышьяка гарантирует от загрязнения его весьма токсичными ионами Б г~ (по санитарным нормам в воде не допускается присутствие сероводорода).

Оценено влияние интенсивности перемешивания и температуры на скорость осаждения сульфида мышьяка (Ш). Кажущаяся энергия активации имеет значение 15,5 кДж/моль. Сделан вывод о диффузионном режиме протекания процесса.

В результате обработки растворов после бактериального выщелачивания гидросульфидом натрия получали растворы с содержанием мышьяка не превышающим 0,05 г/дмЗ. Образующиеся осадки после фильтрации и промывки содержали 52-542. влаги. В сухом остатке обнаруживали мышьяка 32,77. (в виде Азг53), железа 21,ЗХ, сурьмы в воде БЬ^ 1,бХ , серы сульфидной 33,12.испытание на растворимость продолжительностью 28 сут. привело к равновесной концентрации мышьяка в растворе 0,06 мг/дыЗ. Сделай вывод

Иэменение концентрации Аз (кривая I), Ге3+(2) и 1-е'*' (3) по мере увеличения рН при обработке раствора после бактериального выщелачивания концентрата гицросульфицом натрия.

20 20

10

крйцёнтрация. ионов г/дм^

РН

Зависимость степени осанцеиия мышьяка от концентрации тиосульфата натрия

В.,% юо

Сисх.Аз=2 г/цм3 при Т =298 К, I =160 А/м2 Т =»60 мин.

20 30

г/цм3

Рис.4

о преимуществах сульфидной обработки - наименьшая растворимость формы осаждения (AszS3), наиболее высокое удельное содержание мышьяка.

Глава 5 посвящена описанию исследования электрохимического обезвреживания мышьяксодержащих растворов с использованием отработанных тиосульфат ных растворов.Отработанные фиксажаые растворы накапливаются в эначителных количествах. Концентрация в них На2Б20з может достигать 250 г/дмЗ.Представляет интерес использование атих растворов после удаления из них серебра для электрохимического выделения мышьяка. Потен-циостатическое исследование электролиза раствора тиосульфата натрия при. величинах потенциала катода от -0,7 до -1,0 В и анализ продуктов электродных реакций показали, что на катоде происходит восстановление ионов SjO^':

S2o}~+ 2ё = SL~+S0l~ (7)

генерируемые ионы накапливаются в количестве достаточном для эффективного осаждения мышьяка. При продолжительности электролиза Солее 2ч. наблюдается снижение концентрации сульфид-ионов из-еа частичного окисления на аноде:

Sz~ - 2е - S° (8)

Осаждение мышьяка проводили в вертикальном коническом бездиафраг-менном электролизере с изменяемой по высоте напряженностью при подаче растЕора снизу с регулируемой скоростью. Установлено, что осаждение As2S3 протекает о высокой эффективностью при плотности тока равной 150 А/м2. Существенное влияние на степень осаждения мышьяка'оказывает концентрация тиосульфат-ионов. Из кривой на рис.4 видно, что для достижения высоких значений Е необходима концентрация Ма2320з до 50 г/дмЗ. Для достижения Е- 95% -потребовался 22-кратный избыток тиосульфата по сравнению с содержанием в растворе мышьяка.

Обработка реальных растворов после бактериального выщелачивания проведена при смешении их с отработанным фиксажем в соотношении 3:1. Электролиз вели при средней силе тока 150 А/м2 и скорости подачи раствора, обеспечивающей пребывание обрабатываемого раствора в электролизере в течение часа. Состав раствора до и после обработки приведен в табл.2. Осаждено 98,9Х. мышьяка. В осадок перешла 78,5Х железа.

Таблица 2.

Содержание основных компонентов раствора до и после электрохимической обработки

Показатель 1 РН 1 Аэ^" 1 Аз,3* ! РеГ 1 Ре? 1 Ыаг5г05<1

I 1 г/дмЗ1 г/дмЗ! г/дм31 г/дмЗ1 г/дмЗ1

Исходный раствор 2,5 6,04 2,62 19,6.5 0,52 62,5

Конечны!! раствор 3,2 0,03 0,06 0,36 3,97 51,1

Значительно эффективнее пропел процесс удаления мышьяка после смешивания раствора после выщелачивания с отработанным фиксажем в отношении 2:1 и увеличения продолжительности процесса до 2 ч. Конечное значение рН составило 3,7, содержание в растворе мышьяка не превышало 0,05 от/дмЗ. Одна-» осадок из-за высокого содержания гидрсксида железа плохо поддавался фильтрации. Электрохимическое осаждение мышьяка признано зс-~ьма зф-фзктиглгым и рассматривается кап альтернанта сульфидному.

Гдглз 0 посвящена разработке принцгашашюй техкологичесгай схемы сбезяреялзания от мшьяка растворов после бактериального выщелачивания упорных аоллтиагяьяковьк концентратов. Раствор после первого цикла гкщелачивалня обрабатывают гидросульфидом натрия, подавая осадитель в нгетнст часть реактора под мешалку со скоростью 4,5 г/дмЗ ч по сульфидной сере. Подачу осадителя прекращают после падения ЕЬ до 30-50 мВ (отн.н.з.з.). Остаточное содержание Аз в растворе 0,04-0,08 мг/дмЗ. Кек содержнщшг Аэ^ , предназначен для захоронения.

После второго цикла выщелачивания раствор содержат 48,7 г/дмЗ Аз 89,3 :?.»лс-аа. Предложено сначала осадить скородит при обработке ост-рак паром ( Э8-'100оС} в течение часа. Затем доосаддение проводить гидросульфитом как и з первом случае. Достигается очистка до санитарной кормы, а кек для захоронения содержит РеАзО^'ЗН^О и Аз^.

Кек после цианирования очищают от Аз путем рзспулъповывания с Н^БО^ и псслс-дующей обработки МаКБ. Осадок предназначен для гахороне-

ния. После цементации золота раствор обрабатывают гидрооульфидом натрия для удаления мышьяка, а затем после фильтрации подвергают перед сбросом обработке озоном для окисления свободных и связанных цианид-ионов, последнюю операцию ведут при pH 11^12 подавая смесь озона с воздухом ( ~ 20 мг 05 в 1 дмЗ) через барботер в обрабатываемый раствор. При двухкратном молярном избытке 0 j по сравнении со стехиометри-ческим достигнуто полное окисление цианида. При наличии отработанных фиксажных растворов возможна эффективная очистка растворов после цементации от мышьяка, цианид-ионов и цинка методом электролиза. Смешивание указанных растворов в соотношении 1:5 и пропускание их через вертикальный проточный бездиафрагменный электролизер с изменяющейся по высоте напряжённостью электрического поля при средней катодной плотности тока 160 А/м2 позволяет снизить содержание названных ионов до уровня 1ЩК. В этом случае нет необходимости дополнительного окисления озоном.

Приведенная на рис.5 полная схема обезвреживания разработана на основе технологии обработки каждого из выделенных видов растворов и отходов. Принципиальная технологическая схема очистга предусматривает максимальное использование очищаемых растворов в цикле. Она успешно испытана в укрупненно-лабораторном масштабе.

Глава 7 посвящена анализу результатов опытно-промышленных испытаний электрохимической технологии обезвреживания мьшьяксодержащи: растворов после бактериального выщелачивания. Обезвреживаемые растворы смешивали с отработанными фиксажлыми растворами в соотношении 1:1 и подвергали электролизу в вертикальном проточном электролизере с изменяющейся по высоте напряженностью электрического поля. Оптимальные результаты достигнуты при средней катодной плотности тока 160 А/м2.Весь мышьяк переходил в осадок в виде As^ .раствор очищали по мышьяку до уровня ПДК. Полученные растворы о содержанием тиосульфата натрия 73,1 г/дмЗ использовали для электрохимического извлечения мышьяка из более бедных по этому элементу растворов после цементации, а также для очистки.содержащих тяжелые цветные металлы промышленных сточных вод. Предложенное комплексное обезвреживание сточных вод с применением отработанных фиксажных растворов проводится с высокой эффективностью в вертикальных электролизерах с изменяющейся по высоте напряженностью электрического поля.

Принципиальная технологическая схеш обезвреживания и очистки от мышьяка растворов после бактериального выщелачивания упорных золото-мышьяковых концентратов

концентрат

Обезвоживание

кек

кек

^-

Д цикл Б.В»

Обезвс-'/.ванае Г -Г

Р-Р

Обработка Обезво кивание.

Р-Р

Электрохимическое окисление

| -»Л*—

Цианирование

Обработка паром -^у-

Агитация Л^//?

Р-Р

I

т

Обработка Цемента;

I

Обработка Аа //.?

ОбезвоЕнвание

|

Фильтрация

Р-Р ИгЩ

|кеа (

Р-Р 1„

.Обработка

1

! А Л р-рл4

т

/<е£

р,.р

Т

-?

Озонирование -{-:

Очищенный от /15 и С*" раствор

на захоронение

Рис. 5

выводы

В типовой технологической схеме переработки упорных золото-мышьяковых концентратов с применением бактериального выщелачивания выбраны 4 участка, на которых необходимо проводить очстку растворов от мышьяка. Для каждого с учетом специфики технологии разработаны принципиальные схемы выделения Аз в форме, пригодной для захоронения. Для этого проведено изучение закономерностей извлечения мышьяка в арсенатной и сульфидной формах, найдены оптимальные условия осуществления процессов и выбран предпочтительный вариант реализации.

Проведен термодинамический анализ процессов, протекающих при известковой обработке, построена диаграмма ЕЬ-рН и исследованы закономерности известкЕОго обезвреживания растворов от мышьяка. Изучена роль фосфатов и солей железа (Ш) в углублении очистки растворов. Методом Еокса-Уилсона найдена область оптимальных условий известковой очистки при наличии 7 влияющих факторов. Проведено исследование процесса выделения мышьяка в виде скородита ( Ре АбО^-йН^О ), определены условия обработки,обеспечивающие высокую степень очистки.

Изучены процессы сульфидного осаждения Аз. Проведен термодинамический анализ протекающих при этом реакций, построена диаграмма ЕЬ-рН. Исследована зависимость степени очистки от влияющих факторов:количества сульфида, рН ,ЕЬ , удельной скорости подачи осадителя и др. Найдены условия очистки растворов до санитарной нормы (0,05 ыг дмЗ) и выделения мышьяка в виде Аэ253. Определена растворимость мышьяка из осадков, полученных обработкой реальных растворов, показана возможность захоронения осадка, как вещества третьего класса опасности.

Исследован процесс осаждения мышьяка в виде Аб^З3 при электролизе растворов с добавлением отработанного фиксажа в коническом вертикальном бездиафрагменном электролизере с изменяющейся напряженностью. Доказана эффективность очистки.

Метод может быть использован как альтернатива прямой обработке обезвреживаемых растворов сульфидом или гидросульфидом натрия.

Предложена принципиальная технологическая схема обезвреживания и очистки от Аб растворов после бактериального выщелачивания упорных зо-лотомышьяковых концентратов,включающая обработку гидросульфидом натрия растворов после первого цикла выщелачивания с выделением

После второго цикла при обработке острым паром осаждается скоро-

дит, а после добавления МаНЗ доосаждается сульфид мышьяка. Кек после цианирования распульновывают с Н^ЗО/, и осаждают Аэ^ .

Технолопи реагентной очистки опробована в укрупненно-лабораторном масштабе. Показана ее эффективность.

Разработана и испытана в опытно-промышленном масштабе электрохимическая технология обезвреживания мышьяка из растворов после бактериального выщелачивания и тяжелых металлов из промышленных сточных вод. Она предусматривает смешивание обезвреживаемых стоков с отработанными фшюалшгми растворами после удаления из них серебра и электролиз полученной смеси в вертикалкых проточных электролизерах с изменяющейся по высоте напряженностью электрического поля. Отработаны технологические условия, позволяющие проводить счистку растворов до уровня ЦЦК и выделять нышъяк в виде для последующего захоронения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В РАБОТАХ:

1. Стрижко Л.С., Утин Е.В. Современные методы очистки растворов от мышьяка. - В кн.: Республиканская научно-техническая конференция ДонГУ "Проблемы интенсификации пиро и гидро металлургических процессов": Тезисы докладов, Донецк,1990, - с.67.

2. Стрижко Л.С., Утин Е.В. Исследование возможности вывода мышьяка из кислых растворов бактериального выщелачивания при переработке упорных золото мышьяковых руд. - В кн.: Республиканская научно-техническая конференция ДонГУ "Проблемы интенсификации пиро и гидро металлургических процессов": Тезисы докладов, Донецк,1991, - с.95,

2&>01.96г. ' Объем 1гг. л» Тир. I0Q_Зак. 27

Тигг. БУДД, Орджониквдзе» Э