Proces louhování kyanidu v těžbě zlata: Kompletní proces od rozpuštění po obnovu

Úvod

Těžba zlata z jeho rud je po staletí předmětem velkého zájmu. Mezi různými dostupnými metodami Kyanidové vyluhování se ukázal jako jedna z nejpoužívanějších technik v reklamě Těžba zlata průmysl. Tento proces umožňuje účinné rozpouštění zlata z jeho hostitelských materiálů, což umožňuje získat vzácný kov v koncentrovanější formě. Tento článek se ponoří do kompletního procesu kyanidového loužení při těžbě zlata, od počátečního rozpuštění zlata v kyanidových roztocích až po konečnou obnovu kovu.

Rozpouštění zlata v kyanidových roztocích

Zapojené chemické reakce

Rozpouštění zlata v kyanidových roztocích je založeno na složité sérii chemických reakcí. Celková reakce může být reprezentována následující rovnicí:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H4O → 4Na[Au(CN)₂] + XNUMXNaOH

Při této reakci zlato (Au) reaguje s Kyanid sodný (NaCN) v přítomnosti kyslíku (02) a vody (H2O) za vzniku dikyanoaurátu sodného (Na[Au(CN)2]) a hydroxidu sodného (NaOH). Úloha kyslíku v této reakci je klíčová, protože působí jako oxidační činidlo, které usnadňuje rozpouštění zlata.

Podmínky pro optimální rozpuštění

Pro účinné rozpouštění zlata je třeba pečlivě kontrolovat několik podmínek. Koncentrace kyanidu v roztoku je kritickým faktorem. Typicky se v procesu loužení používá koncentrace 0.05 - 0.1 % NaCN. Vyšší koncentrace může vést ke zvýšené spotřebě kyanidu bez úměrného zvýšení rozpouštění zlata, zatímco nižší koncentrace může vést k pomalému a neúplnému vyluhování.

Významnou roli hraje také pH roztoku. Proces loužení je nejúčinnější v mírně alkalickém prostředí s rozsahem pH 9.5 - 11. Při tomto pH jsou kyanidové ionty přítomny ve své nedisociované formě (HCN), která je reaktivnější vůči zlatu. Úprava pH se obvykle dosahuje přidáním vápna (CaO) do vyluhovacího roztoku.

Teplota je dalším důležitým parametrem. I když reakce může probíhat při teplotě okolí, mírně zvýšená teplota kolem 25 - 35 °C může zvýšit rychlost rozpouštění zlata. Přílišné zvýšení teploty však může vést k rozkladu kyanidu, což snižuje jeho účinnost.

Předúprava rud

Drcení a broušení

Než může začít proces kyanidového louhování, je třeba zlatonosné rudy předem upravit. Prvním krokem této předúpravy je obvykle Zdrcující si broušení. Rudy se drtí, aby se zmenšila jejich velikost, a poté se melou na jemné částice. To zvětšuje povrch rudy, což umožňuje efektivnější kontakt mezi částicemi zlata a roztokem kyanidu během procesu loužení.

Stupeň mletí je pečlivě kontrolován. Přílišné mletí může vést k tvorbě jemných slizů, které mohou způsobit problémy během následných kroků separace pevné látky a kapaliny. Na druhé straně může nedostatečné mletí vést k nedostatečné expozici zlatých částic, což vede k neúplnému vyluhování.

Pražení a biooxidace

V některých případech mohou zlaté rudy obsahovat žáruvzdorné minerály, které brání přímému rozpouštění zlata kyanidem. Pro takové rudy mohou být vyžadovány další metody předběžné úpravy, jako je pražení nebo biooxidace.

Pražení zahrnuje zahřívání rudy v přítomnosti vzduchu k oxidaci žáruvzdorných minerálů, jako jsou sulfidy. Tento oxidační proces rozkládá minerály, uvolňuje částice zlata a činí je dostupnějšími pro roztok kyanidu.

Biooxidace na druhé straně využívá mikroorganismy k oxidaci žáruvzdorných minerálů. Jedná se o ekologičtější alternativu pražení, protože funguje při nižších teplotách a produkuje méně škodlivých emisí. Mikroorganismy, typicky bakterie nebo houby, se vybírají na základě jejich schopnosti oxidovat specifické žáruvzdorné minerály přítomné v rudě.

Proces vyluhování

Vyluhování míchané nádrže

Louhování v míchané nádrži je jednou z nejběžnějších metod používaných pro kyanidové loužení. Při tomto procesu se předupravená ruda mísí s roztokem kyanidu ve velkých míchaných tancích. Nádrže jsou vybaveny míchadly, která zajišťují důkladné promíchání rudy a roztoku a podporují kontakt mezi částicemi zlata a kyanidovými ionty.

Doba louhování se může lišit v závislosti na povaze rudy a provozních podmínkách. Obecně může proces vyluhování trvat několik hodin až několik dní. Během této doby se pravidelně odebírají a analyzují vzorky výluhu, aby se sledoval postup rozpouštění zlata.

Vyluhování haldy

Haldové loužení je další široce používanou metodou, zejména u nekvalitních zlatých rud. Při tomto procesu se drcená ruda naskládá na velké hromady na nepropustnou vložku. Kyanidový roztok se pak nastříká na vršek hromady a nechá se prosakovat rudou. Jak roztok prochází hromadou, rozpouští částice zlata a výsledný těhotný roztok se shromažďuje na dně hromady.

Vyluhování haldy je nákladově efektivnější metoda ve srovnání s Vyluhování v míchané nádrži protože vyžaduje menší kapitálové investice do vybavení. Je to však pomalejší proces a hodí se spíše pro rudy s relativně nízkým obsahem zlata.

Separace pevná látka-kapalina

filtrace

Po dokončení procesu louhování je dalším krokem oddělení pevného zbytku (hlušiny) od těhotného roztoku, který obsahuje rozpuštěné zlato. Filtrace je jednou z nejčastěji používaných metod pro separaci pevných látek a kapalin. V tomto procesu kaše (směs pevné látky a kapaliny) prochází přes filtrační médium, jako je filtrační tkanina nebo kalolis. Pevné částice jsou zadržovány na filtračním médiu, zatímco kapalina (těhotenský roztok) prochází a je shromažďována.

Volba filtračního média závisí na povaze pevných částic a provozních podmínkách. Například v případech, kdy jsou pevné částice velmi jemné, může být vyžadována jemnější filtrační tkanina.

Dekantace

Dekantace je další metoda, kterou lze použít pro separaci pevné látky a kapaliny, zvláště když jsou pevné částice relativně velké a snadno se usazují. Při tomto procesu se suspenze nechá po určitou dobu stát v usazovací nádrži. Pevné částice se usazují na dně nádrže vlivem gravitace a čirá kapalina nad usazeninou (těhotenský roztok) se poté opatrně dekantuje.

Dekantace je ve srovnání s filtrací jednodušší a energeticky méně náročná metoda. Nemusí však být tak účinný při oddělování velmi jemných pevných částic.

Získávání zlata z roztoku pro těhotné

Adsorpce aktivního uhlí

Jednou z nejběžnějších metod získávání zlata z těhotného roztoku je Adsorpce aktivního uhlí. V tomto procesu se do těhotného roztoku přidává aktivní uhlí. Zlato-kyanidový komplex má silnou afinitu k povrchu aktivního uhlí a v důsledku toho se zlato adsorbuje na uhlíkové částice.

Uhlíkové částice se pak z roztoku oddělí, obvykle proséváním nebo filtrací. Zlatem naplněný uhlík je pak dále zpracováván k desorbci zlata. To se typicky provádí vystavením uhlíku vysokoteplotní parní úpravě nebo použitím chemického desorpčního činidla.

Srážení zinku

Srážení zinku, známé také jako proces Merrill - Crowe, je další metodou pro získávání zlata. V tomto procesu se do těhotného roztoku přidává zinkový prach. Zinek je elektropozitivnější než zlato a v důsledku toho vytěsňuje zlato z komplexu zlato - kyanid. Reakce může být reprezentována následující rovnicí:

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

Vysrážené zlato spolu s případným nezreagovaným zinkem tvoří pevný kal. Tento kal se pak z roztoku oddělí a zlato se dále rafinuje, aby se získal čistý produkt.

Rafinace zlata

Tavení

Jakmile bylo zlato získáno z těhotného roztoku, obvykle je třeba jej rafinovat, aby se odstranily všechny zbývající nečistoty. Tavení je jednou z nejběžnějších metod rafinace zlata. V tomto procesu se materiál obsahující zlato zahřeje na vysokou teplotu v přítomnosti tavidla, jako je borax. Tavidlo pomáhá snižovat bod tání zlata a také reaguje s nečistotami a vytváří strusku, kterou lze oddělit od roztaveného zlata.

Roztavené zlato se pak nalévá do forem, aby se vytvořily ingoty. Tyto ingoty mohou být dále zpracovávány nebo prodávány jako polotovar.

Elektrolytická rafinace

Elektrolytická rafinace je pokročilejší způsob rafinace zlata. V tomto procesu je anoda obsahující zlato umístěna do elektrolytického článku spolu s katodou z čistého zlata. Elektrolytem je obvykle roztok chloridu zlata nebo jiných solí zlata. Při průchodu elektrického proudu článkem se zlato z anody rozpustí v elektrolytu a poté se usadí na katodě.

Nečistoty, které jsou elektropozitivnější než zlato, se rozpouštějí v elektrolytu, ale neukládají se na katodě, zatímco nečistoty, které jsou méně elektropozitivní než zlato, zůstávají jako kal na dně článku. Výsledkem je velmi čistý zlatý produkt.

Úvahy o životním prostředí

Řízení kyanidu

Kyanid je vysoce toxická látka a správné nakládání s kyanidem v procesu těžby zlata je nanejvýš důležité. Použití kyanidu při těžbě zlata je v mnoha zemích přísně regulováno, aby se minimalizoval jeho dopad na životní prostředí a lidské zdraví.

Jedním z klíčových aspektů nakládání s kyanidem je prevence úniku kyanidu. Při těžebních provozech se vyžaduje, aby byly zavedeny řádné ochranné systémy, které zabrání úniku roztoků obsahujících kyanid do životního prostředí. Kromě toho je zásadní také čištění odpadních vod obsahujících kyanid. Pro úpravu odpadních vod obsahujících kyanid je k dispozici několik metod, jako je chemická oxidace, biologické čištění a výměna iontů.

Likvidace hlušiny

Pevný zbytek (hlušina) produkovaný po procesu získávání zlata musí být také řádně zlikvidován. Hlušina může obsahovat stopová množství kyanidu a dalších těžkých kovů, které mohou představovat hrozbu pro životní prostředí, pokud nejsou správně spravovány.

Jednou z běžných metod likvidace hlušiny je její uložení do odkališť. Tyto přehrady jsou navrženy tak, aby zadržovaly hlušinu a bránily uvolňování kontaminantů do životního prostředí. V některých případech může být hlušina také znovu zpracována, aby se získaly zbývající cenné nerosty nebo aby se snížil dopad na životní prostředí.

Závěr

Proces kyanidového loužení při těžbě zlata je komplexní a vícestupňový proces, který zahrnuje rozpouštění zlata v kyanidových roztocích, předúpravu rud, loužení, separaci pevné látky od kapaliny, získávání zlata, rafinaci a environmentální management. Každý krok v tomto procesu je pečlivě kontrolován, aby byla zajištěna efektivní těžba a obnova zlata při minimalizaci dopadu na životní prostředí. Navzdory problémům spojeným s použitím kyanidu zůstává tento proces důležitou a široce používanou metodou v komerčním průmyslu těžby zlata díky své vysoké účinnosti a relativně nízkým nákladům. Probíhá však nepřetržitý výzkum a vývoj s cílem vyvinout alternativní metody, které jsou šetrnější k životnímu prostředí a udržitelnější.