Procés de lixiviació de cianur a la mineria d'or: el procés complet des de la dissolució fins a la recuperació

introducció

L'extracció d'or dels seus minerals ha estat un tema de gran interès durant segles. Entre els diferents mètodes disponibles, Lixiviació de cianur s'ha convertit en una de les tècniques més utilitzades en el comercial Mineria d'or indústria. Aquest procés permet la dissolució eficient de l'or dels seus materials hostes, fent possible recuperar el metall preciós d'una forma més concentrada. Aquest article aprofundirà en el procés complet de lixiviació de cianur en la mineria d'or, des de la dissolució inicial de l'or en solucions de cianur fins a la recuperació final del metall.

La dissolució de l'or en solucions de cianur

Reaccions químiques implicades

La dissolució de l'or en solucions de cianur es basa en una sèrie complexa de reaccions químiques. La reacció global es pot representar amb la següent equació:

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

En aquesta reacció, reacciona amb l'or (Au). Cianur de sodi (NaCN) en presència d'oxigen (O₂) i aigua (H₂O) per formar dicianoaurat de sodi (Na[Au(CN)₂]) i hidròxid de sodi (NaOH). El paper de l'oxigen en aquesta reacció és crucial ja que actua com a agent oxidant, facilitant la dissolució de l'or.

Condicions per a la dissolució òptima

Per a una dissolució eficient de l'or, s'han de controlar acuradament diverses condicions. La concentració de cianur a la solució és un factor crític. Normalment, s'utilitza una concentració de 0.05 - 0.1% de NaCN en el procés de lixiviació. Una concentració més alta pot provocar un augment del consum de cianur sense un augment proporcional de la dissolució de l'or, mentre que una concentració més baixa pot provocar una lixiviació lenta i incompleta.

El pH de la solució també juga un paper important. El procés de lixiviació és més efectiu en un medi lleugerament alcalí, amb un rang de pH de 9.5 a 11. A aquest pH, els ions cianur estan presents en la seva forma no dissociada (HCN), que és més reactiu amb l'or. L'ajust del pH s'aconsegueix generalment afegint calç (CaO) a la solució de lixiviació.

La temperatura és un altre paràmetre important. Tot i que la reacció es pot produir a temperatura ambient, una temperatura lleugerament elevada d'uns 25-35 °C pot augmentar la velocitat de dissolució de l'or. Tanmateix, augmentar massa la temperatura pot provocar la descomposició del cianur, reduint-ne l'eficàcia.

Tractament previ dels minerals

Trituració i trituració

Abans que comenci el procés de lixiviació de cianur, cal tractar prèviament els minerals d'or. El primer pas en aquest pretractament sol ser Aclaparadora i mòlta. Els minerals es trituren per reduir la seva mida i després es trituren en partícules fines. Això augmenta la superfície del mineral, permetent un contacte més eficient entre les partícules d'or i la solució de cianur durant el procés de lixiviació.

El grau de mòlta es controla acuradament. La mòlta excessiva pot provocar la formació de llims fins, que poden causar problemes durant els passos posteriors de separació sòlid-líquid. D'altra banda, la submòlta pot provocar una exposició insuficient de les partícules d'or, donant lloc a una lixiviació incompleta.

Torrat i Biooxidació

En alguns casos, els minerals d'or poden contenir minerals refractaris que impedeixen la dissolució directa de l'or per cianur. Per a aquests minerals, poden ser necessaris mètodes de pretractament addicionals com ara la torrat o la biooxidació.

El torrefacte consisteix a escalfar el mineral en presència d'aire per oxidar els minerals refractaris, com els sulfurs. Aquest procés d'oxidació trenca els minerals, alliberant les partícules d'or i fent-les més accessibles a la solució de cianur.

La biooxidació, en canvi, utilitza microorganismes per oxidar els minerals refractaris. Aquesta és una alternativa més respectuosa amb el medi ambient a la torrat, ja que funciona a temperatures més baixes i produeix menys emissions nocives. Els microorganismes, normalment bacteris o fongs, es seleccionen en funció de la seva capacitat d'oxidar els minerals refractaris específics presents al mineral.

El procés de lixiviació

Lixiviació de tancs agitats

La lixiviació de tancs agitats és un dels mètodes més comuns utilitzats per a la lixiviació de cianur. En aquest procés, el mineral pretractat es barreja amb la solució de cianur en grans dipòsits agitats. Els dipòsits estan equipats amb agitadors que asseguren una barreja completa del mineral i la solució, afavorint el contacte entre les partícules d'or i els ions de cianur.

El temps de lixiviació pot variar segons la naturalesa del mineral i les condicions d'explotació. En general, el procés de lixiviació pot durar des de diverses hores fins a diversos dies. Durant aquest temps, periòdicament es prenen mostres del lixiviat i s'analitzen per controlar el progrés de la dissolució de l'or.

Lixiviació en pila

La lixiviació en pila és un altre mètode àmpliament utilitzat, especialment per als minerals d'or de baixa qualitat. En aquest procés, el mineral triturat s'apila en grans munts sobre un revestiment impermeable. Aleshores, la solució de cianur es ruixa a la part superior del munt i es deixa filtrar a través del mineral. A mesura que la solució passa pel munt, dissol les partícules d'or i la solució embarassada resultant es recull al fons del munt.

La lixiviació en pila és un mètode més rendible en comparació amb Lixiviació del tanc agitat ja que requereix menys inversió de capital en equipament. No obstant això, és un procés més lent i és més adequat per a minerals amb un contingut d'or relativament baix.

Separació sòlid-líquid

Filtració

Un cop finalitzat el procés de lixiviació, el següent pas és separar el residu sòlid (restes) de la solució embarassada, que conté l'or dissolt. La filtració és un dels mètodes més utilitzats per a la separació sòlid-líquid. En aquest procés, el purín (barreja de sòlid i líquid) es fa passar per un medi filtrant, com un drap filtrant o un filtre premsa. Les partícules sòlides es retenen al medi filtrant, mentre que el líquid (solució embarassada) passa i es recull.

L'elecció del medi filtrant depèn de la naturalesa de les partícules sòlides i de les condicions de funcionament. Per exemple, en els casos en què les partícules sòlides són molt fines, pot ser necessari un drap de filtre de malla més fina.

Decantació

La decantació és un altre mètode que es pot utilitzar per a la separació sòlid-líquid, especialment quan les partícules sòlides són relativament grans i s'assenten fàcilment. En aquest procés, el purín es deixa reposar en un dipòsit de decantació durant un període de temps. Les partícules sòlides s'instal·len al fons del dipòsit a causa de la gravetat, i el líquid sobrenedant clar (solució embarassada) es decanta amb cura.

La decantació és un mètode més senzill i menys energètic en comparació amb la filtració. Tanmateix, pot ser que no sigui tan eficaç per separar partícules sòlides molt fines.

Recuperació d'or de la solució embarassada

Adsorció de carbó activat

Un dels mètodes més comuns per recuperar l'or de la solució embarassada és Adsorció de carbó actiu. En aquest procés, s'afegeix carbó activat a la solució embarassada. El complex or - cianur té una forta afinitat per la superfície del carbó actiu i, com a resultat, l'or s'adsorbeix a les partícules de carboni.

Aleshores, les partícules de carboni es separen de la solució, normalment per cribratge o filtració. El carboni carregat d'or es processa posteriorment per desorbir l'or. Això es fa normalment sotmetent el carboni a un tractament de vapor a alta temperatura o utilitzant un agent de desorció químic.

Precipitació de zinc

La precipitació de zinc, també coneguda com el procés Merrill - Crowe, és un altre mètode per a la recuperació d'or. En aquest procés, s'afegeix pols de zinc a la solució embarassada. El zinc és més electropositiu que l'or i, com a resultat, desplaça l'or del complex or - cianur. La reacció es pot representar amb la següent equació:

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

L'or precipitat, juntament amb qualsevol zinc no reaccionat, forma un fang sòlid. A continuació, aquest fang es separa de la solució i l'or es refina encara més per obtenir un producte pur.

Refinació d'or

Fundició

Un cop recuperat l'or de la solució embarassada, normalment s'ha de refinar per eliminar les impureses restants. La fosa és un dels mètodes més comuns per refinar l'or. En aquest procés, el material que conté or s'escalfa a una temperatura elevada en presència d'un flux, com ara el borax. El flux ajuda a reduir el punt de fusió de l'or i també reacciona amb les impureses, formant una escòria que es pot separar de l'or fos.

Després, l'or fos s'aboca en motlles per formar lingots. Aquests lingots es poden processar o vendre com a producte semiacabat.

Refinament electrolític

El refinament electrolític és un mètode més avançat per al refinat de l'or. En aquest procés, l'ànode que conté or es col·loca en una cel·la electrolítica juntament amb un càtode d'or pur. L'electròlit sol ser una solució de clorur d'or o altres sals d'or. Quan un corrent elèctric passa per la cel·la, l'or de l'ànode es dissol a l'electròlit i després es diposita al càtode.

Les impureses que són més electropositives que l'or es dissolen a l'electròlit però no es dipositen al càtode, mentre que les impureses que són menys electropositives que l'or romanen com un fang a la part inferior de la cèl·lula. Això resulta en un producte d'or de molt alta puresa.

Consideracions ambientals

Gestió del cianur

El cianur és una substància altament tòxica i la gestió adequada del cianur en el procés d'extracció de l'or és de gran importància. L'ús del cianur a la mineria d'or està estrictament regulat en molts països per minimitzar el seu impacte sobre el medi ambient i la salut humana.

Un dels aspectes clau de la gestió del cianur és la prevenció dels vessaments de cianur. Les operacions mineres han de disposar de sistemes de contenció adequats per evitar que les solucions que contenen cianur es puguin filtrar al medi ambient. A més, el tractament de les aigües residuals que contenen cianur també és crucial. Hi ha diversos mètodes disponibles per tractar aigües residuals que contenen cianur, com ara l'oxidació química, el tractament biològic i l'intercanvi d'ions.

Eliminació de residus

Els residus sòlids (residus) produïts després del procés de recuperació d'or també s'han d'eliminar correctament. Els residus poden contenir traces de cianur i altres metalls pesants, que poden suposar una amenaça per al medi ambient si no es gestionen correctament.

Un mètode comú per a l'eliminació de residus és emmagatzemar-los a les preses de residus. Aquestes preses estan dissenyades per contenir els residus i evitar l'alliberament de contaminants al medi ambient. En alguns casos, els residus també es poden tornar a processar per recuperar els minerals valuosos restants o per reduir l'impacte ambiental.

Conclusió

El procés de lixiviació de cianur a la mineria d'or és un procés complex i de diversos passos que implica la dissolució de l'or en solucions de cianur, tractament previ de minerals, lixiviació, separació sòlid-líquid, recuperació d'or, refinació i gestió ambiental. Cada pas d'aquest procés es controla acuradament per garantir l'extracció i la recuperació eficients de l'or alhora que es minimitza l'impacte ambiental. Malgrat els reptes associats a l'ús del cianur, el procés segueix sent un mètode important i àmpliament utilitzat en la indústria de la mineria d'or comercial a causa de la seva alta eficiència i cost relativament baix. No obstant això, s'està duent a terme contínuament la recerca i el desenvolupament per desenvolupar mètodes alternatius més respectuosos amb el medi ambient i sostenibles.