Tóm tắt bản dịch bằng sáng chế của Mỹ năm 2001 về "Quy trình khử độc Xyanua bằng Thiosulfate kết hợp Tác nhân Tạo phức"

Tài liệu này là một bằng sáng chế quốc tế mô tả một phương pháp xử lý chất thải chứa cyanide để loại bỏ độc tính của chúng. Trọng tâm của phát minh là việc sử dụng muối thiosulfate kết hợp với các tác nhân phức tạp hóa như muối đồng, sắt, coban hóa trị hai, và than hoạt tính. Mục đích chính là biến các hợp chất cyanide độc hại thành các chất rắn không hòa tan hoặc các dạng ít độc hơn, từ đó giảm thiểu nguy cơ môi trường. Bằng sáng chế bao gồm các sơ đồ quy trình và dữ liệu thử nghiệm chi tiết chứng minh hiệu quả của phương pháp này trong việc loại bỏ cyanide khỏi các dung dịch và bùn thải.
Linkdownload: https://drive.google.com/file/d/1wWo7ihNTObjLTaWsSiHmQ0o7UfRxkiVy/view?usp=drive_link
 

Phương pháp cốt lõi

• Bước 1: Trộn muối thiosulfate (NH₄)₂S₂O₃, Na₂S₂O₃) với dung dịch/bùn chứa xyanua.

• Bước 2: Thêm tác nhân tạo phức (CuSO₄·5H₂O, FeSO₄·7H₂O, CoSO₄, hoặc than hoạt tính).

• Kết quả: Xyanua tạo phức không hòa tan → Dễ dàng tách bằng lọc.

Định lượng hóa chất (g/tấn)

*(Quy đổi: 1 ppm = 1 g/tấn; dựa trên thực nghiệm trong tài liệu)*

1. Xử lý dung dịch (CN⁻ ban đầu: 100–182 ppm)

   • Thiosulfate: 200–4,000 g/tấn (tối ưu: 300–600 g/tấn).

   • CuSO₄·5H₂O: 50–150 g/tấn (tối ưu: 100–150 g/tấn).

   • FeSO₄·7H₂O: 2,000–25,000 g/tấn (hiệu quả cao nhưng cần lượng lớn).

   • Than hoạt tính: 500–1,000 g/tấn (kết hợp với thiosulfate).

2. Xử lý bùn khô (CN⁻ ban đầu: 588 ppm)

   • Thiosulfate: 6,000–10,000 g/tấn.

   • CuSO₄·5H₂O: 3,000–5,000 g/tấn.

Ví dụ: 600 g (NH₄)₂S₂O₃ + 300 g CuSO₄·5H₂O cho 100 cc bùn → CN⁻ giảm từ 588 ppm xuống 2.37 ppm.
Hiệu suất khử độc

Thông số vận hành tối ưu

• pH: 8–10 (pH > 11 làm giảm hiệu quả).

• Thời gian trộn:

  • Sau thiosulfate: 45 phút.

Sau tác nhân tạo phức: 10–20 phút.
Nhiệt độ: 20–25°C.

• Dạng thiosulfate: Dạng lỏng hiệu quả hơn dạng rắn (do phân tán tốt hơn).

Ưu điểm công nghệ

• Xử lý được đa dạng xyanua: CN⁻ tự do, WAD, phức sắt (Fe(CN)₆⁴⁻), thiếc (Sn-CN), niken (Ni-CN).

• Hiệu quả cao với phức bền: Đặc biệt với K₃Fe(CN)₆ (hiệu suất >99%).

• Giảm thiểu kim loại nặng: Cu²⁺ dư dễ xử lý bằng K-dithiocarbamate.

Khuyến nghị kỹ thuật

1. Với quặng Au chứa Fe(CN)₆⁴⁻: Kết hợp thiosulfate + than hoạt tính (liều: 400 g Na₂S₂O₃ + 500 g than/tấn).

2. Với bùn thải điện tử (chứa Sn): Dùng (NH₄)₂S₂O₃ + CuSO₄ (liều: 3,000 g + 1,500 g/tấn) ở pH 8.5.

3. Giám sát Cu²⁺ dư: Bổ sung K-dithiocarbamate nếu Cu > 3 ppm.

Ghi chú: Định lượng g/t được tính theo khôi  lượng dung dịch/bùn. Ví dụ: 100 cc dung dịch ≈ 0.1 kg → 300 mg (NH₄)₂S₂O₃ tương đương 3,000 g/tấn.

ƯU ĐIỂM SO VỚI CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC:

Phương pháp	Ưu điểm	Nhược điểm
Alkaline chlorination	Phổ biến	Tạo sản phẩm phụ độc hại (ClCN), ăn mòn thiết bị
Hydrogen peroxide	Không tạo khí độc	Hiệu suất thấp nếu không có xúc tác
Ozonation	Nhanh, hiệu quả cao	Chi phí cao, thiết bị phức tạp
Acidification-volatilization	Có thể tái sử dụng CN⁻	Nguy hiểm vì phát tán HCN
Bio-degradation	Thân thiện môi trường	Tốn thời gian, nhạy cảm với điều kiện môi trường
Thiosunfat + Cu(II)	✔️ An toàn<br>✔️ Hiệu suất cao (>99%)<br>✔️ Ổn định lâu dài<br>✔️ Áp dụng được cho nhiều dạng CN⁻	Cần kiểm soát pH, liều lượng chính xác

---

KẾT LUẬN:

✅ Ứng dụng thực tiễn:

• Phù hợp với:
  • Xử lý nước thải mỏ vàng
  • Tái chế linh kiện điện tử chứa xyanua
  • Ngành xi mạ, luyện kim màu, sản xuất hóa chất
• Có thể tích hợp vào hệ thống xử lý hiện tại như bước tiền xử lý hoặc xử lý triệt để.

✅ Hiệu quả vượt trội:

• Giảm xyanua xuống dưới 0.1 ppm – đạt tiêu chuẩn thải bỏ an toàn.
• Chi phí hợp lý, không tạo khí độc hay sản phẩm phụ nguy hiểm.
• Linh hoạt với nhiều dạng CN⁻: tự do, phức mạnh, phức yếu.

---

GỢI Ý LIỀU LƯỢNG THỰC TIỄN CHO 1 TẤN NƯỚC THẢI:

Loại chất xử lý	Liều lượng khuyến nghị (kg/tấn nước thải)
Thiosunfat (Na₂S₂O₃ hoặc (NH₄)₂S₂O₃)	2–10 kg
Đồng sunfat pentahydrate (CuSO₄·5H₂O)	1–5 kg
Than hoạt tính (nếu dùng)	1–2 kg

---

TÀI LIỆU THAM KHẢO TRONG BÀI:

• Smith & Mudder (1991): The Chemistry and Treatment of Cyanidation Wastes
• Marsden & House (1992): The Chemistry of Gold Extraction
• Huiatt et al. (1982): Cyanide from Mineral Processing
• Whitlock & Mudder (1986): Biological Treatment of Cyanidation Wastewaters