Cyanideringsguldudvinding: Et dybdegående indblik i agitationscyanideringsprocessen

Inden for guldudvinding har cyanidering haft en fremtrædende position i over et århundrede. Siden starten i 1887 til udvinding af guld- og sølvmalm har denne metode løbende udviklet sig og er fortsat en af ​​de mest anvendte teknikker på grund af dens høje udvindingsrate, tilpasningsevne til forskellige malmtyper og muligheden for lokal produktion.

1. Forståelse af cyanidering i guldudvinding

Cyanidering er en kemisk proces, der udnytter cyanidioners evne til at danne opløselige komplekser med guld. I nærvær af ilt og vand reagerer cyanidioner med guldatomer. Denne reaktion resulterer i dannelsen af ​​en opløselig forbindelse, hvor guld bindes til cyanidioner, hvilket tillader guldet at opløses i opløsningen. Selvom denne proces er yderst effektiv til udvinding af guld, medfører den også betydelige miljømæssige og sikkerhedsmæssige bekymringer, fordi cyanid er et giftigt stof.

2. Typer af cyanideringsmetoder

Cyanideringsmetoder kan groft set opdeles i to hovedkategorier: omrøringscyanidering og perkolationscyanidering.

• Omrøringscyanidering : Denne metode anvendes primært til behandling af flotationsguldkoncentrater eller i almindelige slimcyanideringsscenarier. Det involverer kraftig blanding af malmpulpen med cyanidopløsningen. Derved sikres det, at de guldholdige partikler i malmen kommer i maksimal kontakt med cyanidionerne, hvilket letter udvindingen af ​​guld.

• Perkolationscyanidering : Perkolationscyanidering er velegnet til lavkvalitetsguldmalme og fungerer ved at lade cyanidopløsningen sive gennem et lag af malm. Denne metode forbruger mindre energi sammenlignet med omrøringscyanidering. Dens anvendelse er dog begrænset til malme, der har god permeabilitet, hvilket gør det muligt for cyanidopløsningen at strømme let igennem.

3. Omrøringscyaniderings-guldekstraktionsproces

Guldekstraktionsprocessen med omrøring og cyanidering omfatter to hoveddelprocesser: cyanidering-zinkurstatningsprocessen og den ufiltrerede cyanidering med kulstofslam.

3.1 Cyanidering - zinkurstatningsproces (CCD- og CCF-metoder)

• Udvaskning af råmateriale : Det første trin involverer at gøre malmen klar til udvaskningsprocessen. Dette inkluderer ofte knusning af malmen i mindre stykker og derefter formaling af den til en fin konsistens. I nogle tilfælde udføres der også forbehandling for at gøre guldpartiklerne i malmen mere tilgængelige. Målet er at skabe en pulp med en optimal partikelstørrelse, hvilket fremmer bedre interaktion mellem malmen og cyanidopløsningen.

• Omrøring Cyanidudvaskning : Den fremstillede malmmasse overføres derefter til omrøringstanke, hvor en cyanidopløsning tilsættes. Disse tanke er udstyret med omrørere, der holder pulpen og cyanidopløsningen godt blandet. Ilt tilføres tankene, enten gennem beluftning eller ved at tilsætte oxidationsmidler. Denne ilt hjælper med at drive den kemiske reaktion, der opløser guldet i cyanidopløsningen.

• Modstrømsvask til separation af fast stof og væske : Efter udvaskningsprocessen består den resulterende opslæmning af faste rester og en flydende fase kendt som den prægnante opløsning, som indeholder opløst guld. For at adskille disse to komponenter anvendes en række fortykningsmidler eller filtre i et modstrømsvaskesystem. Metoder som kontinuerlig modstrømsdekantering (CCD) eller kontinuerlig modstrømsfiltrering (CCF) anvendes til at genvinde så meget af den guldholdige opløsning som muligt, samtidig med at mængden af ​​guld, der går tabt med de faste rester, minimeres.

• Oprensning af udvaskningsvæske og deoxidation : Den prægede opløsning, der opnås fra separationstrinnet mellem fast stof og væske, kan indeholde urenheder og opløst ilt. Oprensningsprocedurer implementeres for at fjerne suspenderede stoffer og andre forurenende stoffer, der kan forstyrre den efterfølgende guldudvindingsproces. Deoxidation er lige så vigtig, fordi ilt kan forårsage reoxidation af guld-cyanidforbindelsen, hvilket reducerer effektiviteten af ​​den efterfølgende zinkurstatningproces.

• Udskiftning og bejdsning af zinkpulver (silke) : Zinkpulver eller zinksilke tilsættes den rensede og deoxiderede, prægnansøde opløsning. Zink er mere reaktivt end guld, så det fortrænger guld fra den forbindelse, der dannes under udvaskningsprocessen. Dette resulterer i dannelsen af ​​et fast bundfald indeholdende guld og zink, almindeligvis omtalt som guldslam. Efter udskiftningsreaktionen behandles guldslammet typisk med en syreopløsning for at fjerne overskydende zink og andre urenheder.

• Smeltebarrer : Det sidste trin i cyaniderings-zinkerstatningsprocessen er at smelte guldslammet for at producere rene guldbarrer. Guldslammet smeltes ved høje temperaturer i en ovn, og gennem en række raffineringstrin fjernes de resterende urenheder, hvilket giver guldbarrer af høj renhed.

3.2 Ufiltreret cyanideringskulstofopslæmningsproces (CIP- og CIL-metoder)

• Forberedelse af udvaskningsmateriale : I lighed med cyanidering-zinkerstatningsprocessen er den første opgave at forberede malmen til udvaskning. Dette kræver reduktion af malmen til en passende partikelstørrelse gennem knusning og formaling.

• Omrøringsudvaskning og modstrømsadsorption af kulstof : I Carbon-in-Pulp (CIP)-metoden finder cyanidudvaskningsprocessen først sted i en række omrøringstanke. Når guldet er opløst i opløsningen, tilsættes aktivt kul til pulpen. Aktivt kul har en stærk affinitet for guld-cyanidforbindelsen og adsorberer det opløste guld på dens overflade. I Carbon-in-Leach (CIL)-metoden tilsættes det aktive kul til udvaskningstanken samtidig med cyanidopløsningen, så udvasknings- og adsorptionsprocesserne finder sted på samme tid. I både CIP og CIL opretholdes en modstrømsstrøm af kulstof og pulp for at maksimere mængden af ​​guld, der adsorberes af kulstoffet.

• Desorption af guldholdigt kulstof : Efter adsorptionsprocessen skal det guldholdige kulstof adskilles fra pulpen. Derefter fjernes guldet fra kulstoffet ved hjælp af en varm kaustisk cyanidopløsning. Denne opløsning bryder bindingen mellem guld-cyanidforbindelsen og kulstoffet og frigiver guldet tilbage i opløsningen.

• Elektrolyse af elektrolytisk udvinding : Den guldrige opløsning, der opnås fra desorptionsprocessen, gennemgår elektrolytisk udvinding. Under denne proces ledes en elektrisk strøm gennem opløsningen. Dette får guldionerne i opløsningen til at blive reduceret og aflejret på en katode, hvorved der dannes en fast aflejring af guld, der kan raffineres yderligere.

• Smeltebarrer : Guldet, der opnås ved elektrolytisk udvinding, er relativt rent, men kan stadig indeholde nogle urenheder. Smeltning udføres for yderligere at rense guldet og støbe det til barrer med den ønskede renhed.

• Kulstofregenerering : Det brugte kulstof kan, efter at guldet er blevet desorberet, regenereres og genbruges. Dette indebærer at udsætte kulstoffet for højtemperaturbehandling for at fjerne eventuelle adsorberede urenheder og genoprette dets evne til at adsorbere guld.

4. Sammenligning af CIP- og CIL-processer

• Procesvarighed : Generelt tager CIP-processen længere tid sammenlignet med CIL. Dette skyldes, at udvaskning og adsorption i CIP er separate operationer. Da udvaskning og adsorption i CIL sker samtidigt, kan hele processen gennemføres på kortere tid. CIL-processen kræver dog mere kompleks kontrol, da begge processer foregår samtidigt.

• Kulstof- og slamhåndtering : I CIL-processen er der en større mængde kulstof i cirkulation, og koncentrationen af ​​kulstof i slammet er lavere end i CIP. Som følge heraf er den mængde slam, der skal transporteres til kulstofoverførsel i CIL, normalt flere gange så stor som i CIP (omkring fire gange). Dette har indflydelse på dimensioneringen af ​​udstyr og energiforbrug.

• Metalbagage og guldkvalitet i opløsning : I CIP-processen forbliver en betydelig mængde metal i systemet (metalbagage), og dette metal er forholdsvis jævnt fordelt mellem det aktive kul og opløsningen. I CIL adsorberes det meste af metallet på det aktive kul. Derudover er koncentrationen af ​​guld i opløsningen i CIL-processen højere end i CIP. Dette skyldes, at guldet i CIL, mens det udvaskes, også adsorberes kontinuerligt, hvilket genopfylder det opløste guld i opløsningen. I CIP er det derimod en adsorptionsproces i et enkelt trin med begrænset genopfyldning af opløst guld.

5. Miljø- og sikkerhedshensyn

Trods sin effektivitet udgør cyanidering, især omrøringscyanidering, betydelige miljø- og sikkerhedsrisici. Cyanid er meget giftigt, og enhver lækage eller forkert håndtering kan føre til alvorlig miljøforurening og udgøre en trussel mod menneskers sundhed. For at imødegå disse risici overholder guldminedrift strenge sikkerhedsprotokoller. Disse omfatter korrekt opbevaring og håndtering af cyanid, installation af indeslutningssystemer for at forhindre lækager og behandling af cyanidholdigt spildevand. Derudover sigter løbende forskning mod at udvikle alternative, mindre giftige udvaskningsmidler til erstatning af cyanid i guldudvinding.

6. konklusion

Omrøringscyanidering spiller en afgørende rolle i den moderne guldmineindustri, da det muliggør højhastighedsudvinding af guld fra forskellige malmtyper. De to primære delprocesser, cyanidering - zinkerstatning og ufiltreret cyanideringskulstofopslæmning, har hver deres fordele og vælges ud fra faktorer som malmens egenskaber, driftsomfang og økonomisk levedygtighed. Industrien skal dog fortsat tackle de miljømæssige og sikkerhedsmæssige udfordringer forbundet med cyanidbrug for at sikre en bæredygtig fremtid for guldudvinding.