Какъв е оптималният диапазон на концентрация на натриев цианид за излужване на злато?

В златодобивната индустрия, цианидното излугване остава един от най-широко използваните методи за извличане на злато от руда. Натриевият цианид, по-специално, е предпочитан заради своята ефективност, стабилност и относително ниска цена. Определянето на оптималната концентрация на натриев цианид е от решаващо значение, тъй като пряко влияе върху ефективността на извличането на злато, оперативните разходи и екологичните съображения.

Теоретични съображения

Теоретично, разтварянето на злато в цианиден разтвор следва специфична химическа реакция. За разтваряне на всеки грам злато са необходими приблизително 0.92 грама натриев цианид , въз основа на електрохимични реакции. В реални условия обаче действителната консумация на натриев цианид е значително по-висока, често 50 - 100 пъти теоретичното количество.

Фактори, влияещи върху оптималната концентрация

Характеристики на рудата

1. Минералогия на златото : Видът златни минерали, присъстващи в рудата, играе жизненоважна роля. Ако златото е във финозърнеста, свободно смилаема форма, то ще изисква различна концентрация на цианид в сравнение със златото, което е свързано със сулфидни минерали или други огнеупорни материали. Например, в някои златосъдържащи кварцови жили, където златото е относително свободно смилаемо, по-ниски концентрации на цианид може да са достатъчни.

2. Размер на частиците и пропускливост : По-финозърнестите руди обикновено имат по-голяма повърхност, което позволява по-ефективен контакт между разтвора на натриев цианид и златните частици. В резултат на това по-ниска концентрация на цианид може да е ефективна. За разлика от това, по-едрозърнестите руди може да се нуждаят от по-висока концентрация, за да се осигури пълно излужване. Освен това, пропускливостта на рудните частици влияе върху потока на цианидния разтвор през рудата, което влияе върху необходимата концентрация.

3. Наличие на други метали : Медта, по-специално, реагира силно с натриев цианид. Тя може да консумира значително количество цианид по време на процеса на излужване. За всеки грам разтворена мед обикновено са необходими от 2.3 до 3.4 грама цианид. В руди с високо съдържание на мед може да е необходима по-висока концентрация на натриев цианид, за да се гарантира, че има достатъчно цианид за разтваряне на златото. Други метали като цинк, олово и желязо също могат да повлияят на консумацията на цианид, макар и в по-малка степен.

Условия на процеса

1. Ниво на pH : PH на излужващия разтвор е критичен фактор. Натриевият цианид хидролизира в разтвор, произвеждайки циановодородна киселина (HCN), която е силно токсичен газ. Степента на хидролиза зависи от pH на разтвора. При pH 10.5 се произвежда само 6.1% циановодородна киселина, докато при pH 9.0 се произвеждат 67.1%. За да се сведе до минимум загубата на цианид чрез хидролиза и да се осигури стабилност на цианидния разтвор, pH обикновено се поддържа между 11 и 12 в инсталациите за добив на злато CIP (въглерод в пулпа). Това също оказва влияние върху оптималната концентрация на натриев цианид, тъй като по-алкалната среда може да изисква малко по-висока концентрация за ефективно излужване на злато.

2. Концентрация на разтворен кислород : Кислородът е от съществено значение за разтварянето на златото в цианиден разтвор. Реакцията изисква както цианидни йони (CN⁻), така и кислород (O₂). Максималната разтворимост на кислорода при стайна температура и налягане е 8.2 mg/L. Ако концентрацията на разтворен кислород в суспензията е по-малка от 4 mg/L, това може да ограничи скоростта на разтваряне на златото. В такива случаи в суспензията може да се инжектира въздух или да се добави водороден пероксид, за да се увеличи концентрацията на кислород. Съотношението кислород към цианид е от решаващо значение; дисбалансът може да доведе до намаляване на скоростта на излужване. Тъй като концентрацията на кислород влияе върху кинетиката на реакцията, тя влияе и върху оптималната концентрация на натриев цианид. По-високата концентрация на кислород може да позволи малко по-ниска концентрация на цианид и обратно.

Типични диапазони на концентрация в практиката

1. В процесите CIP и CIL (излужване на въглерод) : В типичен CIP или CIL цикъл, където златосъдържащата руда е в суспензионна форма и въглеродът се използва за адсорбиране на разтвореното злато, концентрацията на натриев цианид обикновено се поддържа в диапазона от 0.3 - 0.4 грама на литър (0.03 - 0.04%). Установено е, че този диапазон на концентрация е ефективен за широк спектър от видове руди при нормални работни условия. Въпреки това, за по-сложни руди или такива с високи нива на примеси, концентрацията може да се регулира нагоре, като понякога достига до 0.6 - 0.8 грама на литър (0.06 - 0.08%).

2. При излужване във вани : Излужването във вани често се използва за по-едри руди или когато рудата се обработва на партиди. При този процес концентрацията на натриев цианид обикновено е по-висока, около 1.0 грам на литър (0.1%). По-високата концентрация компенсира потенциално по-малката повърхност на по-едрите рудни частици и помага да се гарантира, че цианидният разтвор може да проникне в рудата и да разтвори ефективно златото.

3. За цианиране на хвостови отпадъци : При цианиране на хвостови отпадъци от предишни етапи на обработка (например след гравитационно разделяне), концентрацията на цианид може да варира в зависимост от останалото съдържание на злато и естеството на хвостови отпадъци. Обикновено концентрацията на цианид може да варира от 0.5 до 2 кг/т руда, което, когато се преобразува в концентрация на разтвор, може да бъде в диапазона от 0.05 до 0.2 грама на литър (0.005 - 0.02%). По-ниската концентрация често е достатъчна, тъй като хвостови отпадъци може вече да са били предварително обработени и останалото злато е по-достъпно.

Последици за околната среда и безопасността

При определянето на оптималната концентрация на натриев цианид за излужване на злато е важно да се вземат предвид екологичните и безопасни аспекти. Цианидът е силно токсично вещество и всяко изпускане в околната среда може да има тежки последици. Поддържането на правилната концентрация не само помага за ефективното извличане на злато, но и минимизира количеството цианид, което може да присъства в отпадъчните потоци. Освен това, правилното боравене и съхранение на натриев цианид са от решаващо значение за предотвратяване на случайни разливи или изпускания.

Заключение

Оптималният диапазон на концентрация на натриев цианид за излужване на злато варира в зависимост от множество фактори, включително характеристиките на рудата и условията на процеса. Като цяло, за най-често срещаните операции по излужване на злато, като CIP, CIL и излужване във вани , концентрацията варира от 0.03% до 0.1% (0.3 - 1.0 грама на литър). Въпреки това, за всяко конкретно рудно тяло се препоръчва провеждането на подробни лабораторни тестове, като например тестове с бутилкови ролкови и колонни тестове, за да се определи точно най-подходящата концентрация на натриев цианид. Това ще осигури максимално извличане на златото, като същевременно ще минимизира разходите и въздействието върху околната среда.