La influència de la velocitat d'agitació en la velocitat de lixiviació del cianur de sodi

1. Introducció

La lixiviació amb cianur és un mètode àmpliament utilitzat en la indústria minera per extreure metalls valuosos, especialment or, dels minerals. Sodi cianur juga un paper crucial en aquest procés, ja que reacciona amb els metalls per formar complexos solubles, permetent la seva separació de la matriu del mineral. Entre els diversos factors que poden afectar l'eficiència de Lixiviació de cianur, la velocitat d'agitació és de gran importància. Aquest article pretén explorar en detall com la velocitat d'agitació afecta la Taxa de lixiviació of Cianur de sodi.

2. El paper de l'agitació en la lixiviació de cianur

2.1 Millora de la transferència de massa

En el procés de lixiviació amb cianur, la reacció entre Cianur de sodi i el metall del mineral es troba a la interfície entre les partícules sòlides del mineral i la solució líquida de cianur. L'agitació ajuda a millorar la transferència de massa dels reactius (cianur de sodi i oxigen) a la superfície de les partícules del mineral i l'eliminació dels productes de reacció de la superfície. Quan augmenta la velocitat d'agitació, el flux de fluid al voltant de les partícules es torna més turbulent. Aquesta turbulència redueix el gruix de la capa límit al voltant de les partícules, que és la regió on existeix el gradient de concentració de reactius i productes. Com a resultat, la velocitat de difusió del cianur de sodi i l'oxigen a la superfície de les partícules augmenta, promovent la reacció de lixiviació.

2.2 Prevenció de la sedimentació de partícules

Una altra funció important de l'agitació és evitar la sedimentació de partícules fines de mineral, especialment en el cas de minerals amb un alt contingut de llim, argila o esquist. Aquestes partícules fines es poden dipositar durant el procés de lixiviació, reduint l'àrea de contacte entre el mineral i la solució de cianur i, per tant, disminuint l'eficiència de la lixiviació. En remoure contínuament la polpa (una barreja de mineral i solució), les partícules es mantenen en suspensió, garantint un contacte uniforme amb la solució de cianur durant tot el procés de lixiviació.

3. Estudis experimentals sobre la influència de la velocitat d'agitació

3.1 Experiments de laboratori a escala

S'han dut a terme nombrosos experiments a escala de laboratori per investigar la relació entre la velocitat d'agitació i la velocitat de lixiviació del cianur de sodi. En un experiment típic, una mostra de mineral es mol fins a una mida de partícula específica i després es barreja amb una solució de cianur en un reactor equipat amb un agitador. La velocitat d'agitació es varia i la velocitat de lixiviació es mesura durant un cert període. Per exemple, en un experiment amb un mineral aurífer, quan la velocitat d'agitació es va augmentar de 200 rpm a 600 rpm, la velocitat de lixiviació de l'or (que es lixivia amb cianur de sodi) va augmentar significativament en les etapes inicials de la lixiviació. Tanmateix, més enllà d'una certa velocitat d'agitació (al voltant de 800 rpm en aquest cas), l'augment de la velocitat de lixiviació es va tornar menys pronunciat.

3.2 Observacions a escala industrial

Les operacions a escala industrial també proporcionen informació valuosa sobre l'impacte de la velocitat d'agitació. En plantes de lixiviació de cianur a gran escala, la velocitat d'agitació dels tancs de lixiviació es controla acuradament. S'ha observat que quan la velocitat d'agitació és massa baixa, hi ha regions del tanc on les partícules del mineral no es barregen bé amb la solució de cianur, cosa que porta a taxes de lixiviació generals més baixes. D'altra banda, si la velocitat d'agitació és massa alta, pot causar un desgast excessiu de l'equip, augmentar el consum d'energia i fins i tot pot conduir a la formació de vòrtexs que poden interrompre el procés de lixiviació. Per exemple, en una planta de cianuració d'or a gran escala, augmentar la velocitat d'agitació de les 400 rpm estàndard a 500 rpm va provocar un augment del 5% en la velocitat de lixiviació d'or, però augmentar-la encara més a 600 rpm només va resultar en un augment marginal de l'1%, mentre que el consum d'energia va augmentar un 20%.

4. Determinació de la velocitat d'agitació òptima

4.1 Considerant les característiques del mineral

La velocitat d'agitació òptima per a la lixiviació amb cianur depèn de diversos factors, i les característiques del mineral són una consideració principal. Per a minerals amb mides de partícula grans, pot ser necessària una velocitat d'agitació més alta per garantir que la solució de cianur pugui penetrar als porus i reaccionar amb les parts internes de les partícules. En canvi, per a minerals de gra fi, una velocitat d'agitació més baixa pot ser suficient per mantenir les partícules en suspensió i promoure la transferència de massa. A més, la mineralogia del mineral és important. Si el mineral conté minerals que s'oxiden fàcilment o reaccionen amb el cianur a una velocitat ràpida, es pot utilitzar una velocitat d'agitació més baixa per controlar la velocitat de reacció i evitar el consum excessiu de cianur de sodi.

4.2 Equilibrar la taxa i el cost de lixiviació

A més de les característiques del mineral, la relació cost-efectivitat del procés de lixiviació també juga un paper important a l'hora de determinar la velocitat d'agitació òptima. Una velocitat d'agitació més alta generalment requereix més energia, cosa que augmenta el cost operatiu de la planta. Per tant, cal trobar un equilibri entre aconseguir una taxa de lixiviació alta i minimitzar el consum d'energia. Això sovint implica dur a terme anàlisis econòmiques que tinguin en compte factors com el valor del metall que s'extreu, el cost del cianur de sodi i el cost energètic associat a les diferents velocitats d'agitació. Per exemple, si el preu de l'or és alt i el cost de l'energia és relativament baix, es pot triar una velocitat d'agitació lleugerament més alta per maximitzar la taxa de lixiviació de l'or. Tanmateix, si el cost de l'energia és una preocupació important, es pot seleccionar una velocitat d'agitació més baixa, fins i tot si això resulta en una taxa de lixiviació lleugerament inferior.

5. Reptes associats amb l'ajust de la velocitat d'agitació

5.1 Limitacions de l'equip

Un dels reptes a l'hora d'ajustar la velocitat d'agitació són les limitacions de l'equip. El disseny dels tancs de lixiviació, la potència dels motors que accionen els agitadors i la resistència mecànica dels impulsors restringeixen el rang de velocitats d'agitació que es poden aconseguir. En alguns casos, l'actualització de l'equip per aconseguir una velocitat d'agitació més alta o més precisa pot requerir una inversió de capital significativa. Per exemple, si una planta vol augmentar la velocitat d'agitació més enllà del límit màxim actual, pot ser necessari substituir els motors per uns de més potents i instal·lar impulsors més forts, cosa que pot ser una tasca costosa.

5.2 Inestabilitat del procés

Canviar la velocitat d'agitació també pot provocar inestabilitat del procés. Un augment o disminució sobtada de la velocitat d'agitació pot interrompre els patrons de flux al tanc de lixiviació, provocant una distribució desigual de les partícules de mineral i la solució de cianur. Això pot provocar taxes de lixiviació inconsistents i fins i tot pot conduir a la formació de punts calents o freds al tanc, on les velocitats de reacció són massa altes o massa baixes. Per exemple, si la velocitat d'agitació es disminueix massa ràpidament, les partícules de mineral poden començar a assentar-se en algunes parts del tanc, cosa que provoca una disminució de l'eficiència general de la lixiviació.

6. conclusió

La velocitat d'agitació té un impacte significatiu en la velocitat de lixiviació del cianur de sodi en el procés de lixiviació amb cianur. En millorar la transferència de massa i prevenir la sedimentació de partícules, una velocitat d'agitació adequada pot millorar l'eficiència del procés de lixiviació. Tanmateix, determinar la velocitat d'agitació òptima requereix una consideració acurada de les característiques del mineral i la rendibilitat. A més, cal abordar reptes com les limitacions dels equips i la inestabilitat del procés a l'hora d'ajustar la velocitat d'agitació. La investigació posterior en aquesta àrea es pot centrar en el desenvolupament de tecnologies d'agitació més eficients i l'optimització del procés general de lixiviació amb cianur per millorar la recuperació de metalls valuosos alhora que es minimitzen els impactes i els costos ambientals.