Працэс вылугавання цыянідам пры здабычы золата: поўны працэс ад растварэння да аднаўлення

Увядзенне

Здабыча золата з яго руд была прадметам вялікай цікавасці на працягу стагоддзяў. Сярод розных даступных метадаў, Вылугаванне цыянідам стаў адным з найбольш шырока выкарыстоўваных метадаў у рэкламным роліку Здабыча золата прамысловасць. Гэты працэс забяспечвае эфектыўнае растварэнне золата з матэрыялаў-асноў, што робіць магчымым аднаўленне каштоўнага металу ў больш канцэнтраванай форме. У гэтым артыкуле будзе разгледжаны поўны працэс цыяніднага вымывання пры здабычы золата, ад першапачатковага растварэння золата ў цыянідных растворах да канчатковага аднаўлення металу.

Растварэнне золата ў цыянідных растворах

Удзельныя хімічныя рэакцыі

Растварэнне золата ў растворах цыянідаў заснавана на складанай серыі хімічных рэакцый. Агульная рэакцыя можа быць прадстаўлена наступным раўнаннем:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

У гэтай рэакцыі золата (Au) рэагуе з Цыянід натрыю (NaCN) у прысутнасці кіслароду (O₂) і вады (H₂O) з адукацыяй дыянааўрата натрыю (Na[Au(CN)₂]) і гідраксіду натрыю (NaOH). Роля кіслароду ў гэтай рэакцыі мае вырашальнае значэнне, паколькі ён дзейнічае як акісляльнік, палягчаючы растварэнне золата.

Умовы для аптымальнага растварэння

Для эфектыўнага растварэння золата неабходна старанна кантраляваць некалькі ўмоў. Канцэнтрацыя цыяніду ў растворы з'яўляецца крытычным фактарам. Як правіла, у працэсе вылугавання выкарыстоўваецца канцэнтрацыя 0.05 - 0.1% NaCN. Больш высокая канцэнтрацыя можа прывесці да павелічэння спажывання цыяніду без прапарцыйнага павелічэння растварэння золата, у той час як меншая канцэнтрацыя можа прывесці да павольнага і няпоўнага вымывання.

Немалую ролю адыгрывае і pH раствора. Працэс вымывання найбольш эфектыўны ў слабашчолачным асяроддзі з дыяпазонам pH 9.5 - 11. Пры гэтым pH іёны цыяніду прысутнічаюць у недысацыяванай форме (HCN), якая больш рэакцыйная ў адносінах да золата. Рэгуляванне pH звычайна дасягаецца даданнем вапны (CaO) у раствор для вымывання.

Тэмпература - яшчэ адзін важны параметр. Нягледзячы на ​​тое, што рэакцыя можа адбывацца пры тэмпературы навакольнага асяроддзя, трохі падвышаная тэмпература каля 25 - 35°C можа павялічыць хуткасць растварэння золата. Аднак занадта моцнае павышэнне тэмпературы можа прывесці да раскладання цыяніду, зніжаючы яго эфектыўнасць.

Папярэдняя апрацоўка руд

Драбненне і драбненне

Перад пачаткам працэсу цыяніднага вылугавання золатазмяшчальныя руды неабходна папярэдне апрацаваць. Першы крок у гэтай папярэдняй апрацоўцы звычайна зруйнавальны і шліфоўка. Руду здрабняюць, каб паменшыць іх памер, а затым здрабняюць на дробныя часціцы. Гэта павялічвае плошчу паверхні руды, што дазваляе больш эфектыўна кантактаваць паміж часціцамі золата і растворам цыяніду падчас працэсу вылугавання.

Ступень памолу старанна кантралюецца. Празмернае драбненне можа прывесці да ўтварэння тонкай шламу, што можа выклікаць праблемы падчас наступных этапаў падзелу цвёрдага і вадкага стану. З іншага боку, недастатковая драбненне можа прывесці да недастатковага ўздзеяння часціц золата, што прывядзе да няпоўнага вымывання.

Абпал і біяакісленне

У некаторых выпадках залатыя руды могуць утрымліваць тугаплаўкія мінералы, якія прадухіляюць прамое растварэнне золата цыянідам. Для такіх руд могуць спатрэбіцца дадатковыя метады папярэдняй апрацоўкі, такія як абпал або біяакісленне.

Абпал прадугледжвае награванне руды ў прысутнасці паветра для акіслення тугаплаўкіх мінералаў, такіх як сульфіды. Гэты працэс акіслення расшчапляе мінералы, вызваляючы часціцы золата і робячы іх больш даступнымі для раствора цыяніду.

Біяакісленне, з іншага боку, выкарыстоўвае мікраарганізмы для акіслення тугаплаўкіх мінералаў. Гэта больш экалагічная альтэрнатыва смажанню, паколькі яна працуе пры больш нізкіх тэмпературах і вырабляе менш шкодных выкідаў. Мікраарганізмы, як правіла, бактэрыі або грыбкі, выбіраюцца на аснове іх здольнасці акісляць спецыфічныя тугаплаўкія мінералы, якія прысутнічаюць у рудзе.

Працэс вылугавання

Вылугаванне з мяшаным бакам

Вылугаванне ў баку з мяшаннем - адзін з найбольш распаўсюджаных метадаў вылугавання цыянідам. У гэтым працэсе папярэдне апрацаваная руда змешваецца з растворам цыяніду ў вялікіх ёмістасцях з мяшалкай. Рэзервуары абсталяваны мешалкамі, якія забяспечваюць дбайнае змешванне руды і раствора, спрыяючы кантакту паміж часціцамі золата і іёнамі цыяніду.

Час вылугаванне можа вар'іравацца ў залежнасці ад прыроды руды і ўмоў працы. Увогуле, працэс вылугавання можа заняць ад некалькіх гадзін да некалькіх дзён. На працягу гэтага часу перыядычна адбіраюцца і аналізуюцца пробы фільтрата для кантролю за ходам растварэння золата.

Кучное вылугаванне

Кучное вылугаванне - яшчэ адзін шырока выкарыстоўваны метад, асабліва для залатых руд з нізкім утрыманнем. У гэтым працэсе здробненая руда ўкладваецца ў вялікія кучы на ​​непранікальную падкладку. Затым раствор цыяніду распыляюць на верхнюю частку кучы і даюць магчымасць прасочвацца праз руду. Калі раствор праходзіць праз кучу, ён растварае часціцы золата, і атрыманы цяжкі раствор збіраецца на дне кучы.

Кучное вылугаванне з'яўляецца больш эканамічна эфектыўным метадам у параўнанні з Вылугаванне змешанага бака так як патрабуе меншых капіталаўкладанняў у абсталяванне. Аднак гэта больш павольны працэс і больш падыходзіць для руд з адносна нізкім утрыманнем золата.

Падзел цвёрдай вадкасці

Фільтраванне

Пасля завяршэння працэсу вылугавання наступным этапам з'яўляецца аддзяленне цвёрдага астатку (хвастоў) ад цяжарнага раствора, які змяшчае растворанае золата. Фільтраванне з'яўляецца адным з найбольш часта выкарыстоўваюцца метадаў для падзелу цвёрдай вадкасці і вадкасці. У гэтым працэсе завісь (сумесь цвёрдага і вадкага рэчыва) прапускаецца праз фільтруючае асяроддзе, напрыклад, фільтравальную тканіну або фільтр-прэс. Цвёрдыя часціцы затрымліваюцца на фільтруючым асяроддзі, а вадкасць (цяжарны раствор) праходзіць і збіраецца.

Выбар фільтруючага асяроддзя залежыць ад прыроды цвёрдых часціц і ўмоў эксплуатацыі. Напрыклад, у выпадках, калі цвёрдыя часціцы вельмі дробныя, можа спатрэбіцца больш тонкая сеткаватая фільтруючая тканіна.

Дэкантацыя

Дэкантацыя - гэта яшчэ адзін метад, які можна выкарыстоўваць для падзелу цвёрдай вадкасці і вадкасці, асабліва калі цвёрдыя часціцы адносна вялікія і лёгка асядаюць. У гэтым працэсе завісі даюць пастаяць у адстойніку на працягу пэўнага часу. Цвёрдыя часціцы асядаюць на дно бака пад дзеяннем сілы цяжару, а празрыстую надосадочную вадкасць (цяжарны раствор) затым асцярожна зліваюць.

Дэкантацыя з'яўляецца больш простым і менш энергаёмістым метадам у параўнанні з фільтраваннем. Аднак ён можа быць не такім эфектыўным для аддзялення вельмі дробных цвёрдых часціц.

Аднаўленне золата з раствора для цяжарных

Адсорбцыя актываваным вуглём

Адным з найбольш распаўсюджаных метадаў здабывання золата з раствора з'яўляецца Адсорбцыя актываваным вуглём. Пры гэтым у раствор цяжарнай дадаюць актываваны вугаль. Золата-цыянідны комплекс мае моцнае сродство да паверхні актываванага вугалю, і ў выніку золата адсарбуецца на часціцах вугляроду.

Затым часціцы вугляроду аддзяляюць ад раствора, звычайна шляхам прасейвання або фільтрацыі. Затым насычаны золатам вуглярод дадаткова апрацоўваецца для дэсорбцыі золата. Звычайна гэта робіцца шляхам апрацоўкі вугляроду парай пры высокай тэмпературы або з выкарыстаннем хімічнага дэсарбцыйнага агента.

Ападкі цынку

Асаджэнне цынкам, таксама вядомае як працэс Меррила - Кроу, з'яўляецца яшчэ адным метадам здабывання золата. У гэтым працэсе ў цяжарны раствор дадаецца цынкавая пыл. Цынк больш электрапазітыўны, чым золата, і ў выніку выцясняе золата з золата-цыяніднага комплексу. Рэакцыю можна прадставіць наступным раўнаннем:

2Na[Au(CN)₂] + Zn → 2Au + Na₂[Zn(CN)₄]

Асаджанае золата разам з любым цынкам, які не прарэагаваў, утварае цвёрды асадак. Затым гэты асадак аддзяляюць ад раствора, а золата дадаткова ачышчаюць, каб атрымаць чысты прадукт.

Ачыстка золата

Выплаўка

Пасля таго, як золата было вынята з цяжарнага раствора, яго звычайна трэба ачысціць, каб выдаліць любыя пакінутыя прымешкі. Выплаўленне з'яўляецца адным з найбольш распаўсюджаных метадаў ачысткі золата. У гэтым працэсе матэрыял, які змяшчае золата, награваецца да высокай тэмпературы ў прысутнасці флюсу, напрыклад буры. Флюс дапамагае знізіць тэмпературу плаўлення золата, а таксама ўступае ў рэакцыю з прымешкамі, утвараючы дзындра, якую можна аддзяліць ад расплаўленага золата.

Затым расплаўленае золата разліваюць у формы для фарміравання зліткаў. Гэтыя зліткі можна далей апрацоўваць або прадаваць як паўфабрыкат.

Электралітычнае рафінаванне

Электралітычнае рафінаванне з'яўляецца больш дасканалым метадам для рафінавання золата. У гэтым працэсе анод, які змяшчае золата, змяшчаецца ў электралітычную ячэйку разам з катодам з чыстага золата. Электраліт звычайна ўяўляе сабой раствор хларыду золата або іншых соляў золата. Калі электрычны ток праходзіць праз элемент, золата з анода раствараецца ў электраліце, а затым асядае на катодзе.

Прымешкі, якія з'яўляюцца больш электрастаноўчымі, чым золата, раствараюцца ў электраліце, але не асядаюць на катодзе, у той час як прымешкі, якія з'яўляюцца менш электрастаноўчымі, чым золата, застаюцца ў выглядзе асадка на дне элемента. У выніку атрымліваецца золата вельмі высокай чысціні.

Экалагічныя меркаванні

Кіраванне цыянідамі

Цыянід з'яўляецца вельмі таксічным рэчывам, і правільнае кіраванне цыянідам у працэсе здабычы золата мае надзвычай важнае значэнне. Выкарыстанне цыяніду ў здабычы золата строга рэгулюецца ў многіх краінах, каб мінімізаваць яго ўздзеянне на навакольнае асяроддзе і здароўе чалавека.

Адным з ключавых аспектаў барацьбы з цыянідамі з'яўляецца прадухіленне разліваў цыянідаў. Пры здабычы карысных выкапняў павінны быць устаноўлены належныя сістэмы ўтрымання, каб прадухіліць уцечку раствораў, якія змяшчаюць цыянід, у навакольнае асяроддзе. Акрамя таго, ачыстка сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід, таксама мае вырашальнае значэнне. Існуе некалькі метадаў ачысткі сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід, такіх як хімічнае акісленне, біялагічная ачыстка і іённы абмен.

Утылізацыя хвастоў

Цвёрдыя рэшткі (хвасты), якія ўтвараюцца пасля працэсу здабычы золата, таксама неабходна правільна ўтылізаваць. Хвасты могуць утрымліваць слядовыя колькасці цыяніду і іншых цяжкіх металаў, якія пры няправільным абыходжанні могуць прадстаўляць пагрозу для навакольнага асяроддзя.

Адным з распаўсюджаных метадаў утылізацыі хвастоў з'яўляецца захоўванне іх у хвастасховішчах. Гэтыя плаціны прызначаныя для ўтрымання хвастоў і прадухілення выкіду забруджвальных рэчываў у навакольнае асяроддзе. У некаторых выпадках хвасты могуць таксама падвяргацца паўторнай апрацоўцы, каб атрымаць рэшткі каштоўных мінералаў або паменшыць уздзеянне на навакольнае асяроддзе.

Conclusion

Працэс цыяніднага вылугавання пры здабычы золата - гэта складаны і шматэтапны працэс, які ўключае растварэнне золата ў цыянідных растворах, папярэднюю апрацоўку руд, вышчалачванне, аддзяленне цвёрдых і вадкасцяў, здабычу золата, рафінаванне і рацыянальнае прыродакарыстанне. Кожны крок у гэтым працэсе старанна кантралюецца, каб забяспечыць эфектыўную здабычу і здабычу золата пры мінімізацыі ўздзеяння на навакольнае асяроддзе. Нягледзячы на ​​​​праблемы, звязаныя з выкарыстаннем цыяніду, гэты працэс застаецца важным і шырока выкарыстоўваным метадам у прамысловасці камерцыйнай здабычы золата з-за яго высокай эфектыўнасці і адносна нізкай кошту. Аднак вядуцца пастаянныя даследаванні і распрацоўкі для распрацоўкі альтэрнатыўных метадаў, больш экалагічных і ўстойлівых.