Reagense om koperloging in koperdraende gouderts-sianidasie te inhibeer

Inleiding

Sianidasie is 'n wyd gebruikte en effektiewe metode vir goudonttrekking uit goudhoudende ertse, veral in die geval van koperhoudende goudertse. Dit is gebaseer op die vermoë van sianiedione om stabiele komplekse met goud te vorm, wat die oplossing van goud uit die ertsmatriks moontlik maak. Die fundamentele chemiese reaksie in die sianidieproses vir goud is 4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O=4Na[Au(CN)_2]+4NaOH. Hierdie proses is al meer as 'n eeu die hoeksteen van die goudmynbedryf as gevolg van sy relatief hoë doeltreffendheid en goed verstaanbare tegnologie.

Wanneer daar egter met koperhoudende gouderts gewerk word, hou die teenwoordigheid van koperminerale aansienlike uitdagings in. Algemene koperminerale wat met goud geassosieer word, soos chalcopyriet (CuFeS_2), chalkokiet (Cu_2S), malachiet (Cu_2(OH)_2CO_3) en azuriet (Cu_3(OH)_2(CO_3)_2) is redelik reaktief in sianiedoplossings. Byvoorbeeld, in 'n sianiedbevattende medium kan chalkokiet soos volg reageer: Cu_2S + 4NaCN=2Na[Cu(CN)_2]+Na_2S. Hierdie reaksies lei tot die verbruik van 'n groot hoeveelheid sianied. Die oormatige verbruik van sianied verhoog nie net die produksiekoste nie, maar het ook omgewingsimplikasies as gevolg van die toksisiteit van sianied.

Boonop kan die oplossing van koper inmeng met die daaropvolgende prosesse van goudherwinning . Hoë vlakke van koper in die sianiedoplossing kan die doeltreffendheid van goud-sianiedkompleksvorming verminder, wat die gouduitlogingstempo verlaag . Dit is omdat koper met goud meeding vir sianiedione en suurstof in die oplossing, wat die chemiese ewewig wat benodig word vir doeltreffende goudontbinding, ontwrig. In sommige gevalle kan die teenwoordigheid van koper ook probleme veroorsaak in stroomaf prosesse soos sinksementering of koolstof-in-pulp (CIP) vir goudherwinning, wat lei tot laer goudherwinningstempo's en swak produkgehalte.

Daarom is dit van groot belang om effektiewe reagense te vind om die uitloging van koper tydens die sianiedvorming van koperhoudende goudertse te inhibeer. Sulke reagense kan help om die sianiedvormingsproses te optimaliseer, sianiedverbruik te verminder en die algehele doeltreffendheid van goudonttrekking te verbeter, wat die mynboubedrywighede meer ekonomies lewensvatbaar en omgewingsvriendelik maak. In die volgende afdelings sal ons verskeie reagense ondersoek wat vir hierdie doel bestudeer en gebruik is.

Die uitlogingskenmerke van koper in sianiedoplossings

In sianiedoplossings vertoon koperminerale wat met goud geassosieer word, duidelike logingsgedrag. Algemene primêre koperminerale soos chalcopyriet (CuFeS_2) en chalcosiet (Cu_2S), saam met malakiet (Cu_2(OH)_2CO_3), azuriet (Cu_3(OH)_2(CO_3)_2), borniet (Cu_5FeS_4), solative copperite, (Cu.

Hierdie koperminerale kan by kamertemperatuur (25^{\circ}C) geloog word. Die loogtempo van koper wissel baie, wat wissel van 5 - 10% tot meer as 90%. Byvoorbeeld, malachiet en asuriet, wat koper-karbonaatminerale is, is redelik reaktief in sianiedoplossings. Die chemiese reaksie van malakiet met sianied kan uitgedruk word as Cu_2(OH)_2CO_3+4NaCN + H_2O = 2Na[Cu(CN)_2]+Na_2CO_3 + 2NaOH. Dit wys dat onder die werking van sianied die koper in malakiet effektief opgelos kan word.

Wanneer daar met hoë-koper goudkonsentrate gewerk word, het die uitlogingsproses tydens sianied 'n paar "kliniese" simptome. Die verbruik van sianied word uiters hoog. Oor die algemeen, vir verskillende koperminerale, vereis die oplossing van 1 gram koper die verbruik van 2.3 - 3.4 gram natriumsianied . Terselfdertyd verbruik die oplossing van koper ook suurstof in die oplossing. Byvoorbeeld, in die uitlogingsproses van chalkosiet vind die reaksie 2Cu_2S+8NaCN + O_2+2H_2O = 4Na[Cu(CN)_2]+2Na_2S + 4NaOH plaas, wat nie net 'n groot hoeveelheid sianied verbruik nie, maar ook 'n beduidende hoeveelheid suurstof.

Boonop word die logingseffek relatief swak. Hoë vlakke van koper in die sianiedoplossing kan die doeltreffendheid van goud-sianiedkompleksvorming verminder. Koper kompeteer met goud vir sianiedione en suurstof in die oplossing. As gevolg hiervan word die chemiese ewewig wat nodig is vir doeltreffende goudontbinding ontwrig. Dit lei tot 'n afname in die goudlogingtempo en kan ook probleme veroorsaak in daaropvolgende goud-herwinningsprosesse soos sink-sementasie of koolstof-in-pulp (CIP), wat uiteindelik tot laer goud-herwinningsyfers en verlaagde produkgehalte lei.

Algemene reagense om koperloging te inhibeer

Lood Soute

Loodsoute word dikwels as reagense gebruik om koperloging in die sianidasie van koperdraende gouderts te inhibeer. Die algemeen gebruikte loodsoute sluit in loodnitraat (Pb(NO_3)_2), loodasetaat (C_4H_6O_4Pb\cdot3H_2O) en loodoksied (PbO).

Neem loodasetaat as voorbeeld. Navorsing het getoon dat die byvoeging van loodasetaat voor sianieduitloging die uitloging van koper effektief kan inhibeer, die uitloging van goud en silwer kan verbeter en die verbruik van natriumsianied kan verminder . Vir 'n sekere goudkonsentraat met 'n koperinhoud van 4.92%, wanneer 150 g/t loodasetaat direk voor uitloging bygevoeg word, onder die toestande van 'n maalfynheid van -0.037 mm deeltjiegrootte wat 95% uitmaak, 'n uitlogtyd van 48 uur, 'n natriumsianiedkonsentrasie van 0.5%, 'n pH van 12 en 'n pulpkonsentrasie van 40%, kan die goudgraad in die uitlogingsresidu verminder word tot 1.20 g/t, die gouduitlogingstempo bereik 97.55%, die silwerherwinningstempo is 60.28% en die natriumsianiedverbruik is 14.37 kg/t. Dit demonstreer duidelik die positiewe effek van loodasetaat in hierdie proses.

Die inhiberende meganisme van loodsoute kan verband hou met die vorming van onoplosbare verbindings. Lood kan byvoorbeeld met swaelbevattende stowwe in die erts reageer om onoplosbare loodsulfied te vorm. Hierdie reaksie verminder die hoeveelheid swaelbevattende stowwe wat met koperminerale kan reageer en sodoende die oplossing van koperminerale inhibeer. Daarbenewens kan loodsoute ook die oppervlak eienskappe van koperminerale beïnvloed, wat hul reaktiwiteit in die sianiedoplossing verminder.

Chelerende middels (bv. sitroensuur)

Cheleringsmiddels, soos sitroensuur, kan ook 'n rol speel om koperloging tydens sianidasie te inhibeer. Die chelerende - tipe loging - hulpmiddels soos sitroensuur werk deur 'n unieke meganisme. Sitroensuur bevat karboksiel- en hidroksielgroepe, wat met skadelike ione soos Cu^{2+}, Zn^{2+}, Fe^{2+} en Fe^{3+} in die pulp kan chelaat om stabiele chelate te vorm.

Byvoorbeeld, die karboksielgroep in sitroensuur kan met metaalione koördineer deur die eensame - paar elektrone van suurstofatome, wat 'n ringagtige struktuur vorm. Deur hierdie metaalione te chelaat, kan sitroensuur hul negatiewe impak op die sianidasie-logingsproses uitskakel, soos om hul suurstofverbruik in die oplossing te verminder. Boonop kan sitroensuur die oplos van gang-minerale soos kalsium- en magnesiumbevattende minerale inhibeer. Dit kan met die oppervlak van hierdie gangminerale in wisselwerking tree, wat hul oppervlaklading en hidrofiel-hidrofobiese eienskappe verander, wat dit moeiliker maak om in die sianiedoplossing op te los. Hierdie inhibisie van gang-minerale kan ook die "effektiewe aktiewe suurstof" in die pulp verbeter. Wanneer die gangminerale minder geneig is om op te los, verbruik hulle minder suurstof, en meer suurstof is beskikbaar vir die sianidasie van goud, wat voordelig is vir die uitloging van goud. Oor die algemeen kan die byvoeging van sitroensuur help om 'n gunstiger chemiese omgewing vir die sianidasie van goud te skep, wat die interferensie van ander metaalione verminder en die doeltreffendheid van goudontginning verbeter.

Ander (Kort inleiding)

Benewens die bogenoemde reagense, kan die beheer van die konsentrasie sianiedione ook 'n effektiewe manier wees om die oplossing van koper te verswak. Wanneer die konsentrasie sianiedione behoorlik binne 'n sekere reeks beheer word, kan die reaksietempo van koperminerale met sianied verminder word. Byvoorbeeld, vir sommige gouderts met 'n relatief hoë inhoud van maklik oplosbare koperminerale, deur die konsentrasie van vrye CN^ - ione op 'n relatief lae vlak (soos 0.05% - 0.10%) te hou, kan die oplostempo van koperminerale aansienlik vertraag word, terwyl die oplostempo van goudminerale steeds relatief hoog is, sodat die goudminerale hoofsaaklik op die oplos van goud inwerk.

Nog 'n metode is om die ammoniak-sianiedstelsel te gebruik. In die ammoniak-sianied-stelsel kan ammoniak komplekse met koperione vorm, wat die uitloging van koper tot 'n sekere mate kan inhibeer. As gevolg van die hoë wisselvalligheid van ammoniak is dit egter moeilik om 'n stabiele konsentrasie in die industriële produksieproses te handhaaf, wat die grootskaalse industriële toepassing daarvan beperk. Alhoewel hierdie metode die voordeel het om koperloging te verminder, moet die uitdagings in praktiese werking en kostedoeltreffendheid verder aangespreek word.

Faktore wat die effek van reagense beïnvloed

Die doeltreffendheid van reagense wat gebruik word om koperloging tydens die sianidasie van koperdraende gouderts te inhibeer, word beïnvloed deur verskeie faktore, wat van kardinale belang is om te verstaan ​​vir die optimalisering van die sianidasieproses.

Ore Eiendomme

1. Tipe koperminerale

1. Verskillende koperminerale het duidelike reaktiwiteite in sianiedoplossings. Byvoorbeeld, koperkarbonaatminerale soos malakiet (Cu_2(OH)_2CO_3) en azuriet (Cu_3(OH)_2(CO_3)_2) is relatief meer reaktief in vergelyking met sommige primêre sulfiedkoperminerale soos chalcopyriet (CuFeS_2). Malagiet reageer geredelik met sianied volgens die reaksie Cu_2(OH)_2CO_3+4NaCN + H_2O = 2Na[Cu(CN)_2]+Na_2CO_3 + 2NaOH. Hierdie hoë reaktiwiteit beteken dat wanneer reagense gebruik word om koperloging te inhibeer, 'n hoër dosis nodig mag wees vir ertse wat ryk is aan sulke reaktiewe koperminerale.

2. Daarenteen het chalcopyriet 'n meer komplekse struktuur en vereis meer energie en spesifieke reaksietoestande om in sianiedoplossings op te los. Onder sekere toestande kan dit egter steeds bydra tot aansienlike sianiedverbruik. Om die dominante koper-mineraaltipe in die erts te verstaan, is die eerste stap in die bepaling van die toepaslike reagens en die dosis daarvan.

2. Inhoud van koperminerale

1. Hoe hoër die koper-mineraalinhoud in die erts, hoe groter is die potensiaal vir koperloging en die ooreenstemmende verbruik van sianied. Byvoorbeeld, in 'n gouddraende erts met 'n koperinhoud van 5%, sal die hoeveelheid sianied wat deur koper-logingsreaksies verbruik word, baie hoër wees as in 'n erts met 'n koperinhoud van 1%. Gevolglik moet die reagens wat nodig is om koperloging te inhibeer, proporsioneel aangepas word. 'n Erts met 'n hoër koperinhoud kan 'n groter hoeveelheid loodsoute of chelaatvormende middels benodig om koperoplossing effektief te onderdruk. Navorsing het getoon dat vir elke 1% toename in die maklik-oplosbare koperinhoud in die erts, die verbruik van 'n lood-sout-gebaseerde inhibeerder dalk met 10 - 20 g/t verhoog moet word om dieselfde vlak van koper-loging inhibisie te handhaaf.

Prosesvoorwaardes

1. Sianied konsentrasie

1. Die konsentrasie sianied in die oplossing speel 'n dubbele rol in koperloging en die doeltreffendheid van inhibeerders. Wanneer die sianiedkonsentrasie laag is, word die tempo van koper-logingsreaksies verminder. Byvoorbeeld, as die vry - sianiedkonsentrasie (CN^ -) op 0.05% - 0.10% gehandhaaf word, kan die oplostempo van koperminerale aansienlik vertraag word. As die sianiedkonsentrasie egter te laag is, kan die logingtempo van goud ook negatief beïnvloed word.

2. Wanneer reagense soos loodsoute gebruik word, kan die optimale sianiedkonsentrasie vir hul doeltreffendheid verskil. In sommige gevalle kan 'n effens hoër sianiedkonsentrasie (ongeveer 0.15% - 0.20%) nodig wees om te verseker dat die lood-sout-inhibeerder onoplosbare verbindings met swaelbevattende stowwe in die erts kan vorm, wat koperloging effektief inhibeer. Maar as die sianiedkonsentrasie te hoog is, kan dit die oplos van koperminerale bevorder ten spyte van die teenwoordigheid van inhibeerders.

2. pH-waarde

1. Die pH van die sianiedoplossing is krities vir beide koperloging en die werking van inhibeerders. Oor die algemeen word die sianiederingsproses in 'n alkaliese medium uitgevoer, gewoonlik met 'n pH in die reeks van 10 - 11. By hierdie pH-reeks word die stabiliteit van die sianied-ioon gehandhaaf, en die hidrolise van sianied word tot die minimum beperk.

2. Vir chelaatvormende middels soos sitroensuur, beïnvloed die pH van die oplossing hul chelaatvormende vermoë. Sitroensuur bevat karboksiel- en hidroksielgroepe wat met metaalione chelaat. In 'n alkaliese medium word die dissosiasie van hierdie funksionele groepe bevorder, wat hul chelerende vermoë met koperione verbeter. As die pH egter te hoog is (bo 12), kan dit newe-reaksies veroorsaak wat die doeltreffendheid van die chelaatvormer kan verminder. Byvoorbeeld, in 'n hoogs alkaliese oplossing, kan sommige metaal-chelaat komplekse afbreek, wat die gecheleerde koperione terug in die oplossing vrystel.

3. Uitlogingstyd

1. Die logingstyd kan die mate van koperloging en die werkverrigting van inhibeerders beïnvloed. Soos die logingstyd toeneem, kan meer koper oplos as dit nie effektief geïnhibeer word nie. Byvoorbeeld, in 'n korttermyn-logingsproses (minder as 12 uur), kan die hoeveelheid koper wat geloog word relatief klein wees, en die inhibeerder kan die koper-logingtempo makliker beheer. Maar as die logingstyd tot 48 uur of meer verleng word, kan die kumulatiewe effek van koper-logingsreaksies meer betekenisvol word.

2. In die geval van lood-sout inhibeerders, kan 'n langer logingstyd 'n hoër aanvanklike dosis van die inhibeerder vereis. Dit is omdat die loodbevattende onoplosbare verbindings wat gevorm word, met verloop van tyd geleidelik verbruik kan word of hul doeltreffendheid kan afneem as gevolg van die voortdurende teenwoordigheid van reaktiewe stowwe in die sianiedoplossing. Dus, die logingstyd moet noukeurig oorweeg word wanneer die hoeveelheid en tipe reagens bepaal word wat gebruik moet word vir koper-loging inhibisie.

Gevallestudies en praktiese toepassings

Geval 1: Toediening van loodsoute in 'n goudmyn in Suid-Afrika

'n Goudmyn in Suid-Afrika was besig om 'n koperdraende gouderts met 'n koperinhoud van ongeveer 3% te verwerk. Voordat loodsoute as 'n inhibeerder gebruik is, het die sianideringsproses verskeie uitdagings in die gesig gestaar. Die verbruik van sianied was uiters hoog en het tot 15 kg/t erts bereik, en die goudlogingstempo was net sowat 80%. Die hoë koperinhoud in die erts het gelei tot beduidende koperoplossing tydens sianidering, wat nie net 'n groot hoeveelheid sianied verbruik het nie, maar ook inmeng met die goud-logingsproses.

Na die byvoeging van loodnitraat (Pb(NO_3)_2) teen 'n dosis van 200 g/t erts, is merkwaardige veranderinge waargeneem. Die sianiedverbruik is verminder tot 8 kg/t erts, 'n afname van sowat 47%. Die goudlogingskoers het tot 90% toegeneem. Die ekonomiese voordele was aansienlik. Met inagneming van die prys van sianied en die waarde van die bykomende goud wat herwin is, het die myn ongeveer $50 per ton verwerkte erts bespaar. Vanuit 'n omgewingsperspektief het die verminderde sianiedverbruik minder omgewingsrisiko beteken wat verband hou met sianiedlekkasie en wegdoening. Die hoeveelheid sianiedbevattende afval is ook verminder, wat voordelig was vir die plaaslike ekologiese omgewing.

Geval 2: Chelaatmiddel (sitroensuur) Toediening in 'n goudmyn in Australië

In 'n Australiese goudmyn het die erts 'n aansienlike hoeveelheid koperminerale bevat, hoofsaaklik chalkopiriet en sommige koperkarbonaatminerale. Die aanvanklike sianideringsproses sonder die gebruik van 'n chelaatvormer het 'n goudlogingtempo van 75% en 'n koperlogingtempo van 30% gehad. Die hoë koperlogingstempo het gelei tot 'n hoë verbruik van sianied, sowat 12 kg/t erts.

Toe sitroensuur teen 'n dosis van 1 kg/t erts by die sianideringsproses gevoeg is, het die situasie verbeter. Die koperlogingstempo is tot 10% verminder, en die goudlogingstempo het tot 85% toegeneem. Die verbruik van sianied het tot 6 kg/t erts afgeneem. Ekonomies was die koste van sitroensuurbyvoeging relatief laag in vergelyking met die besparings in sianiedverbruik en die verhoogde goudherwinning. Die myn het geraam dat hy sy jaarlikse wins met sowat $300,000 XNUMX kan verhoog. Omgewingsmatig het die verminderde koperloging minder koperbevattende afvalwater beteken, wat makliker was om te behandel en minder impak op waterbronne in die omliggende gebied gehad het.

Geval 3: Toepassing van 'n nuwe inhibeerder (MZY) in 'n Chinese goudmyn

'n Goudmyn in China het te doen gehad met 'n vuurvaste koper-draende gouderts. Die tradisionele sianiederingsproses het 'n goudlogingtempo van slegs 70% gehad en 'n hoë koperlogingtempo, wat 'n groot hoeveelheid sianiedverbruik veroorsaak het. Nadat 'n nuwe inhibeerder MZY teen 'n sekere dosis bygevoeg is, tesame met geoptimaliseerde prosestoestande, insluitend die byvoeging van 18 kg/t kalk en 1.2 kg/t natriumsianied, het die goudlogingstempo 83% - 84% bereik, en die koperlogingstempo is tot 4% - 5% verminder.

Hierdie nuwe proses het nie net die goud-logingsdoeltreffendheid verbeter nie, maar ook die sianiedverbruik aansienlik verminder. Die ekonomiese voordele was tweeledig: die verhoogde goudherwinning het meer waarde tot die produksie toegevoeg, en die verminderde sianiedverbruik het koste bespaar. Wat omgewingsbeskerming betref, het die laer sianiedverbruik en minder koperbevattende afval die omgewingslas verminder, wat die mynbedryf meer volhoubaar gemaak het. Hierdie gevallestudies demonstreer duidelik die praktiese waarde van die gebruik van reagense om koperloging in die sianidasie van koperdraende gouderts te inhibeer, beide in terme van ekonomiese voordele en omgewingsbeskerming.

Gevolgtrekking

In die sianiederingsproses van koperdraende gouderts lei die loging van koper nie net tot 'n hoë verbruik van sianied nie, maar het ook 'n negatiewe impak op die logingtempo van goud en daaropvolgende goudherwinningsprosesse. Daarom is die gebruik van reagense om koperloging te inhibeer van groot belang.

Loodsoute, soos loodnitraat, loodasetaat en loodoksied, kan koperloging effektief inhibeer deur onoplosbare verbindings met swaelbevattende stowwe in die erts te vorm of die oppervlakeienskappe van koperminerale te verander. Cheleringsmiddels soos sitroensuur kan met koperione en ander skadelike metaalione chelaat, wat hul negatiewe impak op die sianidasieproses verminder. Daarbenewens kan die beheer van sianiedkonsentrasie en die gebruik van die ammoniak-sianied-stelsel ook 'n rol speel om koperoplossing tot 'n sekere mate te verswak.

Die doeltreffendheid van hierdie reagense word deur verskeie faktore beïnvloed. Ertseienskappe, insluitend die tipe en inhoud van koperminerale, bepaal die reaktiwiteit van koper in die erts en beïnvloed dus die hoeveelheid reagens wat benodig word. Prosestoestande soos sianiedkonsentrasie, pH-waarde en logingstyd het ook 'n beduidende impak op die werkverrigting van reagense. Byvoorbeeld, 'n toepaslike sianiedkonsentrasie en pH-waarde kan die stabiliteit van die sianiedoplossing en die doeltreffendheid van die reagens verseker, terwyl die logingstyd die kumulatiewe effek van koper-logingsreaksies kan beïnvloed.

Deur gevallestudies het ons die praktiese toepassingswaarde van hierdie reagense gesien. In Suid-Afrika het die gebruik van loodnitraat in 'n goudmyn sianiedverbruik verminder en die goudlogingtempo verhoog, wat aansienlike ekonomiese voordele en omgewingsvoordele meegebring het. In Australië het die byvoeging van sitroensuur in 'n goudmyn koperloging en sianiedverbruik effektief verminder terwyl die goudlogingstempo verhoog is, wat voordelig was vir beide ekonomiese en omgewingsaspekte. In 'n Chinese goudmyn het die gebruik van 'n nuwe inhibeerder MZY, tesame met geoptimaliseerde prosestoestande, die goud-logingsdoeltreffendheid verbeter en die koper-logingtempo verminder, wat goeie ekonomiese en omgewingsresultate behaal het.

In die algemeen is dit nodig om die eienskappe van die erts en die vereistes van die proses volledig te oorweeg, en die toepaslike reagens- en bedryfstoestande te kies wanneer dit met die sianidasie van koperdraende gouderts te make het. Toekomstige navorsing kan daarop fokus om meer doeltreffende en omgewingsvriendelike reagense verder te ondersoek, asook om die kombinasie van reagense en prosesparameters te optimaliseer om meer doeltreffende, ekonomiese en omgewingsvolhoubare goud-onttrekkingsprosesse te bereik.