كيف يتم التعامل مع المياه الملوثة بالسيانيد (المخلفات الكيميائية)؟
Thread Content
كيف يتم التعامل مع المياه الملوثة بالسيانيد (المخلفات الكيميائية)؟
المياه العادمة المحتوية على السيانيد هي المياه الصناعية التي تحتوي على مجموعات CN. في عمليات الإنتاج الصناعي لصناعات استخلاص المعادن غير الحديدية مثل الذهب والفضة والنحاس، والتحلية بالسيانيد، والصناعات الكيميائية، وتكوير الفحم، والمعالجة الحرارية، يتم تصريف كميات كبيرة من مياه الصرف الصناعي المحتوية على السيانيد. وبشكل خاص، يُستخدم السيانيد بكميات ضخمة في عمليات تعدين ومعالجة المعادن، مما يؤدي إلى تركيز عالٍ لأيونات CN⁻ في مياه الصرف، كما تحتوي هذه المياه على كميات كبيرة من الفلزات الثقيلة ومركبات مثل ثيوسيانات، وهو ما يلوث البيئة المائية الخارجية بشكل خطير. لا توجد طرق كثيرة لمعالجة المياه الملوثة بالسيانيد في البلاد، ومن بين الطرق المستخدمة في الماضي: طريقة القلويات والكلور (مثل استخدام الكلور السائل، وهيدروكسيد الصوديوم، والكلورين، وثاني أكسيد الكلور)، وطريقة الأحماض والكلور، وطريقة إنكو، وطريقة الامتصاص بالتحميض ثم التعديل، وطريقة الأوزون، وطريقة الكهرباء، وطريقة تبادل الأيونات، وطريقة الأكسدة بواسطة الفحم النشط، والطرق البيولوجية، وطريقة التحلل تحت الضغط. لكن في مواجهة الظروف الواقعية المختلفة، يجب علينا اختيار طرق مختلفة للتعامل معها. (أ) طرق التعامل الطارئ مع حوادث التلوث المفاجئة: أبسط طريقة هي استخدام محلول كلوريد الحديدوز لتحويل المواد الضارة الموجودة في المياه العادمة إلى مركبات ذات سمية منخفضة، ويُطلق على هذه الطريقة أيضًا اسم الطريقة الكيميائية لتكوين المركبات. التفاعلات الكيميائية الرئيسية هي:
Feso4·7H2O → Fe2+ + SO4^2- + 7H2O
Fe2+ + 6CN^- → Fe(CN)4^6
2Fe2+ + Fe(CN)4^6 → Fe2[Fe(CN)6]
وفي النهاية، يتحول المركب إلى مركب غير قابل للذوبان من نوع الأزرق البروسي. تتميز هذه الطريقة بسهولة التشغيل وانخفاض التكلفة، لكن بعد معالجة مياه الصرف الصحي لا تفي **بمعايير التصريف**. في سبعينيات القرن العشرين، استخدمت بعض الشركات المحلية هذه الطريقة، لكنها لم تعد تستخدمها الآن. من منظور الوقاية من المخاطر البيئية، يمكن اعتبار هذه الطريقة **إحدى الوسائل السريعة للتصدي لحوادث التلوث المفاجئة؛ حيث يسهم إضافة محلول كبريتات الحديدوز إلى الماء في تقليل درجة الضرر الناتج عن الملوثات السيانيدية بسرعة، مما يقلل من الأضرار البيئية، وخاصة على الكائنات المائية.** عندما تكون تركيز كتلة أيونات CNˉ في المياه العادمة منخفضة جدًا، فإن فعالية هذه الطريقة في المعالجة ضعيفة. يجب اختيار طريقة معالجة المياه الملوثة بالسيانيد وفقًا للظروف الخاصة. (ثانياً) طرق أكسدة المياه العادمة التي تحتوي على السيانيد بتركيزات متوسطة ومنخفضة: (1) طريقة التكلور القلوي. إن طريقة التكلور القلوي هي طريقة شائعة الاستخدام في الدول المختلفة. يتم إضافة مواد أكسدة من النوع ذو الطور الكهربائي المرتفع إلى المياه العادمة القلوية التي تحتوي على السيانيد، ومن المواد الأكسدة المستخدمة بشكل شائع: ClO2، وCl2 (سواء في الحالة الغازية أو السائلة)، والكلور، وهيدروكسيد الصوديوم، وكربونات الكلور، وأوليكات الكلور وغيرها. في المحاليل القلوية، يتكون عادةً أيون OCl⁻ أو مركبات الكلور ذات الطور العالي، **حيث يتم أكسدتها أولاً إلى سيانات، ثم أكسدتها لاحقًا إلى ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين.** التفاعلات الكيميائية الرئيسية هي:
OCl⁻ + CN⁻ + H₂O → CNCI + 2OH⁻
CNCI + 2H⁺ → CNO⁻ + Cl⁻ + H₂O
2CNO⁻ + 3OCI⁻ → CO₂↑ + N₂↑ + 3Cl⁻ + CO₃²⁻
يتم التحكم في قيمة الـ pH في تفاعلات الأكسدة عند حوالي 1، والعملية بسيطة؛ فبعد إضافة مادة الأكسدة المبنية على الكلور، يكفي فقط التحريك. عندما تكون تركيبة مياه الصرف الصحي معقدة، يكون استهلاك مؤكسدات الكلور مرتفعًا، حيث يبلغ عادةً من 4 إلى 9 أضعاف القيمة النظرية؛ كما يزداد الاستهلاك عندما لا تكون نقاوة المواد الكيميائية عالية أو عندما يكون محتوى أيون السيانات العُثر عالياً. وعند وجود معقدات فيروسيانيد الحديدوز، فإنها تتأكسد لتصبح معقدات فيروسيانيد الحديديك وهي مجموعات قابلة للذوبان، مما يجعل من الصعب على مياه الصرف المعالجة أن تلبي **معايير التصريف**. تتميز هذه الطريقة بأن مصادر المواد الكيميائية المستخدمة متعددة وأسعارها منخفضة، كما أن تكلفة المعدات المطلوبة قليلة. لكنها تسبب تلوثًا بيئيًا شديدًا، حيث تنتج ملوثات ثانوية مثل السيانيد، مما يشكل خطرًا كبيرًا على العمال. بالإضافة إلى ذلك، فإن استهلاك المواد الكيميائية كبير، ويؤدي الاستخدام المطول للمعدات إلى تآكلها بشكل كبير. (2) تُعرف طريقة إنكو لإزالة ثاني أكسيد الكبريت من الهواء باسم “طريقة إنكو”. وهي طريقة طورتها شركة إنكو في عام 1982. وتتمثل فكرتها في إضافة خليط من ثاني أكسيد الكبريت والهواء إلى السائل الناتج عن المعالجة، مع الحفاظ على قيمة الرقم الهيدروجيني بين 8 و10. وبفضل تأثير أيونات النحاس الثنائية كعامل محفز، يتم استخدام التفاعل المشترك بين ثاني أكسيد الكبريت والهواء لأكسدة المواد الضارة الموجودة في السائل الناتج عن المعالجة. من حيث عملية التفاعل، هناك ثلاث طرق رئيسية لإزالة **، وهي التطاير والأكسدة وامتصاص الرواسب؛ حيث تتكون الرواسب نتيجة التفاعل مع ماء الجير، ويكون حجمها كبيرًا، كما أنها تمتص كمية معينة من أيونات CNˉ. لا تقتصر هذه الطريقة على إزالة الجزء الأكبر من المواد الضارة من المحلول المركز، بل تستطيع أيضًا التخلص من مركبات الحديد والسيانيد. لكن هذه الطريقة لا تسمح باسترداد المكونات ذات القيمة، كما أنها عملية أكسدة تستهلك الموارد. بالإضافة إلى ذلك، فإن ثاني أكسيد الكبريت يعتبر ملوثًا للهواء، ومن الصعب تجنب انبعاثه وتسربه أثناء العمليات الكيميائية. وبعد معالجة المياه، يتم إنتاج كميات كبيرة من النفايات الصلبة التي تحتوي على السيانيد، مما يؤدي إلى انسداد الأنابيب. طريقة أكسدة ثاني أكسيد الكبريت بالهواء بسيطة، ومعداتها غير معقدة؛ وتكون نتائج المعالجة عمومًا أفضل من طريقة الأكسدة بالكلور (دون النظر إلى سمية الكبريت)، كما أن مصادر المواد الكيميائية متوفرة، وتكاليف المعالجة منخفضة، والاستثمار قليل. في عام 1984، بدأ معهد تشانغتشون للذهب في دراسة طريقة أكسدة ثاني أكسيد الكبريت في الهواء، وفي عام 1988 تم إجراء التجارب الصناعية الخاصة بهذه الطريقة. وفي عام 1991، تم تطبيق هذه الطريقة في مصنع السيانيد في تشاويوان بمقاطعة شاندونغ؛ حيث كانت التركيزات الأولية لمياه الصرف الناتجة عن السيانيد تتراوح بين 380 و400 ملغ/لتر، وكان معدل إزالة السيانيد أكثر من 9%، بينما كان معدل إزالة أيون SCNˉ يتراوح بين 46% و86%. وقد تم تحقيق نتائج جيدة باستخدام هذه الطريقة. في الخارج، هناك العديد من الأمثلة على استخدام هذه الطريقة في مصانع استخلاص الذهب بالسيانيد لمعالجة المياه الملوثة بالسيانيد؛ فهي تُستخدم في كندا والولايات المتحدة وأستراليا وغيرها من الدول. لهذه الطريقة تطبيقات أخرى أيضًا، مثل طريقة كبريتيت الصوديوم، وطريقة بيكربونات الصوديوم، وغيرها. (3) طريقة الأكسدة بـ H2O2: يتم أكسدة H2O2 في درجة حموضة تتراوح بين 9.5 و11، وفي درجة حرارة الغرفة، مع وجود أيونات النحاس (Cu2+) كمحفز، لتكوين أيون CNOˉ. بعد ذلك، يحدث تحلل لأيون CNOˉ، وتعتمد سرعة التحلل على درجة الحموضة. تتمثل التفاعلات الكيميائية الرئيسية فيما يلي: CNˉ + H2O2 → CNOˉ + H2O، وCNOˉ + 2H2O → NH4+ + CO32-. أما أيونات المعادن الثقيلة فإنها تتحول إلى رواسب من أكسيدات الهيدروجين، كما أن أيونات الفيرسيانيد تتفاعل مع أيونات المعادن الثقيلة الأخرى لتشكيل أملاح فيرسيانيدية. أما المعادن مثل النحاس والزنك التي توجد على شكل مركبات كيميائية تحتوي على السيانيد، فإنها بمجرد أن تتعرض للأكسدة، تتحول إلى رواسب من أكسيدات الهيدروجين. كما يمكن للهيدروجين بيروكسيد الزائد أن يتحلل بسرعة إلى ماء وأكسجين. تناسب هذه الطريقة معالجة مياه الصرف الصناعي المحتوية على السيانيد بتركيزات منخفضة. في طريقة أكسدة H2O2، يتم أيضًا شراء المحفزات من الخارج للمعالجة، لكن أسعار هذه المحفزات مرتفعة، ومصادرها محدودة، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف المعالجة؛ كما أن استخدام ونقل HZ يتسم ببعض المخاطر. هذه الطريقة تواجه صعوبة في أكسدة أيونات SCNˉ الموجودة في المياه الملوثة، ولا تزال المياه بعد المعالجة تحتفظ بدرجة معينة من السمية. تم استخدام هذه التقنية لأول مرة في عام 1974 من قبل شركة دوبونت الأمريكية لمعالجة المياه الملوثة بالسيانيد، ثم تم استخدامها في ألمانيا عام 1984 في أحد مصانع تكرير الذهب في أفريقيا. في عام 1997، تم استخدامه بنجاح في منجم سانشانداو للذهب في شاندونغ لمعالجة المياه المتبقية من عملية التحميض. (4) طريقة أكسدة الأوزون: للأوزون قدرة أكسدة قوية للغاية، حيث يبلغ الجهد الكهربائي له 2.07 مللي فولت، وهو ثاني أقوى بعد الفلور. كما أنه يقوم بتحليل المكونات التي لا يمكن لأكسدة أخرى تحليلها بسهولة. آلية التفاعل الكيميائي في عملية الأكسدة بالأوزون هي: 2CNˉ + 2H⁺ + H₂O + O₃ → 2H₂CO₃ + 2O₂ + N₂. حيث يتفاعل الأوزون أولاً مع ** ليتكون سيانات، ثم تتحلل السيانات بفعل الماء لتنتج النيتروجين وأيونات الكربونات. يتم معالجة الملوثات الموجودة في المياه العادمة باستخدام طريقة أكسدة الأوزون، حيث يكفي استخدام جهاز لإنتاج الأوزون دون الحاجة إلى شراء أي مواد كيميائية أو نقلها. وبهذه الطريقة، يمكن تحقيق معايير التصريف المتكاملة للمياه العادمة، كما أن هذه الطريقة لا تضيف أي مواد ضارة أخرى إلى المياه العادمة، ولا تسبب تلوثًا ثانويًا، ولا حاجة إلى مزيد من المعالجة. لكن، بسبب ارتفاع تكلفة إنتاج الأوزون بواسطة أجهزة توليده وصعوبة صيانة هذه الأجهزة، فإن التطبيقات الصناعية له تواجه قيودًا معينة. طالما استطاع مولد الأوزون التغلب على العقبات في إنتاج الأوزون، فإن آفاق تطبيقاته الصناعية واسعة للغاية. تتطلب طريقة أكسدة الأوزون كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية، مما يجعل تطبيقها صعبًا في المناطق التي ينقصها الكهرباء. (ثالثاً) طرق معالجة المياه العادمة المحتوية على السيانيد بتركيزات عالية ومتوسطة (1) طريقة التفكك بالأحماض والامتصاص بالقلويات: تُعد طريقة التفكك بالأحماض والامتصاص بالقلويات الطريقة التقليدية لمعالجة المياه العادمة المحتوية على السيانيد بتركيزات عالية ومتوسطة، وقد استخدمت هذه الطريقة في مصانع التعدين في الداخل والخارج منذ فترة طويلة. آلية التفاعل في هذه الطريقة هي كالتالي: Me + 2CN⁻ + H₂SO₄ → MeSO₄ + 2HCN↑ (حيث Me تمثل أيونات مثل Na⁺، K⁺، Ca²⁺ إلخ). ويحدث التفاعل التالي أيضًا: HCN + NaOH → NaCN + H₂O. تتمثل خطوات العملية والمعايير التقنية في الحفاظ على قيمة pH بين 2 و3. نقطة الغليان للـ HCN هي 25.6 درجة مئوية، ويتم خلط حمض H₂SO₄ غير المتبخر مع المياه الملوثة، ثم يتم تسخين الخليط إلى درجة حرارة تتراوح بين 30 و40 درجة مئوية. في هذه الدرجة الحرارية، يصبح الـ HCN سهل الذوبان في الهواء، ويتم امتصاص الـ HCN الذي تم تبخيره باستخدام محلول NaOH؛ ويمكن إعادة استخدام محلول السيانيد الناتج. **تتراوح نسبة الامتصاص عمومًا بين 85% و95%. عند التحكم الجيد في ظروف العملية، يمكن أن تصل التركيزات الكتلية للسيانيد في السائل المتبقي إلى 3–5 ملغ/لتر، وعادةً ما تكون التركيزات الكتلية بين 10–20 ملغ/لتر؛ أما عند عدم التحكم الجيد في ظروف العملية، فإن التركيزات الكتلية للسيانيد في السائل المتبقي تكون بين 30–50 ملغ/لتر. التأثيرات الناجمة عن مياه الصرف الناتجة عن عملية الطلاء بالكبريتيد تكمن بشكل أساسي في بعض أيونات المعادن الثقيلة، أما في حالة مياه الصرف الناتجة عن تعدين الذهب، فإن العوامل المؤثرة أكثر تعقيدًا؛ فبالإضافة إلى المعادن الثقيلة مثل الحديد والنحاس والزنك والفضة والذهب، هناك أيضًا بعض الأيونات الحمضية التي تشارك في التفاعلات. على سبيل المثال: تحتوي مياه الصرف الصناعي المحتوية على السيانيد من العديد من مصانع السيانيد على كميات كبيرة من أيونات SCNˉ، والتي تخضع لرد فعل ترسيب لتكوين CuSCN الأبيض؛ وعندما يكون محتوى الحديد مرتفعًا، يتكون أيضًا راسب لأملاح الحديد. تتميز هذه الطريقة بقدرتها على استرداد أقصى قدر ممكن من **، مما يسمح بإعادة تدوير الموارد وتحقيق أعلى معدل استخدام لها، بالإضافة إلى تحقيق فوائد اقتصادية كبيرة؛ أما عيوبها فهي الاستثمار الأولي الضخم الذي يصعب على بعض المؤسسات الصغيرة والمتوسطة تحمله، وتعقيد عمليات التشغيل، بالإضافة إلى أن السائل المتبقي بعد المعالجة والذي يحتوي على السيانيد لا يستوفي معايير ** للتصريف والإطلاق. على سبيل المثال: تستخدم بعض مصانع معالجة خامات الذهب الكبيرة في منطقة شاندونغ عملية التحميض مرتين مع عملية الامتصاص بالمحلول القلوي مرتين أيضًا، ومع ذلك لا يتم تحقيق **معايير الإفراز، مما يتطلب معالجة إضافية للسوائل المتبقية. لذلك، فإن طريقة التبخير المحمض – الامتصاص القلوي مناسبة للمياه الملوثة التي تحتوي على تركيزات عالية من السيانيد، كما أن استخدامها مع تقنيات أخرى يعطي نتائج جيدة. تُعد طريقة التحلل الحمضي والتبخر مع الاستيعاب القاعدي فعالة للغاية، كما أنها تسمح باستغلال الموارد بكفاءة عالية، مما يؤدي إلى فوائد اقتصادية كبيرة. لكن تكلفة الاستثمار في هذه الطريقة مرتفعة، وتكاليف التشغيل كبيرة أيضًا، بالإضافة إلى صعوبة صيانة التقنيات المستخدمة فيها. (2) عملية الترسيب خطوتين للإزالة والدورة الكاملة المغلقة (طريقة الترسيب خطوتين). طريقة الترسيب خطوتين هي طريقة طورها معهد تشانغتشون لأبحاث الذهب أثناء معالجة مياه الصرف الصناعي لمصنع سيانيد في مقاطعة شاندونغ. يُعد هذا الأسلوب طريقة دورة مغلقة فعالة تم تطويرها خصيصًا لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن مصانع تكرير الذهب المتوسطة والصغيرة في البلاد، والتي تحتوي على تركيزات عالية من أيونات SCN⁻، وذلك بهدف تحقيق “صفر انبعاثات” من مياه الصرف. مبدأ التفاعل الأساسي هو كالتالي:
2Cu²⁺ + 2SCN⁻ → Cu₂(SCN)₂↓ (لونه أبيض)
Ca²⁺ + SO₄²⁻ → CaSO₄↓ (لونه أبيض)
Pb²⁺ + SO₄²⁻ → PbSO₄↓ (لونه أبيض)
H⁺ + CN⁻ → HCN
يترسب معظم مركب HCN في المحلول، ويتبخر كمية صغيرة فقط من غاز HCN، لكن يتم الحفاظ على ذلك داخل وعاء مغلق. في المحلول، تتراوح نسبة إزالة المعادن الثقيلة الضارة بين 80% و95%. يحتوي السائل الفقير المُحمض بعد الترسيب على كميات كبيرة من أيونات الكبريتات، ويتم معالجته عن طريق إضافة كلوريد الكالسيوم (في صورة عجينة) لتحييده، مع الحفاظ على قيمة الرقم الهيدروجيني بين 10 و12، مما يؤدي إلى تكوين كميات كبيرة من راسب أبيض. بعد التحييد، تحولت كميات كبيرة منها مرة أخرى إلى CN⁻، في الوقت نفسه تم التخلص من كميات كبيرة من SO₄²⁻. بعد فصل الجزء الصلب عن السائل، يمكن إعادة المحلول مباشرة إلى عملية الإنتاج للتدوير بعد إضافة سيانيد الصوديوم إليه. وفقًا لأسعار أواخر التسعينيات، فإن تكلفة معالجة كل متر مكعب من السائل الفقير بتركيز عالٍ (أكثر من 2000 ملغ/لتر) تبلغ 9.26 يوان، بينما يبلغ ربح استرداد الموارد ذات القيمة 37 يوانًا، مما يحقق ربحًا صافيًا قدره 27.74 يوانًا؛ وهذا يعكس فوائد اقتصادية كبيرة للغاية. عيب هذه الطريقة هو أنه يجب أن يتم ترسيب المادة في الخطوة الأولى بشكل كامل، ويستغرق ذلك وقتًا طويلًا؛ وإلا فإنه عند إضافة القاعدة، قد يحدث انحلال مرة أخرى لكبريتيد النحاس، مما يؤثر على فعالية المعالجة. المشكلة التقنية تكمن في أن كربيد الكالسيوم غير المترسب قد يتسبب في انسداد الصمامات. لذلك، يتطلب هذا الإجراء زيادة مدة المرحلة الثانية من عملية الترسيب. إذا تم التعامل مع مشكلة ترسيب CaSO4 الثانوي بشكل جيد في هذه العملية، فستكون لها آفاق تطبيقية واسعة. (3) طريقة الاستخلاص بالمذيبات: هي طريقة تم تطويرها في أواخر التسعينيات من القرن العشرين في جامعة تسينغهوا، في إحدى مصانع تكرير الذهب في مقاطعة شاندونغ، وهي طريقة لمعالجة سوائل السيانيد ذات التركيز العالي. مبدأ عملية الاستخلاص يعتمد على استخدام الأمينات العضوية في عملية الاستخلاص، ويحتوي السائل الناتج بعد الاستخلاص على كميات كبيرة من أيونات CN⁻، ويتم إعادته مباشرة إلى عملية الإنتاج لإعادة استخدامه؛ أما الطور العضوي المستخدم فيتم معالجته باستخدام محلول NaOH لإعادة تكوين الأمينات العضوية كمواد استخلاص، وبالتالي يمكن إعادة استخدام هذه المواد مرة أخرى. يحتوي المحلول المائي بعد المعالجة القلوية على كميات قليلة فقط من عناصر مثل النحاس والزنك، ولا يؤثر ذلك على عملية استخلاص الذهب والفضة، فيُعاد استخدامه في عملية إنتاج الذهب، مما يسمح بإعادة استخدام المذيبات وتحقيق دورة للسوائل ذات التركيز المنخفض. تصبح كمية السائل الفضلي المركز الذي يحتوي على نسبة عالية من النحاس والزنك 1/6 من حجم السائل الأصلي، كما يلزم استخدام طريقة التحميض لمعالجته، والكميات المتراكمة كبيرة، مما يجعل المعالجة اللاحقة معقدة. تعتبر تكلفة المذيبات مرتفعة مقارنة بالمواد الكيميائية غير العضوية مثل الأحماض والقواعد والأملاح المستخدمة في العمليات الأخرى. (4) طريقة التنقية الطبيعية: في الأوعية المستخدمة لتخزين المياه الملوثة بالسيانيد، أو في حوض الصناعة أو مخازن رواسب المناجم، يقل تركيز السيانيد تدريجيًا مع مرور الوقت، وذلك تحت تأثير درجة الحرارة والضغط في البيئة الطبيعية. تُسمى هذه الطريقة بطريقة التنقية الطبيعية. يشمل ذلك عمليات التبخر، والتحلل الذاتي، والأكسدة، والتحلل الضوئي الكيميائي، والتحلل البيولوجي، والامتصاص بواسطة الرواسب، وهو نتيجة لتفاعلات معقدة تجمع بين الفيزياء الكيميائية والكيمياء الضوئية والكيمياء البيولوجية. لذلك، لا تحتاج طريقة التنقية الطبيعية إلى استخدام أي معدات ميكانيكية، ولا إلى إضافة أي مواد كيميائية لتحقيق هدف الإزالة. تتميز طريقة التنقية الطبيعية بمزايا مثل انخفاض تكاليف الاستثمار والإنتاج؛ وقد اعتمدت شركات التعدين في الداخل والخارج هذه الطريقة، وهي تُستخدم بشكل أساسي كوسيلة للمعالجة التكميلية لمياه الصرف الصناعي التي تحتوي على تركيزات منخفضة من السيانيد. يتطلب أسلوب التنقية الطبيعية وقتًا كافيًا للتنقية ومساحة كافية لتبادل الأكسجين، بالإضافة إلى ظروف انتشار غازية سلسة وطبقة عازلة جيدة تحت الأرض؛ كما يجب أن يكون بعيدًا عن أماكن تواجد الطيور والمياه التي تشربها الكائنات الحية، مما يجعل شروط تطبيقه صارمة للغاية. يُستخدم هذا الأسلوب في صناعة إنتاج الذهب للمعالجة المسبقة واللاحقة، لكن بسبب عدم توفر الشروط اللازمة لتطبيقه، فإنه يتسبب بشكل متكرر في حوادث تلوث المياه وحالات التسمم. (5) الطرق البيولوجية: تتكون الطرق البيولوجية بشكل أساسي من طريقتين، وهما المعالجة بواسطة الكائنات الدقيقة والمعالجة بواسطة النباتات. التقنيات الحيوية التي وردت في الأدبيات هي في الأساس تقنيات المعالجة بالكائنات الدقيقة. تشمل طرق معالجة الميكروبات الشائعة طريقة الحمأة النشطة وطريقة الغشاء الحيوي. في الوقت الحالي، يتم تصميم الأغشية البيولوجية بشكل أساسي على شكل طبقات ملتصقة أو كمواد مالئة في أجهزة الترشيح البيولوجي، أو يتم استخدام أجهزة الترشيح البيولوجي على شكل أبراج لمعالجة المياه الملوثة بالسيانيد. كما تُستخدم النباتات المائية لمعالجة مياه النفايات التي تحتوي على تركيزات منخفضة من الرواسب، فعلى سبيل المثال، استخدمت إحدى مناجم الذهب في مقاطعة قوانغدونغ النباتات المائية لتحليل الكميات الضئيلة من ** في مياه النفايات، وكذلك استخدمت إحدى مناجم الذهب في حوض نهر هيلونغجيانغ النباتات لتحليل التركيزات المنخفضة من ** في المياه المطروحة. في السنوات الأخيرة، أصبحت طرق المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصناعي التي تحتوي على السيانيد اتجاهًا رئيسيًا للبحث في الداخل والخارج. **على الرغم من كونه مادة عضوية، إلا أن بعض الكائنات الدقيقة يمكنها الحصول على الكربون والنيتروجين منها، بل إن بعض الكائنات الدقيقة تستخدمه كمصدر للكربون والنيتروجين. وخلال عملياتها الأيضية، تحول هذه المادة إلى ثاني أكسيد الكربون أو الأمونيا أو الفورميك أو الفورماميد وما إلى ذلك، مما يجعل المياه الملوثة بهذه المادة قابلة للتحلل البيولوجي. يمكن للطريقة البيولوجية التغلب على عيوب مثل عدم إزالة المركبات السيانيدية المعدنية بشكل كامل، لكن هذه الطريقة تواجه مشاكل مثل التركيز المنخفض في المعالجة والقدرة الاستيعابية المحدودة. تعتبر طريقة المعالجة البيولوجية أيضًا واحدة من الطرق الواعدة، ويكمن مفتاح تكنولوجيتها في تطوير سلالات بكتيرية متفوقة قادرة على معالجة مياه الصرف ذات التركيز المتوسط مباشرة، أو طرق عملية جديدة. (6) الطريقة الغشائية: تتكون الطريقة الغشائية بشكل أساسي من طريقة الغشاء السائل، وطريقة الغشاء الغازي، بالإضافة إلى تقنيات الفصل باستخدام الأغشية. يعتمد مبدأ استرجاع ** باستخدام طريقة الفصل بالغشاء السائل بشكل أساسي على نظام الزيت المحيط بالماء. يشكل المذيب القاعدة الأساسية للغشاء، بينما تُرتب المجموعات المحبة للماء والمكرهة للماء في المواد الفعالة سطحيًا بشكل منظم لتثبيت شكل الغشاء؛ وتتشتت المستحلبات في الطور الثالث لتكوين غشاء سائل. بعد تحميض المياه الملوثة بالسيانيد، يمكن لـ HCN أن يخترق طبقة الزيت (الكيروسين أو المواد المساعدة على التماسك) ويدخل إلى الطور المائي الداخلي المحتوي على NaOH، حيث يتفاعل ليتكون NaCN. يتم استخدام فصل الطور الزيتي لاسترجاع HCN، وبعد تفكيك الترسيب يتم الحصول مجددًا على NaCN. في عام 1994، استخدم معهد داليان للكيمياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم طريقة الغشاء السائل في منجم جينسونغ للذهب بمقاطعة شاندونغ لمعالجة المياه الملوثة بالسيانيد، وبعد ذلك استخدم باحثون آخرون هذه الطريقة لاستخلاص **. طريقة الغشاء الغازي نادرة نسبيًا، وهي لا تزال في مرحلة التجارب المخبرية لاسترداد المياه العادمة المحتوية على السيانيد وإعادة تدويرها في دورة مغلقة. حالياً، تعتمد تقنيات الترشيح الدقيق والترشيح الفائق والترشيح النانوي والتحلية بالأسموزية العكسية وغيرها على تكنولوجيا فصل الأغشية. يعتمد مبدأ الفصل بواسطة الأغشية على استخدام أغشية الألياف المجوفة كمثال؛ حيث يتدفق على جانب واحد من الغشاء مياه الصرف المحتوية على السيانيد بعد تحميضها، بينما يتدفق على الجانب الآخر السائل القلوي الناتج عن عملية الاسترداد. يوجد فرق كيميائي في التركيز بين الجانبين، مما يجعل السيانيد الموجود في مياه الصرف ينتشر عبر مسام الغشاء إلى السائل القلوي، ويتفاعل الصوديوم هيدروكسيد مع السيانيد ليتكون الصوديوم سيانيد. تُستخدم تقنية الفصل بالأغشية على نطاق واسع في معالجة المياه الصناعية، ومعالجة مياه الصرف الصحي الحضري بشكل عميق، وكذلك في الإنتاج الصناعي؛ وفي مجال معالجة المياه التي تحتوي على السيانيد، يوجد إمكانية لاستخدام تقنية الفصل بالأغشية بالتزامن مع تقنيات أخرى. لكن من عيوب هذه التقنية ارتفاع تكلفة الاستثمار، واستهلاك الطاقة الكبير، وارتفاع التكاليف الإجمالية، بالإضافة إلى عدم كفاءة المعدات، وصعوبة التخلص من تلوث الأغشية. (7) طريقة الأكسدة بالهواء الرطب وطريقة الأكسدة بالماء فوق الحرج: يعتمد مبدأ كل من طريقة الأكسدة بالهواء الرطب وطريقة الأكسدة بالماء فوق الحرج على استخدام الأكسجين كعامل أكسدة، لمعالجة الملوثات التي تحتوي على السيانيد في تركيزات عالية، وذلك تحت درجات حرارة وضغوط عالية. توجد محطات معالجة المياه العادمة في الخارج، وفي الولايات المتحدة وحدها هناك 5 مصانع تستخدم طريقة الأكسدة الهوائية الرطبة لمعالجة مياه النفايات الناتجة عن الأكريلونيتريل. بدأت الأبحاث المحلية متأخرة؛ فقد قام بعض الباحثين بدراسة طريقة الأكسدة الهوائية الرطبة، واختاروا 5 عوامل رئيسية مثل درجة الحرارة والضغط لإجراء التجارب التجانسية. وأظهرت النتائج أن درجة الحرارة هي العامل المؤثر الرئيسي، يليه وقت التفاعل وقيمة الرقم الهيدروجيني وغيرها. أكسدة الماء فوق الحرجية هي تقنية ناشئة لمعالجة المياه الملوثة بالسيانيد. تم اقتراح هذه التقنية لأول مرة من قبل شركة Modeull، وتتميز بمزايا بارزة في التعامل مع الملوثات التي لا يمكن التخلص منها بالطرق التقليدية أو التي يصعب أكسدها بشكل كامل. تتميز هذه الطريقة بمعدل إزالة عالٍ للمواد السامة (أكثر من 9.9%)، وبنية المفاعل بسيطة وحجمه صغير، كما أن نطاق تطبيقها واسع. المنتج الناتج نظيف ولا يحتاج إلى معالجة إضافية، ويمكن تحقيق التسخين الذاتي دون الحاجة إلى تسخين خارجي. لكن، في ظل ظروف درجات الحرارة والضغط العالية، هناك متطلبات صارمة على مواد المعدات. في الصين، بدأت الأبحاث الأساسية في الظهور بشكل رئيسي في أواخر التسعينيات من القرن العشرين، وهناك العديد من الدراسات التي تم نشرها في هذا المجال. نظرًا للعيوب الموجودة في تقنية أكسدة الماء فوق الحرج، مثل مشاكل الحفازات ومشاكل مقاومة درجات الحرارة والضغط العالية بالإضافة إلى مشاكل ترسب الأملاح غير العضوية، فإن هذه الطريقة تتطلب معدات عالية الجودة، وتكاليف استثمارية كبيرة، كما أن استهلاك الطاقة فيها مرتفع. لكن مزاياها تتمثل في الأكسدة الكاملة وعدم وجود تلوث ثانوي، مما يسمح بالوصول إلى معايير الانبعاثات المطلوبة، وهو ما يجعلها خيارًا مثاليًا من حيث الصداقة مع البيئة، وهو الهدف المثالي الذي تسعى إليه تقنيات المعالجة. لم يتم تطبيق هذه الطريقة حتى الآن، وذلك بسبب عدم حل المشاكل التقنية؛ وعند حل المشاكل التقنية الرئيسية، ستكون هناك آفاق تطبيقية واسعة. (8) طريقة تبادل الأيونات: هي طريقة يتم فيها فصل المواد عن طريق تبادل الأيونات مع مواد التبادل الأيوني الموجودة في المحلول. لدى مركبات الكبريتيد المعدنية الموجودة في مياه النفايات السامة قدرة عالية على الارتباط براتنجات تبادل الأنيونات، ولذلك يتم استخدام راتنجات تبادل الأنيونات عادةً لاسترداد المعادن الثمينة من مياه النفايات. ميزة هذه الطريقة هي أن جودة المياه المُنقاة جيدة ومستقرة، كما يمكن إعادة استخدامها. نظرًا لصغر حجم راتنجات تبادل الأيونات وضعف قوتها الميكانيكية، يجب البحث عن راتنجات مثالية ذات سعة كبيرة وقوة عالية، بالإضافة إلى أجهزة متخصصة فعالة ومتكاملة. عملية تبادل الأيونات معقدة، وصعبة التشغيل، وتكاليف معالجتها مرتفعة، مع عوائد اقتصادية قليلة. نظرًا لاختلاف قدرة راتنجات تبادل الأيونات المختلفة على اختيار أيونات معينة، فإن التعامل مع الأنظمة المعقدة التي تحتوي على أيونات متعددة بشكل كامل يكون صعبًا. بعد استخدام طريقة راتنجات تبادل الأيونات لاستخلاص المذيبات التي تحتوي على السيانيد، يكون تركيز الكتلة المتبقية مرتفعًا جدًا، ولا يزال من الضروري استخدام طرق أخرى لمعالجتها مرة ثانية لتحقيق معايير التصريف. يتطلب تجديد راتنجات تبادل الأيونات تكرارًا مستمرًا، كما أن عمليات التشغيل معقدة وصيانتها صعبة وحجم العمل كبير. (9) طريقة التحلل بالضغط العالي والطريقة الكهروكيميائية: تتم طريقة التحلل بالضغط العالي في درجات حرارة وضغوط عالية، حيث يتفاعل أيون CN⁻ مع الماء لينتج أمونيا وكربونات غير سامة. كما يمكن لأملاح المعادن الانتقالية أن تلعب دورًا كعوامل مساعدة في تسريع هذا التفاعل. هذه الطريقة آمنة وفعالة، وتتعامل مع نطاق واسع من التركيزات الكثيفة للمواد، كما أن نتائجها جيدة ولا تسبب تلوثًا ثانويًا. بالإضافة إلى ذلك، فإن عملية استخدامها بسيطة ومستقرة. لكن هذه الطريقة تحتاج إلى معدات خاصة تعمل تحت درجات حرارة وضغوط عالية، كما أن تكاليف تشغيلها مرتفعة، مما يؤثر على انتشار استخدامها. أنشأت كندا في أوائل الخمسينيات من القرن العشرين معدات للهضم الحراري والضغطي على نطاق صناعي، وهي حالياً تعمل على تحسين هيكل المفاعلات وطريقة تشغيلها. في التطبيق العملي، يتم عادةً التحكم في درجة حرارة التفاعل ضمن نطاق 170°م إلى 180°م، ويتم التحكم في الضغط عند حوالي 0 إلى 9 ميجا باسكال، أما قيمة الرقم الهيدروجيني للتفاعل فيتم التحكم فيها عند حوالي 10.5. هناك القليل من الأبحاث المحلية حول طريقة التحلل بالضغط لمياه الصرف التي تحتوي على السيانيد، كما أن التقارير المتعلقة بها قليلة جدًا. لقد قام البعض بدراسة ميكانيكا **التحلل المائي** تحت ظروف الضغط الجوي العادي ； كما أجرى البعض تجارب معملية لقياس معدل إزالة السيانيد من المياه الملوثة بالسيانيد، مع أخذ عوامل مثل الضغط ودرجة الحرارة وقيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول في الاعتبار. من الطرق الكهروكيميائية الشائعة طريقة الأنتروز وطريقة الكهرباء. تعتبر الطريقة الكهربائية تقنية ناضجة نسبيًا لمعالجة المياه، وقد كان تطورها بطيئًا في البداية بسبب عوامل مثل تكلفة الطاقة وغيرها، وغالبًا ما تُستخدم لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن عمليات الطلاء التي تحتوي على السيانيد والكروم. في السنوات الأخيرة، ومع تطور صناعة الكهرباء، أصبحت الطريقة الكهربائية تقنية بارزة في معالجة المياه. لخص البعض مزايا تقنية معالجة المياه بالتحليل الكهربائي على النحو التالي: خلال عملية التحليل الكهربائي، يمكن **تحلل** المواد الضارة في المياه العادمة إلى ثاني أكسيد الكربون ومركبات غير عضوية بسيطة، دون حدوث تلوث ثانوي أو بحدوث القليل منه؛ كما أن كفاءة استخدام الطاقة عالية، لأن العمليات الكهروكيميائية تتم عادةً في درجة حرارة وضغط طبيعيين؛ ويمكن استخدام هذه التقنية إما بشكل منفرد أو بالاقتران مع طرق معالجة أخرى كخطوة تمهيدية للمعالجة، وعادةً ما تكون معدات التحليل الكهربائي وطرق تشغيلها بسيطة. من عيوب الطريقة الكهربائية استهلاكها العالي للطاقة، وطول مدة المعالجة، والحاجة إلى معدات كهربائية خاصة، بالإضافة إلى ارتفاع تكاليف التشغيل. كما أنها غير مناسبة لمعالجة المياه الملوثة بالسيانيد ذات التركيز المنخفض، وغالبًا ما تُستخدم في معالجة المياه الملوثة بالسيانيد ذات التركيز العالي. غالبًا ما يؤدي هذا الأسلوب، عند معالجة مياه الصرف الناتجة عن تعدين الذهب والتي تحتوي على السيانيد، إلى تدميرها بحيث لا يمكن استخدامها مرة أخرى، مما يشكل قيودًا. حاليًا، وصلت الصين إلى مستوى متقدم عالميًا في مجال تقنيات وطرق معالجة المياه الملوثة بالسيانيد، خاصة تقنية التحلل الأكسداتي لهذه المياه وتقنية إعادة الاستخدام الكامل لها في الإنتاج الصناعي، حيث أصبحت هذه التقنيات ناضجة إلى حد كبير. لكن، لا تزال جميع هذه الطرق غير كاملة، وهناك حاجة إلى مزيد من التحسينات. مياه الصرف الصحي المحتوية على السيانيد تأتي من مختلف الصناعات، وتختلف تركيزاتها الجودية وخصائصها ومكوناتها، مما يؤدي إلى اختلافات في اختيار الطرق والعمليات. من تحليل اتجاهات تطور الأساليب التقنية وتطبيقات العمليات، هناك الخصائص التالية: (1) بالنسبة لمياه الصرف الصناعي التي تحتوي على سيانيد بتركيز متوسط أو عالٍ ومياه الصرف البسيطة، فإن عمليات الاسترداد هي الخيار المفضل، مثل طريقة الاسترداد بالتحميض، وطريقة الاستخلاص، وطريقة الترسيب ذات المرحلتين، إلخ؛ ثم يتم معالجة السائل المتبقي بالأكسدة للوصول إلى معايير التصريف. عند استخدام هذه العمليات المركبة، يجب التركيز على معالجة النفايات الصلبة الناتجة أثناء العملية، أو بيعها كمنتجات ثانوية. (2) بالنسبة لمياه الصرف التي تحتوي على نسبة عالية أو منخفضة من السيانيد، فإن هناك مجموعة واسعة من الطرق الممكن استخدامها لمعالجتها. يمكن اختيار طريقة المعالجة المباشرة مثل الأكسدة الرطبة أو الأكسدة بالماء فوق الحرج. أما الطرق المستخدمة بشكل شائع فهي طريقة التحلل بالأكسدة مع استخدام الكربون النشط للترشيح. في الحالات التي تكون فيها مياه الصرف صافية وتحتوي على كميات قليلة من الرواسب والأملاح، يمكن اللجوء إلى طرق مثل التحلل تحت الضغط، أو تبادل الأيونات، أو تقنيات الفصل بالأغشية. يجب إعادة استخدام المياه المعالجة في عمليات الإنتاج قدر الإمكان، من أجل تقليل كمية مياه الصرف المطروحة في البيئة. (3) بالنسبة لمياه الصرف التي تقل فيها التركيز الكتلي للسيانيد عن 10 نانوغرام/لتر، يمكن استخدام عملية مزيجة من المعالجة البيولوجية والتطهير الطبيعي. يجب مراقبة المياه الملوثة التي تم معالجتها باستخدام هذه الطريقة بشكل صارم عند نقاط الصرف الكلية، ولا يسمح بتصريفها في البيئة المائية خارج المصنع إلا بعد تحقيق **معايير تصريف المياه الملوثة. وبناءً على ما سبق، يجب أن يتم معالجة المياه الملوثة بالسيانيد وفقًا لمبادئ الإنتاج النظيف والتنمية المستدامة، من خلال استرداد المعادن الثمينة قدر الإمكان، بالإضافة إلى إعادة استخدام المياه، وتقليل أو منع انبعاث الملوثات السامة. لذلك، هناك حاجة ملحة لتحسين وتطوير عمليات المعالجة الحالية، وتعزيز البحث في عمليات وأساليب جديدة، بحيث يتحقق التدوير الكامل لمياه الصرف التي تحتوي على السيانيد، ويتم تحقيق "صفر تصريف" للمياه العادمة.
Feso4·7H2O → Fe2+ + SO4^2- + 7H2O
Fe2+ + 6CN^- → Fe(CN)4^6
2Fe2+ + Fe(CN)4^6 → Fe2[Fe(CN)6]
وفي النهاية، يتحول المركب إلى مركب غير قابل للذوبان من نوع الأزرق البروسي. تتميز هذه الطريقة بسهولة التشغيل وانخفاض التكلفة، لكن بعد معالجة مياه الصرف الصحي لا تفي **بمعايير التصريف**. في سبعينيات القرن العشرين، استخدمت بعض الشركات المحلية هذه الطريقة، لكنها لم تعد تستخدمها الآن. من منظور الوقاية من المخاطر البيئية، يمكن اعتبار هذه الطريقة **إحدى الوسائل السريعة للتصدي لحوادث التلوث المفاجئة؛ حيث يسهم إضافة محلول كبريتات الحديدوز إلى الماء في تقليل درجة الضرر الناتج عن الملوثات السيانيدية بسرعة، مما يقلل من الأضرار البيئية، وخاصة على الكائنات المائية.** عندما تكون تركيز كتلة أيونات CNˉ في المياه العادمة منخفضة جدًا، فإن فعالية هذه الطريقة في المعالجة ضعيفة. يجب اختيار طريقة معالجة المياه الملوثة بالسيانيد وفقًا للظروف الخاصة. (ثانياً) طرق أكسدة المياه العادمة التي تحتوي على السيانيد بتركيزات متوسطة ومنخفضة: (1) طريقة التكلور القلوي. إن طريقة التكلور القلوي هي طريقة شائعة الاستخدام في الدول المختلفة. يتم إضافة مواد أكسدة من النوع ذو الطور الكهربائي المرتفع إلى المياه العادمة القلوية التي تحتوي على السيانيد، ومن المواد الأكسدة المستخدمة بشكل شائع: ClO2، وCl2 (سواء في الحالة الغازية أو السائلة)، والكلور، وهيدروكسيد الصوديوم، وكربونات الكلور، وأوليكات الكلور وغيرها. في المحاليل القلوية، يتكون عادةً أيون OCl⁻ أو مركبات الكلور ذات الطور العالي، **حيث يتم أكسدتها أولاً إلى سيانات، ثم أكسدتها لاحقًا إلى ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين.** التفاعلات الكيميائية الرئيسية هي:
OCl⁻ + CN⁻ + H₂O → CNCI + 2OH⁻
CNCI + 2H⁺ → CNO⁻ + Cl⁻ + H₂O
2CNO⁻ + 3OCI⁻ → CO₂↑ + N₂↑ + 3Cl⁻ + CO₃²⁻
يتم التحكم في قيمة الـ pH في تفاعلات الأكسدة عند حوالي 1، والعملية بسيطة؛ فبعد إضافة مادة الأكسدة المبنية على الكلور، يكفي فقط التحريك. عندما تكون تركيبة مياه الصرف الصحي معقدة، يكون استهلاك مؤكسدات الكلور مرتفعًا، حيث يبلغ عادةً من 4 إلى 9 أضعاف القيمة النظرية؛ كما يزداد الاستهلاك عندما لا تكون نقاوة المواد الكيميائية عالية أو عندما يكون محتوى أيون السيانات العُثر عالياً. وعند وجود معقدات فيروسيانيد الحديدوز، فإنها تتأكسد لتصبح معقدات فيروسيانيد الحديديك وهي مجموعات قابلة للذوبان، مما يجعل من الصعب على مياه الصرف المعالجة أن تلبي **معايير التصريف**. تتميز هذه الطريقة بأن مصادر المواد الكيميائية المستخدمة متعددة وأسعارها منخفضة، كما أن تكلفة المعدات المطلوبة قليلة. لكنها تسبب تلوثًا بيئيًا شديدًا، حيث تنتج ملوثات ثانوية مثل السيانيد، مما يشكل خطرًا كبيرًا على العمال. بالإضافة إلى ذلك، فإن استهلاك المواد الكيميائية كبير، ويؤدي الاستخدام المطول للمعدات إلى تآكلها بشكل كبير. (2) تُعرف طريقة إنكو لإزالة ثاني أكسيد الكبريت من الهواء باسم “طريقة إنكو”. وهي طريقة طورتها شركة إنكو في عام 1982. وتتمثل فكرتها في إضافة خليط من ثاني أكسيد الكبريت والهواء إلى السائل الناتج عن المعالجة، مع الحفاظ على قيمة الرقم الهيدروجيني بين 8 و10. وبفضل تأثير أيونات النحاس الثنائية كعامل محفز، يتم استخدام التفاعل المشترك بين ثاني أكسيد الكبريت والهواء لأكسدة المواد الضارة الموجودة في السائل الناتج عن المعالجة. من حيث عملية التفاعل، هناك ثلاث طرق رئيسية لإزالة **، وهي التطاير والأكسدة وامتصاص الرواسب؛ حيث تتكون الرواسب نتيجة التفاعل مع ماء الجير، ويكون حجمها كبيرًا، كما أنها تمتص كمية معينة من أيونات CNˉ. لا تقتصر هذه الطريقة على إزالة الجزء الأكبر من المواد الضارة من المحلول المركز، بل تستطيع أيضًا التخلص من مركبات الحديد والسيانيد. لكن هذه الطريقة لا تسمح باسترداد المكونات ذات القيمة، كما أنها عملية أكسدة تستهلك الموارد. بالإضافة إلى ذلك، فإن ثاني أكسيد الكبريت يعتبر ملوثًا للهواء، ومن الصعب تجنب انبعاثه وتسربه أثناء العمليات الكيميائية. وبعد معالجة المياه، يتم إنتاج كميات كبيرة من النفايات الصلبة التي تحتوي على السيانيد، مما يؤدي إلى انسداد الأنابيب. طريقة أكسدة ثاني أكسيد الكبريت بالهواء بسيطة، ومعداتها غير معقدة؛ وتكون نتائج المعالجة عمومًا أفضل من طريقة الأكسدة بالكلور (دون النظر إلى سمية الكبريت)، كما أن مصادر المواد الكيميائية متوفرة، وتكاليف المعالجة منخفضة، والاستثمار قليل. في عام 1984، بدأ معهد تشانغتشون للذهب في دراسة طريقة أكسدة ثاني أكسيد الكبريت في الهواء، وفي عام 1988 تم إجراء التجارب الصناعية الخاصة بهذه الطريقة. وفي عام 1991، تم تطبيق هذه الطريقة في مصنع السيانيد في تشاويوان بمقاطعة شاندونغ؛ حيث كانت التركيزات الأولية لمياه الصرف الناتجة عن السيانيد تتراوح بين 380 و400 ملغ/لتر، وكان معدل إزالة السيانيد أكثر من 9%، بينما كان معدل إزالة أيون SCNˉ يتراوح بين 46% و86%. وقد تم تحقيق نتائج جيدة باستخدام هذه الطريقة. في الخارج، هناك العديد من الأمثلة على استخدام هذه الطريقة في مصانع استخلاص الذهب بالسيانيد لمعالجة المياه الملوثة بالسيانيد؛ فهي تُستخدم في كندا والولايات المتحدة وأستراليا وغيرها من الدول. لهذه الطريقة تطبيقات أخرى أيضًا، مثل طريقة كبريتيت الصوديوم، وطريقة بيكربونات الصوديوم، وغيرها. (3) طريقة الأكسدة بـ H2O2: يتم أكسدة H2O2 في درجة حموضة تتراوح بين 9.5 و11، وفي درجة حرارة الغرفة، مع وجود أيونات النحاس (Cu2+) كمحفز، لتكوين أيون CNOˉ. بعد ذلك، يحدث تحلل لأيون CNOˉ، وتعتمد سرعة التحلل على درجة الحموضة. تتمثل التفاعلات الكيميائية الرئيسية فيما يلي: CNˉ + H2O2 → CNOˉ + H2O، وCNOˉ + 2H2O → NH4+ + CO32-. أما أيونات المعادن الثقيلة فإنها تتحول إلى رواسب من أكسيدات الهيدروجين، كما أن أيونات الفيرسيانيد تتفاعل مع أيونات المعادن الثقيلة الأخرى لتشكيل أملاح فيرسيانيدية. أما المعادن مثل النحاس والزنك التي توجد على شكل مركبات كيميائية تحتوي على السيانيد، فإنها بمجرد أن تتعرض للأكسدة، تتحول إلى رواسب من أكسيدات الهيدروجين. كما يمكن للهيدروجين بيروكسيد الزائد أن يتحلل بسرعة إلى ماء وأكسجين. تناسب هذه الطريقة معالجة مياه الصرف الصناعي المحتوية على السيانيد بتركيزات منخفضة. في طريقة أكسدة H2O2، يتم أيضًا شراء المحفزات من الخارج للمعالجة، لكن أسعار هذه المحفزات مرتفعة، ومصادرها محدودة، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف المعالجة؛ كما أن استخدام ونقل HZ يتسم ببعض المخاطر. هذه الطريقة تواجه صعوبة في أكسدة أيونات SCNˉ الموجودة في المياه الملوثة، ولا تزال المياه بعد المعالجة تحتفظ بدرجة معينة من السمية. تم استخدام هذه التقنية لأول مرة في عام 1974 من قبل شركة دوبونت الأمريكية لمعالجة المياه الملوثة بالسيانيد، ثم تم استخدامها في ألمانيا عام 1984 في أحد مصانع تكرير الذهب في أفريقيا. في عام 1997، تم استخدامه بنجاح في منجم سانشانداو للذهب في شاندونغ لمعالجة المياه المتبقية من عملية التحميض. (4) طريقة أكسدة الأوزون: للأوزون قدرة أكسدة قوية للغاية، حيث يبلغ الجهد الكهربائي له 2.07 مللي فولت، وهو ثاني أقوى بعد الفلور. كما أنه يقوم بتحليل المكونات التي لا يمكن لأكسدة أخرى تحليلها بسهولة. آلية التفاعل الكيميائي في عملية الأكسدة بالأوزون هي: 2CNˉ + 2H⁺ + H₂O + O₃ → 2H₂CO₃ + 2O₂ + N₂. حيث يتفاعل الأوزون أولاً مع ** ليتكون سيانات، ثم تتحلل السيانات بفعل الماء لتنتج النيتروجين وأيونات الكربونات. يتم معالجة الملوثات الموجودة في المياه العادمة باستخدام طريقة أكسدة الأوزون، حيث يكفي استخدام جهاز لإنتاج الأوزون دون الحاجة إلى شراء أي مواد كيميائية أو نقلها. وبهذه الطريقة، يمكن تحقيق معايير التصريف المتكاملة للمياه العادمة، كما أن هذه الطريقة لا تضيف أي مواد ضارة أخرى إلى المياه العادمة، ولا تسبب تلوثًا ثانويًا، ولا حاجة إلى مزيد من المعالجة. لكن، بسبب ارتفاع تكلفة إنتاج الأوزون بواسطة أجهزة توليده وصعوبة صيانة هذه الأجهزة، فإن التطبيقات الصناعية له تواجه قيودًا معينة. طالما استطاع مولد الأوزون التغلب على العقبات في إنتاج الأوزون، فإن آفاق تطبيقاته الصناعية واسعة للغاية. تتطلب طريقة أكسدة الأوزون كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية، مما يجعل تطبيقها صعبًا في المناطق التي ينقصها الكهرباء. (ثالثاً) طرق معالجة المياه العادمة المحتوية على السيانيد بتركيزات عالية ومتوسطة (1) طريقة التفكك بالأحماض والامتصاص بالقلويات: تُعد طريقة التفكك بالأحماض والامتصاص بالقلويات الطريقة التقليدية لمعالجة المياه العادمة المحتوية على السيانيد بتركيزات عالية ومتوسطة، وقد استخدمت هذه الطريقة في مصانع التعدين في الداخل والخارج منذ فترة طويلة. آلية التفاعل في هذه الطريقة هي كالتالي: Me + 2CN⁻ + H₂SO₄ → MeSO₄ + 2HCN↑ (حيث Me تمثل أيونات مثل Na⁺، K⁺، Ca²⁺ إلخ). ويحدث التفاعل التالي أيضًا: HCN + NaOH → NaCN + H₂O. تتمثل خطوات العملية والمعايير التقنية في الحفاظ على قيمة pH بين 2 و3. نقطة الغليان للـ HCN هي 25.6 درجة مئوية، ويتم خلط حمض H₂SO₄ غير المتبخر مع المياه الملوثة، ثم يتم تسخين الخليط إلى درجة حرارة تتراوح بين 30 و40 درجة مئوية. في هذه الدرجة الحرارية، يصبح الـ HCN سهل الذوبان في الهواء، ويتم امتصاص الـ HCN الذي تم تبخيره باستخدام محلول NaOH؛ ويمكن إعادة استخدام محلول السيانيد الناتج. **تتراوح نسبة الامتصاص عمومًا بين 85% و95%. عند التحكم الجيد في ظروف العملية، يمكن أن تصل التركيزات الكتلية للسيانيد في السائل المتبقي إلى 3–5 ملغ/لتر، وعادةً ما تكون التركيزات الكتلية بين 10–20 ملغ/لتر؛ أما عند عدم التحكم الجيد في ظروف العملية، فإن التركيزات الكتلية للسيانيد في السائل المتبقي تكون بين 30–50 ملغ/لتر. التأثيرات الناجمة عن مياه الصرف الناتجة عن عملية الطلاء بالكبريتيد تكمن بشكل أساسي في بعض أيونات المعادن الثقيلة، أما في حالة مياه الصرف الناتجة عن تعدين الذهب، فإن العوامل المؤثرة أكثر تعقيدًا؛ فبالإضافة إلى المعادن الثقيلة مثل الحديد والنحاس والزنك والفضة والذهب، هناك أيضًا بعض الأيونات الحمضية التي تشارك في التفاعلات. على سبيل المثال: تحتوي مياه الصرف الصناعي المحتوية على السيانيد من العديد من مصانع السيانيد على كميات كبيرة من أيونات SCNˉ، والتي تخضع لرد فعل ترسيب لتكوين CuSCN الأبيض؛ وعندما يكون محتوى الحديد مرتفعًا، يتكون أيضًا راسب لأملاح الحديد. تتميز هذه الطريقة بقدرتها على استرداد أقصى قدر ممكن من **، مما يسمح بإعادة تدوير الموارد وتحقيق أعلى معدل استخدام لها، بالإضافة إلى تحقيق فوائد اقتصادية كبيرة؛ أما عيوبها فهي الاستثمار الأولي الضخم الذي يصعب على بعض المؤسسات الصغيرة والمتوسطة تحمله، وتعقيد عمليات التشغيل، بالإضافة إلى أن السائل المتبقي بعد المعالجة والذي يحتوي على السيانيد لا يستوفي معايير ** للتصريف والإطلاق. على سبيل المثال: تستخدم بعض مصانع معالجة خامات الذهب الكبيرة في منطقة شاندونغ عملية التحميض مرتين مع عملية الامتصاص بالمحلول القلوي مرتين أيضًا، ومع ذلك لا يتم تحقيق **معايير الإفراز، مما يتطلب معالجة إضافية للسوائل المتبقية. لذلك، فإن طريقة التبخير المحمض – الامتصاص القلوي مناسبة للمياه الملوثة التي تحتوي على تركيزات عالية من السيانيد، كما أن استخدامها مع تقنيات أخرى يعطي نتائج جيدة. تُعد طريقة التحلل الحمضي والتبخر مع الاستيعاب القاعدي فعالة للغاية، كما أنها تسمح باستغلال الموارد بكفاءة عالية، مما يؤدي إلى فوائد اقتصادية كبيرة. لكن تكلفة الاستثمار في هذه الطريقة مرتفعة، وتكاليف التشغيل كبيرة أيضًا، بالإضافة إلى صعوبة صيانة التقنيات المستخدمة فيها. (2) عملية الترسيب خطوتين للإزالة والدورة الكاملة المغلقة (طريقة الترسيب خطوتين). طريقة الترسيب خطوتين هي طريقة طورها معهد تشانغتشون لأبحاث الذهب أثناء معالجة مياه الصرف الصناعي لمصنع سيانيد في مقاطعة شاندونغ. يُعد هذا الأسلوب طريقة دورة مغلقة فعالة تم تطويرها خصيصًا لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن مصانع تكرير الذهب المتوسطة والصغيرة في البلاد، والتي تحتوي على تركيزات عالية من أيونات SCN⁻، وذلك بهدف تحقيق “صفر انبعاثات” من مياه الصرف. مبدأ التفاعل الأساسي هو كالتالي:
2Cu²⁺ + 2SCN⁻ → Cu₂(SCN)₂↓ (لونه أبيض)
Ca²⁺ + SO₄²⁻ → CaSO₄↓ (لونه أبيض)
Pb²⁺ + SO₄²⁻ → PbSO₄↓ (لونه أبيض)
H⁺ + CN⁻ → HCN
يترسب معظم مركب HCN في المحلول، ويتبخر كمية صغيرة فقط من غاز HCN، لكن يتم الحفاظ على ذلك داخل وعاء مغلق. في المحلول، تتراوح نسبة إزالة المعادن الثقيلة الضارة بين 80% و95%. يحتوي السائل الفقير المُحمض بعد الترسيب على كميات كبيرة من أيونات الكبريتات، ويتم معالجته عن طريق إضافة كلوريد الكالسيوم (في صورة عجينة) لتحييده، مع الحفاظ على قيمة الرقم الهيدروجيني بين 10 و12، مما يؤدي إلى تكوين كميات كبيرة من راسب أبيض. بعد التحييد، تحولت كميات كبيرة منها مرة أخرى إلى CN⁻، في الوقت نفسه تم التخلص من كميات كبيرة من SO₄²⁻. بعد فصل الجزء الصلب عن السائل، يمكن إعادة المحلول مباشرة إلى عملية الإنتاج للتدوير بعد إضافة سيانيد الصوديوم إليه. وفقًا لأسعار أواخر التسعينيات، فإن تكلفة معالجة كل متر مكعب من السائل الفقير بتركيز عالٍ (أكثر من 2000 ملغ/لتر) تبلغ 9.26 يوان، بينما يبلغ ربح استرداد الموارد ذات القيمة 37 يوانًا، مما يحقق ربحًا صافيًا قدره 27.74 يوانًا؛ وهذا يعكس فوائد اقتصادية كبيرة للغاية. عيب هذه الطريقة هو أنه يجب أن يتم ترسيب المادة في الخطوة الأولى بشكل كامل، ويستغرق ذلك وقتًا طويلًا؛ وإلا فإنه عند إضافة القاعدة، قد يحدث انحلال مرة أخرى لكبريتيد النحاس، مما يؤثر على فعالية المعالجة. المشكلة التقنية تكمن في أن كربيد الكالسيوم غير المترسب قد يتسبب في انسداد الصمامات. لذلك، يتطلب هذا الإجراء زيادة مدة المرحلة الثانية من عملية الترسيب. إذا تم التعامل مع مشكلة ترسيب CaSO4 الثانوي بشكل جيد في هذه العملية، فستكون لها آفاق تطبيقية واسعة. (3) طريقة الاستخلاص بالمذيبات: هي طريقة تم تطويرها في أواخر التسعينيات من القرن العشرين في جامعة تسينغهوا، في إحدى مصانع تكرير الذهب في مقاطعة شاندونغ، وهي طريقة لمعالجة سوائل السيانيد ذات التركيز العالي. مبدأ عملية الاستخلاص يعتمد على استخدام الأمينات العضوية في عملية الاستخلاص، ويحتوي السائل الناتج بعد الاستخلاص على كميات كبيرة من أيونات CN⁻، ويتم إعادته مباشرة إلى عملية الإنتاج لإعادة استخدامه؛ أما الطور العضوي المستخدم فيتم معالجته باستخدام محلول NaOH لإعادة تكوين الأمينات العضوية كمواد استخلاص، وبالتالي يمكن إعادة استخدام هذه المواد مرة أخرى. يحتوي المحلول المائي بعد المعالجة القلوية على كميات قليلة فقط من عناصر مثل النحاس والزنك، ولا يؤثر ذلك على عملية استخلاص الذهب والفضة، فيُعاد استخدامه في عملية إنتاج الذهب، مما يسمح بإعادة استخدام المذيبات وتحقيق دورة للسوائل ذات التركيز المنخفض. تصبح كمية السائل الفضلي المركز الذي يحتوي على نسبة عالية من النحاس والزنك 1/6 من حجم السائل الأصلي، كما يلزم استخدام طريقة التحميض لمعالجته، والكميات المتراكمة كبيرة، مما يجعل المعالجة اللاحقة معقدة. تعتبر تكلفة المذيبات مرتفعة مقارنة بالمواد الكيميائية غير العضوية مثل الأحماض والقواعد والأملاح المستخدمة في العمليات الأخرى. (4) طريقة التنقية الطبيعية: في الأوعية المستخدمة لتخزين المياه الملوثة بالسيانيد، أو في حوض الصناعة أو مخازن رواسب المناجم، يقل تركيز السيانيد تدريجيًا مع مرور الوقت، وذلك تحت تأثير درجة الحرارة والضغط في البيئة الطبيعية. تُسمى هذه الطريقة بطريقة التنقية الطبيعية. يشمل ذلك عمليات التبخر، والتحلل الذاتي، والأكسدة، والتحلل الضوئي الكيميائي، والتحلل البيولوجي، والامتصاص بواسطة الرواسب، وهو نتيجة لتفاعلات معقدة تجمع بين الفيزياء الكيميائية والكيمياء الضوئية والكيمياء البيولوجية. لذلك، لا تحتاج طريقة التنقية الطبيعية إلى استخدام أي معدات ميكانيكية، ولا إلى إضافة أي مواد كيميائية لتحقيق هدف الإزالة. تتميز طريقة التنقية الطبيعية بمزايا مثل انخفاض تكاليف الاستثمار والإنتاج؛ وقد اعتمدت شركات التعدين في الداخل والخارج هذه الطريقة، وهي تُستخدم بشكل أساسي كوسيلة للمعالجة التكميلية لمياه الصرف الصناعي التي تحتوي على تركيزات منخفضة من السيانيد. يتطلب أسلوب التنقية الطبيعية وقتًا كافيًا للتنقية ومساحة كافية لتبادل الأكسجين، بالإضافة إلى ظروف انتشار غازية سلسة وطبقة عازلة جيدة تحت الأرض؛ كما يجب أن يكون بعيدًا عن أماكن تواجد الطيور والمياه التي تشربها الكائنات الحية، مما يجعل شروط تطبيقه صارمة للغاية. يُستخدم هذا الأسلوب في صناعة إنتاج الذهب للمعالجة المسبقة واللاحقة، لكن بسبب عدم توفر الشروط اللازمة لتطبيقه، فإنه يتسبب بشكل متكرر في حوادث تلوث المياه وحالات التسمم. (5) الطرق البيولوجية: تتكون الطرق البيولوجية بشكل أساسي من طريقتين، وهما المعالجة بواسطة الكائنات الدقيقة والمعالجة بواسطة النباتات. التقنيات الحيوية التي وردت في الأدبيات هي في الأساس تقنيات المعالجة بالكائنات الدقيقة. تشمل طرق معالجة الميكروبات الشائعة طريقة الحمأة النشطة وطريقة الغشاء الحيوي. في الوقت الحالي، يتم تصميم الأغشية البيولوجية بشكل أساسي على شكل طبقات ملتصقة أو كمواد مالئة في أجهزة الترشيح البيولوجي، أو يتم استخدام أجهزة الترشيح البيولوجي على شكل أبراج لمعالجة المياه الملوثة بالسيانيد. كما تُستخدم النباتات المائية لمعالجة مياه النفايات التي تحتوي على تركيزات منخفضة من الرواسب، فعلى سبيل المثال، استخدمت إحدى مناجم الذهب في مقاطعة قوانغدونغ النباتات المائية لتحليل الكميات الضئيلة من ** في مياه النفايات، وكذلك استخدمت إحدى مناجم الذهب في حوض نهر هيلونغجيانغ النباتات لتحليل التركيزات المنخفضة من ** في المياه المطروحة. في السنوات الأخيرة، أصبحت طرق المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصناعي التي تحتوي على السيانيد اتجاهًا رئيسيًا للبحث في الداخل والخارج. **على الرغم من كونه مادة عضوية، إلا أن بعض الكائنات الدقيقة يمكنها الحصول على الكربون والنيتروجين منها، بل إن بعض الكائنات الدقيقة تستخدمه كمصدر للكربون والنيتروجين. وخلال عملياتها الأيضية، تحول هذه المادة إلى ثاني أكسيد الكربون أو الأمونيا أو الفورميك أو الفورماميد وما إلى ذلك، مما يجعل المياه الملوثة بهذه المادة قابلة للتحلل البيولوجي. يمكن للطريقة البيولوجية التغلب على عيوب مثل عدم إزالة المركبات السيانيدية المعدنية بشكل كامل، لكن هذه الطريقة تواجه مشاكل مثل التركيز المنخفض في المعالجة والقدرة الاستيعابية المحدودة. تعتبر طريقة المعالجة البيولوجية أيضًا واحدة من الطرق الواعدة، ويكمن مفتاح تكنولوجيتها في تطوير سلالات بكتيرية متفوقة قادرة على معالجة مياه الصرف ذات التركيز المتوسط مباشرة، أو طرق عملية جديدة. (6) الطريقة الغشائية: تتكون الطريقة الغشائية بشكل أساسي من طريقة الغشاء السائل، وطريقة الغشاء الغازي، بالإضافة إلى تقنيات الفصل باستخدام الأغشية. يعتمد مبدأ استرجاع ** باستخدام طريقة الفصل بالغشاء السائل بشكل أساسي على نظام الزيت المحيط بالماء. يشكل المذيب القاعدة الأساسية للغشاء، بينما تُرتب المجموعات المحبة للماء والمكرهة للماء في المواد الفعالة سطحيًا بشكل منظم لتثبيت شكل الغشاء؛ وتتشتت المستحلبات في الطور الثالث لتكوين غشاء سائل. بعد تحميض المياه الملوثة بالسيانيد، يمكن لـ HCN أن يخترق طبقة الزيت (الكيروسين أو المواد المساعدة على التماسك) ويدخل إلى الطور المائي الداخلي المحتوي على NaOH، حيث يتفاعل ليتكون NaCN. يتم استخدام فصل الطور الزيتي لاسترجاع HCN، وبعد تفكيك الترسيب يتم الحصول مجددًا على NaCN. في عام 1994، استخدم معهد داليان للكيمياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم طريقة الغشاء السائل في منجم جينسونغ للذهب بمقاطعة شاندونغ لمعالجة المياه الملوثة بالسيانيد، وبعد ذلك استخدم باحثون آخرون هذه الطريقة لاستخلاص **. طريقة الغشاء الغازي نادرة نسبيًا، وهي لا تزال في مرحلة التجارب المخبرية لاسترداد المياه العادمة المحتوية على السيانيد وإعادة تدويرها في دورة مغلقة. حالياً، تعتمد تقنيات الترشيح الدقيق والترشيح الفائق والترشيح النانوي والتحلية بالأسموزية العكسية وغيرها على تكنولوجيا فصل الأغشية. يعتمد مبدأ الفصل بواسطة الأغشية على استخدام أغشية الألياف المجوفة كمثال؛ حيث يتدفق على جانب واحد من الغشاء مياه الصرف المحتوية على السيانيد بعد تحميضها، بينما يتدفق على الجانب الآخر السائل القلوي الناتج عن عملية الاسترداد. يوجد فرق كيميائي في التركيز بين الجانبين، مما يجعل السيانيد الموجود في مياه الصرف ينتشر عبر مسام الغشاء إلى السائل القلوي، ويتفاعل الصوديوم هيدروكسيد مع السيانيد ليتكون الصوديوم سيانيد. تُستخدم تقنية الفصل بالأغشية على نطاق واسع في معالجة المياه الصناعية، ومعالجة مياه الصرف الصحي الحضري بشكل عميق، وكذلك في الإنتاج الصناعي؛ وفي مجال معالجة المياه التي تحتوي على السيانيد، يوجد إمكانية لاستخدام تقنية الفصل بالأغشية بالتزامن مع تقنيات أخرى. لكن من عيوب هذه التقنية ارتفاع تكلفة الاستثمار، واستهلاك الطاقة الكبير، وارتفاع التكاليف الإجمالية، بالإضافة إلى عدم كفاءة المعدات، وصعوبة التخلص من تلوث الأغشية. (7) طريقة الأكسدة بالهواء الرطب وطريقة الأكسدة بالماء فوق الحرج: يعتمد مبدأ كل من طريقة الأكسدة بالهواء الرطب وطريقة الأكسدة بالماء فوق الحرج على استخدام الأكسجين كعامل أكسدة، لمعالجة الملوثات التي تحتوي على السيانيد في تركيزات عالية، وذلك تحت درجات حرارة وضغوط عالية. توجد محطات معالجة المياه العادمة في الخارج، وفي الولايات المتحدة وحدها هناك 5 مصانع تستخدم طريقة الأكسدة الهوائية الرطبة لمعالجة مياه النفايات الناتجة عن الأكريلونيتريل. بدأت الأبحاث المحلية متأخرة؛ فقد قام بعض الباحثين بدراسة طريقة الأكسدة الهوائية الرطبة، واختاروا 5 عوامل رئيسية مثل درجة الحرارة والضغط لإجراء التجارب التجانسية. وأظهرت النتائج أن درجة الحرارة هي العامل المؤثر الرئيسي، يليه وقت التفاعل وقيمة الرقم الهيدروجيني وغيرها. أكسدة الماء فوق الحرجية هي تقنية ناشئة لمعالجة المياه الملوثة بالسيانيد. تم اقتراح هذه التقنية لأول مرة من قبل شركة Modeull، وتتميز بمزايا بارزة في التعامل مع الملوثات التي لا يمكن التخلص منها بالطرق التقليدية أو التي يصعب أكسدها بشكل كامل. تتميز هذه الطريقة بمعدل إزالة عالٍ للمواد السامة (أكثر من 9.9%)، وبنية المفاعل بسيطة وحجمه صغير، كما أن نطاق تطبيقها واسع. المنتج الناتج نظيف ولا يحتاج إلى معالجة إضافية، ويمكن تحقيق التسخين الذاتي دون الحاجة إلى تسخين خارجي. لكن، في ظل ظروف درجات الحرارة والضغط العالية، هناك متطلبات صارمة على مواد المعدات. في الصين، بدأت الأبحاث الأساسية في الظهور بشكل رئيسي في أواخر التسعينيات من القرن العشرين، وهناك العديد من الدراسات التي تم نشرها في هذا المجال. نظرًا للعيوب الموجودة في تقنية أكسدة الماء فوق الحرج، مثل مشاكل الحفازات ومشاكل مقاومة درجات الحرارة والضغط العالية بالإضافة إلى مشاكل ترسب الأملاح غير العضوية، فإن هذه الطريقة تتطلب معدات عالية الجودة، وتكاليف استثمارية كبيرة، كما أن استهلاك الطاقة فيها مرتفع. لكن مزاياها تتمثل في الأكسدة الكاملة وعدم وجود تلوث ثانوي، مما يسمح بالوصول إلى معايير الانبعاثات المطلوبة، وهو ما يجعلها خيارًا مثاليًا من حيث الصداقة مع البيئة، وهو الهدف المثالي الذي تسعى إليه تقنيات المعالجة. لم يتم تطبيق هذه الطريقة حتى الآن، وذلك بسبب عدم حل المشاكل التقنية؛ وعند حل المشاكل التقنية الرئيسية، ستكون هناك آفاق تطبيقية واسعة. (8) طريقة تبادل الأيونات: هي طريقة يتم فيها فصل المواد عن طريق تبادل الأيونات مع مواد التبادل الأيوني الموجودة في المحلول. لدى مركبات الكبريتيد المعدنية الموجودة في مياه النفايات السامة قدرة عالية على الارتباط براتنجات تبادل الأنيونات، ولذلك يتم استخدام راتنجات تبادل الأنيونات عادةً لاسترداد المعادن الثمينة من مياه النفايات. ميزة هذه الطريقة هي أن جودة المياه المُنقاة جيدة ومستقرة، كما يمكن إعادة استخدامها. نظرًا لصغر حجم راتنجات تبادل الأيونات وضعف قوتها الميكانيكية، يجب البحث عن راتنجات مثالية ذات سعة كبيرة وقوة عالية، بالإضافة إلى أجهزة متخصصة فعالة ومتكاملة. عملية تبادل الأيونات معقدة، وصعبة التشغيل، وتكاليف معالجتها مرتفعة، مع عوائد اقتصادية قليلة. نظرًا لاختلاف قدرة راتنجات تبادل الأيونات المختلفة على اختيار أيونات معينة، فإن التعامل مع الأنظمة المعقدة التي تحتوي على أيونات متعددة بشكل كامل يكون صعبًا. بعد استخدام طريقة راتنجات تبادل الأيونات لاستخلاص المذيبات التي تحتوي على السيانيد، يكون تركيز الكتلة المتبقية مرتفعًا جدًا، ولا يزال من الضروري استخدام طرق أخرى لمعالجتها مرة ثانية لتحقيق معايير التصريف. يتطلب تجديد راتنجات تبادل الأيونات تكرارًا مستمرًا، كما أن عمليات التشغيل معقدة وصيانتها صعبة وحجم العمل كبير. (9) طريقة التحلل بالضغط العالي والطريقة الكهروكيميائية: تتم طريقة التحلل بالضغط العالي في درجات حرارة وضغوط عالية، حيث يتفاعل أيون CN⁻ مع الماء لينتج أمونيا وكربونات غير سامة. كما يمكن لأملاح المعادن الانتقالية أن تلعب دورًا كعوامل مساعدة في تسريع هذا التفاعل. هذه الطريقة آمنة وفعالة، وتتعامل مع نطاق واسع من التركيزات الكثيفة للمواد، كما أن نتائجها جيدة ولا تسبب تلوثًا ثانويًا. بالإضافة إلى ذلك، فإن عملية استخدامها بسيطة ومستقرة. لكن هذه الطريقة تحتاج إلى معدات خاصة تعمل تحت درجات حرارة وضغوط عالية، كما أن تكاليف تشغيلها مرتفعة، مما يؤثر على انتشار استخدامها. أنشأت كندا في أوائل الخمسينيات من القرن العشرين معدات للهضم الحراري والضغطي على نطاق صناعي، وهي حالياً تعمل على تحسين هيكل المفاعلات وطريقة تشغيلها. في التطبيق العملي، يتم عادةً التحكم في درجة حرارة التفاعل ضمن نطاق 170°م إلى 180°م، ويتم التحكم في الضغط عند حوالي 0 إلى 9 ميجا باسكال، أما قيمة الرقم الهيدروجيني للتفاعل فيتم التحكم فيها عند حوالي 10.5. هناك القليل من الأبحاث المحلية حول طريقة التحلل بالضغط لمياه الصرف التي تحتوي على السيانيد، كما أن التقارير المتعلقة بها قليلة جدًا. لقد قام البعض بدراسة ميكانيكا **التحلل المائي** تحت ظروف الضغط الجوي العادي ； كما أجرى البعض تجارب معملية لقياس معدل إزالة السيانيد من المياه الملوثة بالسيانيد، مع أخذ عوامل مثل الضغط ودرجة الحرارة وقيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول في الاعتبار. من الطرق الكهروكيميائية الشائعة طريقة الأنتروز وطريقة الكهرباء. تعتبر الطريقة الكهربائية تقنية ناضجة نسبيًا لمعالجة المياه، وقد كان تطورها بطيئًا في البداية بسبب عوامل مثل تكلفة الطاقة وغيرها، وغالبًا ما تُستخدم لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن عمليات الطلاء التي تحتوي على السيانيد والكروم. في السنوات الأخيرة، ومع تطور صناعة الكهرباء، أصبحت الطريقة الكهربائية تقنية بارزة في معالجة المياه. لخص البعض مزايا تقنية معالجة المياه بالتحليل الكهربائي على النحو التالي: خلال عملية التحليل الكهربائي، يمكن **تحلل** المواد الضارة في المياه العادمة إلى ثاني أكسيد الكربون ومركبات غير عضوية بسيطة، دون حدوث تلوث ثانوي أو بحدوث القليل منه؛ كما أن كفاءة استخدام الطاقة عالية، لأن العمليات الكهروكيميائية تتم عادةً في درجة حرارة وضغط طبيعيين؛ ويمكن استخدام هذه التقنية إما بشكل منفرد أو بالاقتران مع طرق معالجة أخرى كخطوة تمهيدية للمعالجة، وعادةً ما تكون معدات التحليل الكهربائي وطرق تشغيلها بسيطة. من عيوب الطريقة الكهربائية استهلاكها العالي للطاقة، وطول مدة المعالجة، والحاجة إلى معدات كهربائية خاصة، بالإضافة إلى ارتفاع تكاليف التشغيل. كما أنها غير مناسبة لمعالجة المياه الملوثة بالسيانيد ذات التركيز المنخفض، وغالبًا ما تُستخدم في معالجة المياه الملوثة بالسيانيد ذات التركيز العالي. غالبًا ما يؤدي هذا الأسلوب، عند معالجة مياه الصرف الناتجة عن تعدين الذهب والتي تحتوي على السيانيد، إلى تدميرها بحيث لا يمكن استخدامها مرة أخرى، مما يشكل قيودًا. حاليًا، وصلت الصين إلى مستوى متقدم عالميًا في مجال تقنيات وطرق معالجة المياه الملوثة بالسيانيد، خاصة تقنية التحلل الأكسداتي لهذه المياه وتقنية إعادة الاستخدام الكامل لها في الإنتاج الصناعي، حيث أصبحت هذه التقنيات ناضجة إلى حد كبير. لكن، لا تزال جميع هذه الطرق غير كاملة، وهناك حاجة إلى مزيد من التحسينات. مياه الصرف الصحي المحتوية على السيانيد تأتي من مختلف الصناعات، وتختلف تركيزاتها الجودية وخصائصها ومكوناتها، مما يؤدي إلى اختلافات في اختيار الطرق والعمليات. من تحليل اتجاهات تطور الأساليب التقنية وتطبيقات العمليات، هناك الخصائص التالية: (1) بالنسبة لمياه الصرف الصناعي التي تحتوي على سيانيد بتركيز متوسط أو عالٍ ومياه الصرف البسيطة، فإن عمليات الاسترداد هي الخيار المفضل، مثل طريقة الاسترداد بالتحميض، وطريقة الاستخلاص، وطريقة الترسيب ذات المرحلتين، إلخ؛ ثم يتم معالجة السائل المتبقي بالأكسدة للوصول إلى معايير التصريف. عند استخدام هذه العمليات المركبة، يجب التركيز على معالجة النفايات الصلبة الناتجة أثناء العملية، أو بيعها كمنتجات ثانوية. (2) بالنسبة لمياه الصرف التي تحتوي على نسبة عالية أو منخفضة من السيانيد، فإن هناك مجموعة واسعة من الطرق الممكن استخدامها لمعالجتها. يمكن اختيار طريقة المعالجة المباشرة مثل الأكسدة الرطبة أو الأكسدة بالماء فوق الحرج. أما الطرق المستخدمة بشكل شائع فهي طريقة التحلل بالأكسدة مع استخدام الكربون النشط للترشيح. في الحالات التي تكون فيها مياه الصرف صافية وتحتوي على كميات قليلة من الرواسب والأملاح، يمكن اللجوء إلى طرق مثل التحلل تحت الضغط، أو تبادل الأيونات، أو تقنيات الفصل بالأغشية. يجب إعادة استخدام المياه المعالجة في عمليات الإنتاج قدر الإمكان، من أجل تقليل كمية مياه الصرف المطروحة في البيئة. (3) بالنسبة لمياه الصرف التي تقل فيها التركيز الكتلي للسيانيد عن 10 نانوغرام/لتر، يمكن استخدام عملية مزيجة من المعالجة البيولوجية والتطهير الطبيعي. يجب مراقبة المياه الملوثة التي تم معالجتها باستخدام هذه الطريقة بشكل صارم عند نقاط الصرف الكلية، ولا يسمح بتصريفها في البيئة المائية خارج المصنع إلا بعد تحقيق **معايير تصريف المياه الملوثة. وبناءً على ما سبق، يجب أن يتم معالجة المياه الملوثة بالسيانيد وفقًا لمبادئ الإنتاج النظيف والتنمية المستدامة، من خلال استرداد المعادن الثمينة قدر الإمكان، بالإضافة إلى إعادة استخدام المياه، وتقليل أو منع انبعاث الملوثات السامة. لذلك، هناك حاجة ملحة لتحسين وتطوير عمليات المعالجة الحالية، وتعزيز البحث في عمليات وأساليب جديدة، بحيث يتحقق التدوير الكامل لمياه الصرف التي تحتوي على السيانيد، ويتم تحقيق "صفر تصريف" للمياه العادمة.