Novel reactor for cyanide solution treatment

Authors

  • Luc Fortin,

    1. Alcan International Limited, Arvida Research and Development Centre, P.O. Box 1250, Jonquière, QC G7S 4K8, Canada
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  • Vijaya K. Kasireddy,

    1. Alcan International Limited, Arvida Research and Development Centre, P.O. Box 1250, Jonquière, QC G7S 4K8, Canada
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  • Gervais Soucy,

    Corresponding author
    1. Plasma Technology Research Center (CRTP), Department of Chemical Engineering, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1K 2R1, Canada
    • Plasma Technology Research Center (CRTP), Department of Chemical Engineering, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, QC J1K 2R1, Canada
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  • Jean-Luc Bernier

    1. Alcan Aluminium Ltd, Usine Grande Baie, P.O. Box 900, Ville de la Baie, QC G7B 4G9, Canada
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Abstract

This paper presents the treatment of cyanide solution being derived from the aluminum industry by direct contact with thermal plasma in a novel reactor. The energy is provided by a plasma submerged in the solution which allows direct contact between the plasma and the solution. The scope of this study was to determine the feasibility of treating free and complex cyanides in solution through bench-scale operations. An innovative reactor was designed and fabricated to provide stable operating conditions. Many parameters were studied, such as the NaOH concentration (32 and 57 g/L), initial SPL (Spent PotLining) leachate concentration (154 and 354 mg/L), plasma power (10 and 19 kW) and relative reactor pressure (0 and 1.34 MPa). These experiments allowed us to evaluate the kinetics of complex cyanide decomposition under thermal plasma conditions. At atmospheric pressure (about 100°C), the rate of cyanide decomposition was 12 times greater than that of thermal hydrolysis occurring in a plug flow reactor at the same temperature. These improvements are attributed to the presence of both steep thermal gradients and reaction photocatalysis by the plasma UV radiation.

Abstract

On décrit dans cet article le traitement d'une solution de cyanure provenant de l'industrie de l'aluminium par contact direct avec du plasma thermique dans un nouveau réacteur. L'énergie est fournie par un plasma immergé dans la solution, ce qui permet le contact direct entre le plasma et la solution. Le but de cette étude était de déterminer la possibilité de traiter des cyanures libres et complexes dans une solution par des opérations sur bancs d'essai. On a fabriqué un réacteur novateur pour obtenir des conditions de fonctionnement stables. De nombreux paramètres ont été étudiés, tels que la concentration de NaOH (32 et 57 g/L), la concentration de lixiviat de SPL (Spent PotLining) initiale (154 et 354 mg/L), la puissance du plasma (10 et 19 kW) et la pression relative du réacteur (0 et 1,34 MPa). Ces expériences nous ont permis d'évaluer la cinétique de décomposition de cyanure complexe dans des conditions de plasma thermiques. À la pression atmospherique (environ 100°C), la vitesse de décomposition du cyanure est 12 fois plus grande que celle de l'hydrolyse thermique dans un réacteur à écoulement piston à la même température. Ces améliorations sont imputées à la présence à la fois de très forts gradients thermiques et à la photocatalyse de réaction due à la radiation UV du plasma.

Ancillary