پديد آورندگان :
بهرامي، عطااله دانشگاه اروميه - دانشكده فني و مهندسي - گروه مهندسي معدن , علي قارداشي، ابوالقاسم دانشگاه شهيد بهشتي - دانشكده مهندسي عمران - آب و محيط زيست - گروه مهندسي آب و فاضلاب , پرويزيان، آرمين دانشگاه شهيد بهشتي - دانشكده مهندسي عمران - آب و محيط زيست - گروه مهندسي آب و فاضلاب , كاكايي، حسين دانشگاه اروميه - دانشكده فني و مهندسي - گروه مهندسي معدن , كاظمي، فاطمه دانشگاه اروميه - دانشكده فني و مهندسي - گروه مهندسي معدن
كليدواژه :
سيانوراسيون طلا , جذب سطحي , ذغال سنگ , ايزوترم‌هاي جذب
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: آلودگي ناشي از سدهاي باطله كارخانه‌هاي فرآوري مواد معدني از جمله كارخانه‌هاي فرآوري طلا، از مهمترين معضلات صنايع معدني بوده و مشكلات محيط زيستي فراواني را به دنبال دارد. پساب كارخانه‌هاي فرآوري طلا، حاوي مقادير قابل‌توجهي از سيانيد و تركيبات آن است. تاكنون روش‌هاي بيولوژيكي و شيميايي مختلفي براي حذف سيانيد موجود در پساب حاصل از فرآوري طلا مورد بررسي قرار گرفته است. يكي از روش‌هاي مورد توجه پژوهشگران، استفاده از جاذب‌هاي طبيعي مانند ذغالسنگ فعال، براي جذب سيانيد موجود در پساب است.مواد و روش‌ها: در اين تحقيق به بررسي جذب سيانيد موجود در پساب سد باطله كارخانه فرآوري طلاي زرشوران (واقع در 35 كيلومتري شهر تكاب استان آذربايجان غربي) با استفاده از ذغالسنگ معدن قوزلوي شاهين‌دژ (در حدود 100 كيلومتري كارخانه) پرداخته شده است. آزمايش‌هاي جذب سيانيد در مقياس پايلوت آزمايشگاهي در دو حالت استفاده از ذغالسنگ خام و ذغال فرآوري‌شده انجام شده است. بدين ترتيب كه ابتدا نمونه ذغالسنگ در داخل استوانه مدرج تا ارتفاع 75 ميلي‌متري ريخته شد. در مرحله بعد به استوانه (تا ارتفاع 100 ميلي‌متري)، پساب حاوي سيانيد اضافه و دبي خروجي سيانيد اندازه‌گيري شد. پس از انجام آزمايش‌ها (در هر دو حالت استفاده از نمونه ذغالسنگ خام و فرآوري‌شده)، نمونه‌هاي ذغالسنگ در هواي آزاد خشك شدند و آناليز درصد خاكستر روي هر يك انجام شد. محلول حاصل از هر آزمايش با استفاده از كاغذ صافي واتمن شماره 75 صاف و محتوي سيانيد انداز‌گيري شد (ميزان سيانيد باقي‌مانده يا جذب‌نشده توسط ذغالسنگ).نتايج و بحث: مطابق نتايج آزمايش‌ها، فراكسيون دانه‌بندي 21 ميلي‌متر داراي بيشترين مقدار دبي خروجي به ميزان 8/16 ميلي‌ليتر در دقيقه و كمترين دبي نيز مربوط به ذرات با اندازه كمتر از يك ميلي‌متر بوده است. بيشترين مقدار دبي خروجي در فراكسيون دانه‌بندي 21 ميلي‌متر براي ذغالسنگ فرآوري‌شده برابر 10/61 ميلي‌ليتر بر دقيقه به دست آمد. بر اساس نتايج آناليز مقدار خاكستر، پس از انجام عمليات جذب سيانيد مقدار خاكستر در فراكسيون‌هاي 2 تا 4/75 و بزرگتر از 4/75 ميلي‌متر به‌ترتيب 73/7 و 0/7 درصد كاهش داشته است، اما مقدار خاكستر فراكسيون دانه‌بندي ذرات با اندازه بزرگتر از 1 ميلي‌متر پس از انجام سيانوراسيون به مقدار 11/8درصد افزايش يافته است. در تمامي آزمايش‌هاي انجام‌شده جذب سيانيد با استفاده از ذغالسنگ، بيشترين مقدار جذب مربوط به محدوده دانه‌بندي 21 ميلي‌متر است. مقدار سيانيد جذب‌شده در اين فراكسيون براي ذغالسنگ خام، فرآوري‌شده و ذغال مخلوط‌شده به وسيله همزن مكانيكي با سيانيد به ترتيب برابر 42/3، 31/78 و 21/88 درصد است. نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد كه فرآوري ذغالسنگ تاثيري در ميزان جذب سيانيد نداشته و خواص فيزيكي مانند اندازه ذرات و سطح ويژه ذغال مهمترين عوامل در جذب سيانيد هستند. در اين تحقيق همچنين همدماهاي جذب سيانيد با ذغالسنگ براساس مدل‌هاي لانگموير و فروندليچ بررسي شد. فرايند جذب در تمامي فراكسيون‌هاي دانه‌بندي از مدل فروندليچ تبعيت بيشتري داشته كه نشان‌دهنده غيريكنواخت بودن ذغالسنگ مورد استفاده و قدرت جذب متفاوت آن است. پديده جذب سطحي در نقاط مختلف جاذب تحت تاثير نيروهاي مختلف، اعم از فيزيكي و شيميايي اتفاق مي‌افتد.نتيجه‌گيري: نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد كه استفاده از ذغالسنگ قوزلوي شاهين‌دژ (واقع در چند كيلومتري سد باطله) با دانه‌بندي 21 ميلي‌متر به‌صورت خام در بستر وكف سد باطله مي‌تواند از آلودگي منابع آب زيرزميني به سيانور به مقدار قابل‌توجهي بكاهد.
چكيده لاتين :
Introduction: Contamination caused by tailing dams of mineral processing plants is one of the most important problems facing the mineral industry and that causes many environmental problems. Among these, we can point out to the contamination caused by the tailing dams of gold processing plants. This wastewater contains significant amounts of cyanide and its compounds. So far, various biological and chemical methods have been investigated for eliminating cyanide in gold processing waste. One of the methods used by researchers is the use of natural absorbents such as activated charcoal, due to the ease of use and the its reusability.
Materials and methods: In this research, the adsorption of cyanide of the tailing dam wastewater of the Zarshuran gold processing plant (35 km from Takab, West Azarbaijan Province) using Shahin Dezh coal mine (about 100 km from the plant) was investigated. Cyanide adsorption experiments were performed on a laboratory scale under two modes of using crude charcoal and processed charcoal. First, the charcoal sample was poured into the cylinder up to the height of 75 mm. In the next step, the effluent containing cyanide was added to the cylinder (up to 100 mm) and the cyanide output flow rate was measured. After the experiments, charcoal samples were dried in open air, and ash percentage analysis was performed for each of them. The resultant solution of each test was filtered with Whatman paper No. 75 and analyzed for cyanide content.
Results and discussion: According to the results of the experiments, the granulation fraction of -2±1 mm had the highest output flow rate of 8.16 mL.min-1 and the lowest flow rate was related to particles less than 1 mm in size. The highest output flow rate for processed charcoal was obtained at 10.61 mL.min-1 in the granulation fraction of -2±1 mm. Based on analysis of the amount of ash, after the cyanide adsorption operation, the amount of ash in fractions of –4.75 and +4.75 ± 2 mm decreased by 0.7 and 3.7%, but, after cyanidation, the amount of fractions + 1 mm increased by 11.8%. In all experiments, cyanide adsorption using crude charcoal has the highest absorbance value for grain size in the range of -2±1 mm. The amount of cyanide adsorbed in this fraction for crude coal, processed coal and coal mixed with cyanide using a mechanical stirrer is 42.3, 31.78 and 21.88%, respectively. In this study, isotherm adsorption models of cyanide on charcoal were also studied based on Langmuir and Freundlich. The absorption process in all granulation fractions matched most closely the Freundlich model, indicating that that adsorption of cyanide follows a multi-layer adsorption onto the heterogeneous surface of the charcoal. The adsorption phenomenon occurs in different absorbent intake regions as a result of various forces, both physical and chemical.
Conclusion: The results of this study indicate that processing the charcoal does not have any effect on the absorption of cyanide, and physical properties such as particle size and the specific surface area of coal are the most important factors in the absorption of cyanide. The results of this study indicate that the use of coal from the Gozlu mine Shahin Dezh, located a few kilometers from the tailing dam, with a grain size of -2±1 mm, in the form of crude in the bed and bottom of the dam, can significantly reduce the cyanide contamination of underground water resources.
