서론: 광산 수도 시스템에서 산화환원 제어가 중요한 이유
테일링 연못과 노천 수계에는 종종 함유물이 포함되어 있습니다 산화되고 매우 이동성이 높으며 독성이 강한 오염물질 광석 처리 및 장기간 공기 및 물 노출 중에 발생한 물질입니다. 이 중에는 육가 크롬 (Cr⁶⁺) 그리고 시안화물 (CN⁻) 독성, 지속성, 지하수와 함께 이동하는 경향으로 인해 환경 및 규제 위험이 특히 큽니다.
이러한 시스템에서는 산화-환원 전위 (ORP / Eh) 단순한 모니터링 매개변수가 아니라 오염물질 종분화, 독성, 제거 가능성을 직접 결정합니다.
메타비아황산나트륨 (Na₂S₂O₅) 광산 수처리에 널리 사용되며, 강력하고 조절 가능한 환원제 산화환원 상태를 안정화하고 위험한 산화 물질을 더 안전하고 제거 가능한 형태로 전환하는 것.
수처리 내 메타아황산나트륨의 화학적 프로필
메타아황산나트륨은 물에 가수분해되어 형성되는 황 기반 환원제입니다 비황산염 (HSO₃⁻) 산성 조건에서는 이산화황(SO₂). 이들 종은 강한 전자 기증 능력을 보여 메타비설파이트나트륨은 산화환원 구동 해독 과정에 매우 효과적입니다.
테일링과 피트 처리 관련 주요 특징은 다음과 같습니다:
- pH 조절 하에서의 강한 환원력
- 산화된 오염물질을 이용한 신속 반응 동역학
- 첨단 산화 또는 흡착 시스템에 비해 비용이 낮습니다
- 중금속을 도입하지 않고 시스템 ORP를 미세 조정할 수 있는 능력
육가 크롬(Cr⁶⁺)의 삼가 크롬(Cr³⁺)으로의 환원
왜 크로우가 중요한 문제인가
육가 크롬은 매우 독성이 강하고 발암성이 있으며 쉽게 녹아버립니다광산물에 방출되면 제어가 어렵습니다. 반면, 삼가 크롬 (Cr³⁺) 독성이 훨씬 낮고 침전을 통해 효율적으로 제거할 수 있습니다.
반응 기전 및 작동 조건
언더로 산성 조건(일반적으로 pH 2–4), 메타비설파이트나트륨은 크롬산염(일반적으로 이크로메이트인 Cr₂O₇²⁻으로 존재함)을 Cr³⁺으로 환원시킵니다. 반응 과정에서 메타비아황산염은 황산염으로 산화됩니다.
전반적인 이온 반응:
3S₂O₅²⁻ + 2Cr₂O₇²⁻ + 10H⁺ → 6SO₄²⁻ + 4Cr³⁺ + 5H₂O
이 반응은 pH와 용량이 적절히 조절되면 빠르고 신뢰성 있게 진행됩니다.
성능 장점
아황산나트륨과 비교할 때, 메타아황산나트륨은 산성 환경에서 반응성이 높은 SO₂ / HSO₃⁻ 종, 따라서 다음과 같은 조건이 허용된다:
- 높은 제거 효율 (>99% Cr⁶⁺ 감소 보고)
- 더 넓은 pH 창에서의 효과적인 작동
- 동등한 산화환원 조절을 위한 시약 소비 감소
시안화물 함유 테일링 슬러리 처리
금 및 기본 금속 채굴에서의 시안화물 문제
시안화물은 금 추출에 흔히 사용되며, 잔여물에 자유 시안화물이나 약복합물 형태로 남아 있을 수 있습니다. 적절한 치료 없이는 시안화물이 수생 생태계에 급성 독성 위험을 초래합니다.
시안화물 해독에서 메타아황산나트륨의 역할
알칼리성 조건에서는 메타비설파이트나트륨이 작용합니다 용존 산소와 시너지 효과를 내는 ORP를 규제하고 시안화물(CN⁻)을 더 적은 독성 종으로 전환하는 것을 촉진하는 데 도움이 됩니다. 시안네이트 (OCN⁻), 이 이들은 추가로 CO₂와 N₂로 분해될 수 있습니다.
직접 산화 시스템과 달리, 메타아황산나트륨 산화환원 환경을 감속합니다통제되지 않은 반응을 방지하면서도 해독을 촉진하는 역할을 합니다.
일반적인 작동 매개변수
- pH: 대략 10.0–10.5
- 용량 예시: ~4.0 g/L Na₂S₂O₅
- 보고된 성능: 시안화물 감소 165 mg/L에서 ~0.105 mg/L 사이, 배출 기준을 충족함
이 접근법은 단순성과 화학적 견고성이 중요한 원격 또는 대용량 테일링 시스템에 특히 매력적입니다.
산화환원 안정화에서 pH 조절의 중요성
pH 조절은 가장 중요한 요인 메타비설파이트나트륨 성능 조절:
-
Cr⁶⁺ 환원: 요구 사항 산성 조건 (pH 2–4)
- pH가 < 2일 경우 SO₂ 가스로 과도하게 분해되어 시약 손실과 안전 문제로 이어집니다
- 시안화물 처리: 요구 사항 알칼리성 조건 (약 pH 10) 반응 선택성을 보장하고 HCN 휘발을 방지하기 위해
효과적인 처리 시스템은 항상 통합됩니다 pH 조절 및 ORP 모니터링 화학적 용량과 함께.
치료 후 고려사항: 축소에서 제거까지
중요한 점은 메타아황산나트륨은 금속을 물리적으로 제거하지 않습니다 물에서. 대신 오염물질을 하류에서 제거할 수 있는 형태로 전환합니다.
크롬 처리의 경우, 이는 다음을 의미합니다:
- 산성 조건에서 Cr⁶⁺를 Cr³⁺으로 환원합니다
- pH를 다음 단계로 올려 ~8–9
- 침전된 Cr³⁺은 다음과 같다 Cr(OH)₃
- 정화, 농도 조절, 여과를 통해 고형물을 제거하세요
이 두 번째 단계가 없으면 환원된 금속은 용액 내에 남아 있을 것입니다.
메타아황산나트륨이 광산 수처리에 널리 사용되는 이유
공학 및 비용 측면에서 메타비아황산나트륨은 다음과 같은 균형 잡힌 조합을 제공합니다:
- 높은 산화환원 효율
- 예측 가능한 반응 행동
- 기존 pH 조정 및 정화 시스템과의 호환성
- 첨단 처리 기술과 비교해 낮은 자본 및 운영 비용
적절한 공정 제어와 함께 적용하면, 산화환원 상태를 안정화하고 환경 위험을 완화하는 신뢰할 수 있는 도구 테일링 연못과 채굴 수도 시스템에서 사용했습니다.
결론
메타아황산나트륨은 현대 광산 수처리 과정에서 중요한 역할을 합니다. 산화-환원 조건의 정밀한 제어. 독성 크리노를 제거 가능한 크로³⁺으로 환원시키든, 알칼리성 조건에서 시안화물 해독을 촉진하든, 그 효과는 다음과 같이 달라집니다 올바른 pH 관리, 용량 조절 및 후속 처리 통합.
다음 작업을 수행하는 경우에 비용 효율적이고 검증된 유연한 산화환원 제어 전략메타비아황산나트륨은 폐석 및 피트 수처리에 가장 실용적인 화학 솔루션 중 하나로 남아 있습니다.