Дискусия върху технологията за извличане на злато с натриев цианид

Въведение

Златото, благороден метал, високо ценен заради своята рядкост, ковкост и устойчивост на корозия, е символ на богатство и средство за размяна от векове. Извличането на злато от рудите му е сложен процес, който се е развивал с течение на времето. Сред различните методи, използването на натриев цианид при извличане на злато , известно като цианидиране, е доминиращата техника от 1970-те години на миналия век. Тази публикация в блога ще се задълбочи в детайлите на тази техника, нейните принципи на работа, съображения за опазване на околната среда и безопасност, както и бъдещи перспективи.

Ролята на цианида в извличането на злато

Как цианидът реагира със златото

Цианидът, химично съединение, съдържащо въглерод и азот, образува разтворим комплекс със златото в присъствието на кислород. Реакцията може да бъде представена със следното химично уравнение:

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

При тази реакция златото се окислява и образува стабилен, разтворим комплекс, натриев ауроцианид ( Na[Au(CN)₂]). Това позволява златото да бъде отделено от рудната матрица и извлечено чрез последващи процеси.

Условия за ефективно цианиране

За да бъде процесът на цианиране ефективен, трябва да бъдат изпълнени няколко условия. Концентрацията на натриев цианид в разтвора за излугване обикновено варира от 100 ppm до 500 ppm (0.01% - 0.05%). Поддържа се подходящо ниво на pH, обикновено около 10 - 11, за да се предотврати образуването на циановодороден газ, който е силно токсичен. Освен това, наличието на кислород е от решаващо значение, тъй като той действа като окислител в реакцията. В някои случаи обаче, поради съображения за разходи, въвеждането на допълнителен кислород за ускоряване на процеса на излугване не винаги се извършва в мелниците.

Процесът на излугване с цианид

Подготовка на рудата

Преди излугване с цианид, златосъдържащата руда трябва да се подготви. Това обикновено включва раздробяване и смилане на рудата, за да се увеличи нейната повърхност. Колкото по-фини са частиците руда, толкова по-изложено е златото на цианидния разтвор, което повишава ефективността на излугването. След раздробяване и смилане, рудата може да бъде допълнително обработена чрез гравитационно разделяне или флотация, за да се отстранят някои от минералите от пустинната порода и да се концентрира златосъдържащата фракция.

Излугване на купчина

Излужването на купчини е широко използван метод в мащабните операции по добив на злато. При този процес подготвената руда се подрежда на големи купчини върху непропусклива облицовка. След това разреден разтвор на натриев цианид се напръсква или капе върху купчината руда. Докато разтворът преминава през купчината, той реагира със златото в рудата, образувайки разтворими злато-цианидни комплекси. Тези комплекси се събират на дъното на купчината в резервоар или система за събиране.

Купното излугване е рентабилно, особено за нискокачествени руди. Въпреки това изисква внимателно управление, за да се предотврати изтичането на разтвори, съдържащи цианид, в околната среда.

Излугване от вана (контролирани мелници)

Излужването във ваната, известно още като цианидиране в вана или излугване чрез разбъркване, често се извършва в специализирана мелница в минните помещения. При този метод фино натрошената руда се поставя в вани или резервоари. Добавя се разтвор, съдържащ цианид, и сместа се разбърква, за да се осигури добър контакт между рудата и разтвора. Кислородът във въздуха или понякога допълнителен кислород се въвежда, за да се улесни реакцията.

В сравнение с купчинното излугване , излугването във вана позволява по-добър контрол на условията на излугване, като температура, pH и скорост на разбъркване. Обикновено обаче е по-скъпо поради необходимостта от специализирано оборудване и по-висока консумация на енергия.

Извличане на злато от цианидни разтвори

След като златото се разтвори в цианидния разтвор, то трябва да бъде възстановено. Има два основни метода за това:

1. Въглерод в излужване (CIL) и въглерод в пулпа (CIP) : При CIL процеса активният въглен се добавя директно към цианидно излужената пулпа. Златните цианидни комплекси се адсорбират върху повърхността на активния въглен поради голямата му повърхност и силните адсорбционни свойства. При CIP процеса пулпата първо се отделя от разтвора, след което разтворът се прекарва през серия резервоари, пълни с активен въглен. След адсорбцията, въгленът, натоварен със злато, се отстранява от системата и се обработва допълнително за извличане на златото.

2. Утаяване на цинк : Към злато-цианидния разтвор може да се добави цинков прах или цинкови стружки. Цинкът е по-електроположителен от златото, така че той измества златото от злато-цианидния комплекс. Реакцията е следната:

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

След това утаеното злато може да се отдели от разтвора чрез филтруване или утаяване.

Съображения за околната среда и безопасността

Токсичност на цианида

Цианидът е силно токсичен химикал. Във високи концентрации може да бъде смъртоносно за хората, животните и водните организми. В контекста на добива на злато основното безпокойство е потенциалното изпускане на цианид в околната среда, особено в повърхностните води. Рибите са особено чувствителни към цианид и дори ниски нива на цианид във водата могат да имат вредно въздействие върху водните екосистеми.

Управление на околната среда

За да се сведе до минимум въздействието върху околната среда от използването на цианид при добива на злато, се предприемат няколко мерки. От мините се изисква да спазват строги разпоредби относно изхвърлянето на разтвори, съдържащи цианид. Хвостохранилищата, където се съхраняват разтвори, съдържащи остатъчен цианид, и отпадъчни материали, са проектирани с непропускливи облицовки, за да се предотврати изтичане. Освен това се използват различни методи за обработка за намаляване или отстраняване на цианида от разтворите преди изхвърляне. Тези методи включват химическо окисляване, биологично третиране и използване на ултравиолетова светлина за разграждане на цианида.

Много минни дейности също имат за цел да рециклират и използват повторно остатъчния цианид в производствените вериги, за да намалят общото потребление на цианид.

Мерки за безопасност на работниците

Персоналът на мината е изложен на риск от излагане на токсични нива на цианид. За да защитят работниците, мините прилагат редица мерки за безопасност. Те включват използването на автоматизация за намаляване на директния човешки контакт с материали, съдържащи цианид, осигуряване на работниците с подходящо защитно облекло, като ръкавици, престилки и респиратори, и провеждане на редовни програми за обучение по безопасност.

Бъдещи перспективи

Въпреки широкото си използване, базираният на цианид метод за извличане на злато е изправен пред предизвикателства поради опасенията си за околната среда и безопасността. В резултат на това има нарастващ интерес към разработването на алтернативни, по-екологични техники за добив на злато. Някои от тези нововъзникващи техники включват използването на тиосулфат, бромид или йонни течности като алтернативни излужващи вещества. Въпреки това, тези методи са все още в експериментална или ранна фаза на комерсиализация и имат свои собствени ограничения по отношение на разходна ефективност и ефикасност.

Междувременно златодобивната индустрия ще продължи да се фокусира върху подобряването на безопасността и екологичните показатели на процеса на излугване с цианид. Това включва по-нататъшно оптимизиране на употребата на цианид, подобряване на методите за третиране на отпадъци, съдържащи цианид, и засилване на съответствието с нормативните изисквания.

Заключение

Използването на натриев цианид при извличането на злато е крайъгълен камък на съвременната златодобивна индустрия от десетилетия. Той предлага сравнително ефективен и рентабилен начин за извличане на злато от различни руди. Въпреки това, токсичността на цианида и неговото потенциално въздействие върху околната среда не могат да бъдат пренебрегнати. С напредването на индустрията трябва да се намери баланс между икономическите ползи от добива на злато и необходимостта от защита на човешкото здраве и околната среда. Независимо дали чрез подобряване на съществуващите процеси, базирани на цианид, или разработване на нови, алтернативни технологии, бъдещето на добива на злато е в намирането на по-устойчиви и по-безопасни методи.