Цианиране на златодобив: Задълбочен поглед върху процеса на цианиране чрез агитация

В областта на добива на злато, цианидирането заема видно място повече от век. От създаването си през 1887 г. за добив на златни и сребърни руди, този метод непрекъснато се развива, оставайки една от най-широко използваните техники поради високия си процент на добив, адаптивността към различни видове руди и възможността за местно производство.

1. Разбиране на цианирането при добива на злато

Цианидирането е химичен процес, който използва способността на цианидните йони да образуват разтворими комплекси със златото. В присъствието на кислород и вода, цианидните йони реагират със златните атоми. Тази реакция води до създаването на разтворимо съединение, където златото се свързва с цианидни йони, което позволява на златото да се разтвори в разтвора. Въпреки че този процес е високоефективен за извличане на злато, той също така носи значителни опасения за околната среда и безопасността, тъй като цианидът е токсично вещество.

2. Видове методи за цианиране

Методите за цианиране могат да бъдат класифицирани в две основни категории: цианиране чрез разбъркване и цианиране чрез перколация.

• Цианиране с разбъркване : Този метод се използва предимно за третиране на флотационни златни концентрати или в сценарии за цианиране на изцяло шлам. Той включва енергично смесване на рудната пулпа с цианидния разтвор. По този начин се гарантира, че златосъдържащите частици в рудата влизат в максимален контакт с цианидните йони, което улеснява извличането на златото.

• Перколационно цианиране : Подходящо за нискокачествени златни руди, перколационното цианиране работи, като позволява на цианидния разтвор да се просмуква през пласт руда. Този метод консумира по-малко енергия в сравнение с цианирането чрез разбъркване. Приложението му обаче е ограничено до руди с добра пропускливост, което позволява на цианидния разтвор да преминава лесно.

3. Процес на екстракция на злато чрез цианиране чрез разбъркване

Процесът на екстракция на злато чрез цианиране с разбъркване обхваща два основни подпроцеса: процесът на цианиране - заместване на цинка и процесът на цианиране с нефилтрирана въглеродна суспензия.

3.1 Цианидиране - процес на заместване на цинк (CCD и CCF методи)

• Подготовка на суровината за излужване : Първата стъпка включва подготовка на рудата за процеса на излужване. Това често включва раздробяване на рудата на по-малки парчета и след това смилането ѝ до фина консистенция. В някои случаи се извършва и предварителна обработка, за да се направят златните частици в рудата по-достъпни. Целта е да се създаде пулп с оптимален размер на частиците, което насърчава по-доброто взаимодействие между рудата и цианидния разтвор.

• Разбъркване Цианиране Излугване : Подготвената рудна пулпа се прехвърля в резервоари за разбъркване, където се добавя цианиден разтвор. Тези резервоари са оборудвани с бъркалки, които поддържат пулпата и цианидния разтвор добре смесени. Кислород се въвежда в резервоарите или чрез аериране, или чрез добавяне на окислители. Този кислород помага за задвижване на химическата реакция, която разтваря златото в цианидния разтвор.

• Противоточно промиване за разделяне на твърдо и течно вещество : След процеса на излужване, получената суспензия се състои от твърди остатъци и течна фаза, известна като „бременен разтвор“, която съдържа разтворено злато. За да се разделят тези два компонента, се използва серия от сгъстители или филтри в противотокова промивна установка. Методи като непрекъснато противоточно декантиране (CCD) или непрекъснато противоточно филтриране (CCF) се използват за възстановяване на възможно най-голямо количество от златосъдържащия разтвор, като същевременно се минимизира количеството злато, загубено с твърдите остатъци.

• Пречистване на излужващата течност и дезоксидация : Разтворът, получен от етапа на разделяне на твърдо вещество от течност, може да съдържа примеси и разтворен кислород. Прилагат се процедури за пречистване, за да се отстранят суспендираните твърди вещества и други замърсители, които биха могли да нарушат последващия процес на извличане на златото. Дезоксидацията е също толкова важна, тъй като кислородът може да причини повторно окисление на златото-цианидно съединение, намалявайки ефективността на последващия процес на заместване на цинка.

• Заместване и декапиране на цинков прах (коприна) : Към пречистения и деоксидиран разтвор се добавя цинков прах или цинкова коприна. Цинкът е по-реактивен от златото, така че той измества златото от съединението, образувано по време на процеса на излугване. Това води до образуването на твърда утайка, съдържаща злато и цинк, обикновено наричана златна кал. След реакцията на заместване, златната кал обикновено се третира с киселинен разтвор, за да се отстрани излишният цинк и други примеси.

• Топене на кюлчета : Последният етап от процеса на цианидиране - заместване на цинка е топенето на златната кал, за да се получат чисти златни кюлчета. Златната кал се топи при високи температури в пещ и чрез серия от стъпки на рафиниране се отстраняват останалите примеси, което води до получаване на златни кюлчета с висока чистота.

3.2 Процес на цианидна въглеродна суспензия с нефилтриран въглен (методи CIP и CIL)

• Подготовка на материала за излужване : Подобно на процеса на цианиране - заместване на цинка, първата задача е да се подготви рудата за излужване. Това изисква намаляване на рудата до подходящ размер на частиците чрез операции по раздробяване и смилане.

• Излугване чрез разбъркване и противотокова адсорбция на въглерод : При метода „въглерод в пулпа“ (CIP) процесът на излугване с цианид протича първо в серия от резервоари за разбъркване. След като златото се разтвори в разтвора, към пулпата се добавя активен въглен . Активният въглен има силен афинитет към злато-цианидното съединение и адсорбира разтвореното злато върху повърхността си. При метода „въглерод в излугване“ (CIL) активният въглен се добавя към резервоара за излугване едновременно с цианидния разтвор, така че процесите на излугване и адсорбция протичат едновременно. Както при CIP, така и при CIL се поддържа противотоков поток от въглерод и пулпа, за да се увеличи максимално количеството злато, адсорбирано от въглена.

• Десорбция на злато-натоварен въглерод : След процеса на адсорбция, злато-натовареният въглерод трябва да се отдели от пулпата. След това златото се отстранява от въглерода с помощта на горещ разтвор на каустик-цианид. Този разтвор разкъсва връзката между злато-цианидното съединение и въглерода, освобождавайки златото обратно в разтвора.

• Електролиза : Разтворът, богат на злато, получен от процеса на десорбция, се подлага на електролиза. По време на този процес през разтвора се пропуска електрически ток. Това води до редукция на златните йони в разтвора и отлагането им върху катод, образувайки твърдо злато, което може да бъде допълнително рафинирано.

• Топене на блокове : Златото, получено чрез електролитно добиване, е относително чисто, но все пак може да съдържа някои примеси. Топенето се извършва за допълнително пречистване на златото и отливането му в блокове с желаната чистота.

• Регенериране на въглерод : След като златото е десорбирано, отработеният въглерод може да бъде регенериран и използван повторно. Това включва подлагане на въглерода на високотемпературна обработка, за да се елиминират всички адсорбирани примеси и да се възстанови способността му да адсорбира злато.

4. Сравняване на CIP и CIL процесите

• Продължителност на процеса : Като цяло, процесът CIP отнема повече време в сравнение с CIL. Това е така, защото при CIP излугването и адсорбцията са отделни операции. Тъй като при CIL излугването и адсорбцията протичат едновременно, целият процес може да бъде завършен за по-кратко време. Процесът CIL обаче изисква по-сложен контрол, тъй като и двата процеса протичат едновременно.

• Управление на въглерод и шлам : В процеса на CIL (химично измиване с пречистване) има по-голям обем въглерод в циркулация и концентрацията на въглерод в шлама е по-ниска, отколкото в CIP (чисто почистване с неограничен интензитет). В резултат на това обемът на шлама, който трябва да се транспортира за пренос на въглерод в CIL, обикновено е няколко пъти по-голям от този при CIP (около четири пъти). Това оказва влияние върху оразмеряването на оборудването и консумацията на енергия.

• Натрупано метално количество и съдържание на злато в разтвора : При CIP процеса в системата остава значително количество метал (натрупано метално количество) и този метал е сравнително равномерно разпределен между активния въглен и разтвора. При CIL по-голямата част от метала се адсорбира върху активния въглен. Освен това концентрацията на злато в разтвора при CIL процеса е по-висока, отколкото при CIP. Това е така, защото при CIL, докато златото се излужва, то също така непрекъснато се адсорбира, което попълва разтвореното злато в разтвора. При CIP, от друга страна, това е едноетапен процес на адсорбция с ограничено попълване на разтвореното злато.

5. Съображения за околната среда и безопасността

Въпреки своята ефективност, цианидирането, особено цианидирането чрез разбъркване, представлява значителни рискове за околната среда и безопасността. Цианидът е силно токсичен и всяко изтичане или неправилно боравене може да доведе до сериозно замърсяване на околната среда и да представлява заплаха за човешкото здраве. За да се справят с тези рискове, операциите по добив на злато се придържат към строги протоколи за безопасност. Те включват правилно съхранение и боравене с цианид, инсталиране на системи за ограничаване на течове и третиране на отпадъчни води, съдържащи цианид. Освен това, текущите изследвания имат за цел да разработят алтернативни, по-малко токсични излужващи агенти, които да заменят цианида при добива на злато.

6. заключение

Цианирането чрез разбъркване играе жизненоважна роля в съвременната златодобивна индустрия, позволявайки високоскоростно извличане на злато от различни видове руда. Двата основни подпроцеса, цианиране - заместване на цинка и нефилтрирана цианирана въглеродна суспензия, имат свои собствени предимства и се избират въз основа на фактори като свойства на рудата, мащаб на дейността и икономическа жизнеспособност. Въпреки това, индустрията трябва да продължи да се справя с екологичните и безопасни предизвикателства, свързани с употребата на цианид, за да гарантира устойчивото бъдеще на добива на злато.