Aplikace kyanidu sodného jako depresantu mědi v měďno-molybdenovém dole

Úvod

Ve složitém procesu zhodnocování měděno-molybdenové rudy je efektivní separace měděných a molybdenových minerálů zásadní pro maximalizaci ekonomické hodnoty rudy. Sodík kyanid se již dlouho používá jako silný depresant v procesu flotace k selektivní inhibici minerálů mědi, což umožňuje preferenční flotaci molybdenu. Tento článek se ponoří do aplikace Kyanid sodný v konkrétním měděno-molybdenovém dole, zkoumání jeho pracovního mechanismu, praktického provedení a výzev a řešení spojených s jeho používáním.

Pracovní mechanismus kyanidu sodného jako tlumivého činidla

Kyanid sodný (NaCN) je vysoce účinný depresant pro sulfidové minerály, jako je chalkopyrit (měděná ruda). Ve flotačním systému, Kyanid sodný disociuje ve vodě za uvolnění kyanidových iontů (CN⁻). Tyto kyanidové ionty mohou reagovat s kovovými ionty na povrchu měděných minerálů. Například s chalkopyritem (CuFeS2) mohou kyanidové ionty tvořit stabilní komplexy kov-kyanid. Reakci lze znázornit takto:

CuFeS₂ + 4CN⁻ → Cu(CN)₄²⁻ + FeS₂ + 2e⁻

Tato reakce účinně rozpouští ionty mědi na povrchu chalkopyritu a vytváří hydrofilní vrstvu komplexů měď-kyanid. V důsledku toho se povrch měděného minerálu stává méně hydrofobním, čímž se snižuje jeho schopnost navazovat na vzduchové bubliny ve flotační cele. Naproti tomu molybdenit (MoS₂), hlavní minerál obsahující molybden, je za normálních podmínek flotace relativně inertní vůči kyanidovým iontům. Molybdenit má přirozený hydrofobní povrch díky své vrstvené struktuře, což umožňuje jeho snadné nadnášení kolektorem a vzduchové bubliny při flotačním procesu, zatímco měděné minerály jsou stlačovány kyanid sodný.

Případová studie: měděno-molybdenový důl

Charakteristika rudy

Měděno-molybdenový důl má rudní těleso se složitou mineralogií. Hlavními minerály mědi jsou chalkopyrit a bornit, zatímco molybden je přítomen hlavně jako molybdenit. Ruda typicky obsahuje v průměru 0.8 % mědi a 0.03 % molybdenu. Distribuce velikosti částic minerálů je také různorodá, s některými jemnozrnnými minerály, které představují výzvu pro účinnou separaci.

Flotační procesní tok

1. Fáze hromadné flotace

• V počáteční fázi procesu flotace se používá metoda hromadné flotace. K rudné drti se přidává sběrač, jako je isopropylxanthát sodný, aby se spolu splavovaly minerály mědi a molybdenu. To tvoří objemný koncentrát mědi a molybdenu. Účelem této fáze je obohatit cenné minerály z minerálů hlušiny.

2. Fáze separační flotace

• Po objemové flotaci se objemový koncentrát dále zpracovává v separačním flotačním stupni. V této fázi se do buničiny přidává kyanid sodný. Rychlost přidávání kyanidu sodného je pečlivě kontrolována na základě obsahu mědi v hromadném koncentrátu a požadovaného separačního účinku. Obvykle se dávka pohybuje v rozmezí 300 - 500 gramů na tunu sypkého koncentrátu.

• Buničina je poté kondicionována v řadě kondicionačních nádrží, aby se zajistila rovnoměrná distribuce kyanidu sodného a jeho účinná reakce s minerály mědi. Po úpravě buničina vstupuje do flotačních buněk. Ve flotačních článcích klesají stlačené měděné minerály ke dnu jako ocasy, zatímco molybdenit plave na povrch pomocí vzduchových bublin a je shromažďován jako molybdenový koncentrát.

3. Fáze čištění molybdenu

• Koncentrát molybdenu získaný ze separační flotace je dále zpracováván v několika stupních čistící flotace. V těchto fázích čištění mohou být přidána další činidla, aby se dále zlepšila čistota koncentrátu molybdenu. Zbytky z čistících stupňů jsou obvykle recyklovány zpět do příslušného bodu v procesu separace nebo hromadné flotace, aby se maximalizovala regenerace cenných minerálů.

Metalurgické výsledky

1. Obnova molybdenu a stupeň

• Před implementací optimalizovaného separačního procesu na bázi kyanidu sodného byla výtěžnost molybdenu v dole kolem 60 % s koncentrací molybdenového koncentrátu kolem 40 %. Po pečlivé úpravě dávkování kyanidu sodného a procesních parametrů se výtěžnost molybdenu zvýšila na více než 75 %. Kvalita molybdenového koncentrátu se také zlepšila na 45 % nebo vyšší ve většině případů.

2. Měď depresivní efekt

• Použití kyanidu sodného účinně potlačilo minerály mědi. Obsah mědi v konečném molybdenovém koncentrátu byl snížen z přibližně 5 % na méně než 2 %. Toto významné snížení obsahu mědi v molybdenovém koncentrátu nejen zlepšuje kvalitu molybdenového produktu, ale také snižuje náklady na další rafinaci molybdenového koncentrátu v procesu tavení.

Výzvy a řešení při používání kyanidu sodného

Environmentální a bezpečnostní obavy

1.Toxicita kyanidu sodného

• Kyanid sodný je vysoce toxický. Jakýkoli únik nebo nesprávná manipulace během procesu těžby a těžby může představovat vážnou hrozbu pro životní prostředí a lidské zdraví. V případě náhodného úniku mohou kyanidové ionty rychle proniknout do půdy a vodních zdrojů a způsobit znečištění a ohrožení vodního života a rostlin.

2.Řešení

• Přísné bezpečnostní protokoly: Důl zavedl přísné bezpečnostní protokoly pro skladování, přepravu a používání kyanidu sodného. Ke skladování kyanidu sodného se používají specializované skladovací prostory s dvouplášťovými nádržemi a systémy detekce úniků. Všichni zaměstnanci, kteří se podílejí na manipulaci s kyanidem sodným, jsou povinni absolvovat pravidelná bezpečnostní školení, včetně postupů reakce na mimořádné události v případě úniku.

• Čištění hlušiny a odpadních vod: Důl instaloval pokročilé systémy čištění odpadních vod. Po flotačním procesu se hlušina a odpadní voda obsahující zbytkový kyanid sodný upraví, aby se kyanid odstranil nebo detoxikoval. Jednou z běžných metod je použití peroxidu vodíku nebo chlornanu k oxidaci kyanidových iontů na méně toxické formy, jako je kyanát (CNO⁻) nebo dusík a oxid uhličitý. Vyčištěná odpadní voda je poté pečlivě monitorována, aby se zajistilo, že koncentrace kyanidu před vypuštěním splňuje normy pro vypouštění do životního prostředí.

Výzvy pro optimalizaci procesů

1. Variabilita kvality rudy

• Kvalita rudy v měděno-molybdenovém dole se může výrazně lišit. Různé vsádky rud mohou mít různé poměry mědi a molybdenu, mineralogické složení a distribuci velikosti částic. Tato variabilita může ovlivnit účinnost kyanidu sodného jako tlumivého činidla. Například v rudách s vyšším podílem jemnozrnných minerálů mědi může být zapotřebí více kyanidu sodného k dosažení stejné úrovně deprese mědi.

2.Řešení

• Analýza rudy v reálném čase: Důl investoval do pokročilého analytického vybavení pro provádění analýzy příchozí rudy v reálném čase. K rychlému stanovení chemického složení rudy se používá rentgenová fluorescence (XRF) a laserem indukovaná spektroskopie průrazu (LIBS). Na základě výsledků analýzy lze včas upravit dávkování kyanidu sodného a dalších činidel.

• Model – řízení procesů: Byl vyvinut matematický model pro predikci optimálního dávkování kyanidu sodného a procesních parametrů na základě charakteristik rudy. Model bere v úvahu faktory, jako je poměr mědi a molybdenu, mineralogické složení a velikost částic. Tento modelový systém řízení procesu umožňuje přesnější řízení flotačního procesu a zlepšuje účinnost separace mědi a molybdenu i při proměnlivosti kvality rudy.

Závěr

aplikace kyanidu sodného jako a Depresant mědi ve flotačním procesu se ukázalo být účinné při dosažení separace minerálů mědi a molybdenu. Díky pečlivé kontrole dávkování kyanidu sodného, ​​optimalizaci toku flotačního procesu a implementaci přísných ekologických a bezpečnostních opatření byl důl schopen zlepšit výtěžnost a kvalitu koncentrátu molybdenu a zároveň účinně snížit obsah měděných minerálů. Výzvy spojené s používáním kyanidu sodného, ​​jako jsou obavy o životní prostředí a bezpečnost a optimalizace procesu tváří v tvář proměnlivosti kvality rudy, však vyžadují neustálou pozornost a zavádění vhodných řešení. Vzhledem k tomu, že se těžební průmysl posouvá směrem k udržitelnějším a efektivnějším postupům, je zapotřebí dalšího výzkumu a vývoje k nalezení alternativních depresantů nebo ke zlepšení stávajícího procesu založeného na kyanidu sodného, ​​aby se minimalizoval jeho dopad na životní prostředí při zachování vysokého metalurgického výkonu.