Сравнение между атмосферно и напорно излужване в процеса на цианиране в златни мини

1. Въведение

Цианирането е широко използван процес за извличане на злато от руди. Сред различните му оперативни режими, атмосферното излужване и излужването под налягане са два важни метода. Разбирането на разликите между тях е от решаващо значение за оптимизиране на процеса на извличане на злато, подобряване на ефективността и намаляване на разходите. Тази статия ще направи подробно сравнение между атмосферното и излужването под налягане в процеса на цианиране в златни мини.

2. Принцип на цианидното излужване

Цианидното излугване се основава на реакцията на злато с цианид в присъствието на кислород. Общото химично уравнение е следното:

4Au + 8CN⁻+ O₂ + 2H4O → 4[Au(CN)₂]⁻+ XNUMXOH⁻

В тази реакция златото образува разтворими злато-цианидни комплекси, които могат да бъдат допълнително разделени и извлечени. Независимо дали става дума за атмосферно или под налягане излугване, този основен принцип на реакцията остава същият. Условията и кинетиката на реакцията обаче се влияят от фактора налягане.

3. Сравнение на ефективността на излужване

3.1 Атмосферно излужване

Атмосферното излужване обикновено се извършва при стайна температура и налягане. За някои относително прости златни руди, като тези с висок дял на свободно смилано злато, атмосферното излужване може да постигне добри резултати. Въпреки това, за сложни руди, съдържащи голямо количество сулфидни минерали или други огнеупорни компоненти, ефективността на атмосферното излужване често е ограничена. Бавната скорост на реакцията и непълната реакция могат да доведат до по-ниска скорост на излужване на златото. Например, когато се работи със златни руди, съдържащи пирит, сярата в пирите може да реагира с кислород и цианид по време на атмосферното излужване, консумирайки кислород и цианид и по този начин инхибирайки разтварянето на златото. Като цяло, скоростта на излужване на златото при атмосферно излужване е около 60% - 85% за обикновените руди.

3.2 Излужване под налягане

Излужването под налягане, от друга страна, се извършва при условия на повишено налягане. Увеличаването на налягането може значително да увеличи разтворимостта на кислород в излужващия разтвор. Според закона на Хенри, по-високото налягане води до по-високо парциално налягане на кислорода, което от своя страна увеличава концентрацията на разтворен кислород в разтвора. Този разтворен кислород с висока концентрация може да ускори окисляването на златото и образуването на злато-цианидни комплекси. При огнеупорни златни руди, излужването под налягане може да разруши огнеупорните структури на сулфидните минерали, излагайки повече злато на излужващия разтвор. В резултат на това скоростта на излужване на златото може да бъде ефективно подобрена. Изследванията показват, че при някои огнеупорни златни руди скоростта на излужване на златото при излужване под налягане може да достигне над 90%, дори до 95% при оптимизирани условия.

4. Сравнение на реакционните условия

4.1 Температура

• Атмосферно излужване : Обикновено протича при или близо до стайна температура, обикновено около 25°C. Тъй като реакцията не се задвижва от висока температура, консумацията на енергия за нагряване е относително ниска. Ниската температура обаче означава също, че скоростта на реакцията е относително бавна.

• Излугване под налягане : Обикновено изисква повишена температура. Температурата обикновено е в диапазона от 80 до 150°C. По-високата температура може да ускори скоростта на химичната реакция, но също така изисква допълнителен енергиен вход за нагряване на системата за излугване.

4.2 Концентрация на цианид

• Атмосферно излужване : Концентрацията на цианид в излужващия разтвор обикновено е в диапазона от 0.02% - 0.1%. За руди с високо съдържание на примеси може да е необходима относително по-висока концентрация на цианид, за да се осигури ефектът на излужване, но това ще увеличи разходите и риска за околната среда.

• Излугване под налягане : Поради подобрената кинетика на реакцията под налягане, необходимата концентрация на цианид може да бъде относително по-ниска, обикновено около 0.01% - 0.05%. Това не само намалява консумацията на цианид, но и намалява въздействието върху околната среда, причинено от остатъците от цианид.

5. Сравнение на изискванията за оборудване и разходите

5.1 Изисквания към оборудването

• Атмосферно излужване : Оборудването за атмосферно излужване е сравнително просто. То включва главно резервоари за излужване, бъркалки и аерационни устройства. Резервоарите за излужване не е необходимо да издържат на високо налягане, така че материалите и разходите за тяхното производство са сравнително ниски. Бъркалките се използват, за да се осигури равномерно смесване на рудната пулпа, цианидния разтвор и кислорода, а изискванията за тяхната мощност и устойчивост на корозия не са изключително високи.

• Излугване под налягане : Излугването под налягане изисква специално оборудване, устойчиво на налягане, като например автоклави. Автоклавът трябва да бъде изработен от високоякостни легирани материали, за да издържи на високо налягане и висока температура. Освен това е оборудван със сложни системи за контрол на налягането, контрол на температурата и защита. Проектирането и производството на това оборудване са по-сложни и изискват по-високи технически нива.

5.2 г. Разходи

• Атмосферно излужване : Първоначалните инвестиционни разходи за оборудване за атмосферно излужване са сравнително ниски. Поради сравнително ниската ефективност на излужване и дългото време на излужване обаче, експлоатационните разходи по отношение на труд, консумация на енергия за продължително разбъркване и консумация на цианид могат да бъдат сравнително високи в дългосрочен план.

• Излужване под налягане : Първоначалната инвестиция в оборудване за излужване под налягане е много по-висока поради скъпите автоклави, устойчиви на налягане, и сложните системи за управление. Но като се има предвид високата ефективност на излужване и краткото време за излужване, общите оперативни разходи по отношение на производствения капацитет и използването на ресурсите могат да бъдат по-конкурентни за мащабна и огнеупорна преработка на руда.

6. Въздействие върху околната среда

6.1 Остатъци от цианид

• Атмосферно излужване : Както бе споменато по-рано, атмосферното излужване може да изисква относително по-висока концентрация на цианид, което може да доведе до повече цианидни остатъци в хвостохранилищата. Цианидът е силно токсичен и неправилното третиране на съдържащите цианид хвостохранилища може да представлява сериозна заплаха за околната среда и човешкото здраве.

• Излужване под налягане : С по-ниска консумация на цианид, излужването под налягане генерира относително по-малко цианидни остатъци в хвостохранилищата. Това намалява до известна степен екологичния риск, свързан със замърсяването с цианиди.

6.2 Консумация на енергия и емисии

• Атмосферно излужване : Въпреки че има ниска консумация на енергия за нагряване, продължителната работа за постигане на задоволителни резултати от излужването може да изразходва голямо количество електрическа енергия за разбъркване и аериране. По отношение на емисиите, ако процесът на аериране не е добре контролиран, това може да доведе до отделянето на някои вредни газове, генерирани от реакцията.

• Излугване под налягане : Операцията по излугване под налягане при висока температура и високо налягане изисква значителен енергиен разход за нагряване и поддържане на системата под налягане. Въпреки това, високата ефективност на работата му означава, че за същото количество произведено злато, общата консумация на енергия на единица злато може да бъде сравнима или дори по-ниска от тази при атмосферното излугване, като се има предвид по-високият производствен капацитет. По отношение на емисиите, ако системата под налягане е добре запечатана, отделянето на вредни газове може да се контролира по-добре.

7. заключение

В обобщение, както атмосферното, така и излужването под налягане в процеса на цианиране в златните мини имат свои собствени характеристики. Атмосферното излужване е подходящо за прости златни руди с ниски първоначални инвестиции в оборудване, но има ограничения по отношение на ефективността на излужване при сложни руди. Излужването под налягане, напротив, показва големи предимства при работа с огнеупорни златни руди, с висока ефективност на излужване, по-ниска консумация на цианид и относително по-малко въздействие върху околната среда по отношение на цианидни остатъци. То обаче изисква скъпоструващо оборудване и по-сложна експлоатация и поддръжка. При избора на метод за излужване, минните предприятия трябва да вземат предвид всеобхватно фактори като свойства на рудата, мащаб на производството, инвестиционен бюджет и екологични изисквания, за да вземат най-подходящото решение.