Sammenligning mellem atmosfærisk og trykudvaskning i guldminecyanideringsprocessen

1. Introduktion

Cyanidering er en udbredt proces til udvinding af guld fra malm. Blandt dens forskellige driftsformer er atmosfærisk udvaskning og trykudvaskning er to vigtige metoder. Det er afgørende at forstå forskellene mellem dem for at optimere guldudvindingsprocessen, forbedre effektiviteten og reducere omkostningerne. Denne artikel vil foretage en detaljeret sammenligning mellem atmosfærisk og trykudvaskning i cyanideringsproces i guldminen.

2. Princippet for cyanideringsudvaskning

Cyanideringsudvaskning er baseret på reaktionen af ​​guld med cyanid i nærvær af ilt. Den generelle kemiske ligning er som følger:

4Au + 8CN⁻+ O2 + 4H4O → XNUMX[Au(CN)₂]⁻+ XNUMXOH⁻

I denne reaktion danner guld opløselige guld-cyanid-komplekser, som kan separeres og genvindes yderligere. Uanset om det er ved atmosfærisk eller trykudvaskning, forbliver dette grundlæggende reaktionsprincip det samme. Reaktionsbetingelserne og kinetikken påvirkes dog af trykfaktoren.

3. Sammenligning af udvaskningseffektivitet

3.1 Atmosfærisk udvaskning

Atmosfærisk udvaskning foregår normalt ved stuetemperatur og -tryk. For nogle relativt simple guldmalme, såsom dem med en høj andel af fritmalet guld, kan atmosfærisk udvaskning opnå gode resultater. For komplekse malme, der indeholder en stor mængde sulfidmineraler eller andre ildfaste komponenter, er udvaskningseffektiviteten af ​​atmosfærisk udvaskning dog ofte begrænset. Den langsomme reaktionshastighed og den ufuldstændige reaktion kan føre til en lavere guldudvaskningshastighed. For eksempel, når man beskæftiger sig med guldmalme, der indeholder pyrit, kan svovlet i pyrit reagere med ilt og cyanid under atmosfærisk udvaskning, hvilket forbruger ilt og cyanid og dermed hæmmer opløsningen af ​​guld. Generelt er guldudvaskningshastigheden ved atmosfærisk udvaskning omkring 60% - 85% for almindelige malme.

3.2 Trykudvaskning

Trykudvaskning udføres derimod under forhøjede trykforhold. Stigningen i trykket kan øge iltopløseligheden i udvaskningsopløsningen betydeligt. Ifølge Henrys lov fører højere tryk til et højere partialtryk af ilt, hvilket igen øger koncentrationen af ​​opløst ilt i opløsningen. Denne høje koncentration af opløst ilt kan accelerere oxidationen af ​​guld og dannelsen af ​​guld-cyanidkomplekser. For ildfaste guldmalme kan trykudvaskning nedbryde de ildfaste strukturer af sulfidmineraler, hvilket udsætter mere guld for udvaskningsopløsningen. Som et resultat kan udvaskningshastigheden af ​​guld forbedres effektivt. Forskning viser, at for nogle ildfaste guldmalme kan guldudvaskningshastigheden ved trykudvaskning nå over 90%, endda op til 95% under optimerede forhold.

4. Sammenligning af reaktionsbetingelser

4.1 temperaturer

• Atmosfærisk udvaskningOpererer normalt ved eller nær stuetemperatur, typisk omkring 25 °C. Da reaktionen ikke drives af høj temperatur, er energiforbruget til opvarmning relativt lavt. Den lave temperatur betyder dog også, at reaktionshastigheden er relativt langsom.

• TrykudvaskningKræver generelt en forhøjet temperatur. Temperaturen ligger normalt i området 80-150°C. Højere temperatur kan accelerere den kemiske reaktionshastighed, men det kræver også yderligere energitilførsel til opvarmning af udvaskningssystemet.

4.2 Cyanidkoncentration

• Atmosfærisk udvaskningKoncentrationen af ​​cyanid i udvaskningsopløsningen ligger normalt i området 0.02% - 0.1%. For malme med et højt indhold af urenheder kan en relativt højere cyanidkoncentration være nødvendig for at sikre udvaskningseffekten, men dette vil øge omkostningerne og miljørisikoen.

• TrykudvaskningPå grund af den forbedrede reaktionskinetik under tryk kan den nødvendige cyanidkoncentration være relativt lavere, generelt omkring 0.01% - 0.05%. Dette reducerer ikke kun forbruget af cyanid, men mindsker også miljøpåvirkningen forårsaget af cyanidrester.

5. Sammenligning af udstyrskrav og omkostninger

5.1 Udstyrskrav

• Atmosfærisk udvaskningUdstyret til atmosfærisk udvaskning er relativt simpelt. Det omfatter hovedsageligt udvaskningstanke, omrørere og beluftningsanordninger. Udvaskningstankene behøver ikke at modstå højt tryk, så deres fremstillingsmaterialer og omkostninger er relativt lave. Omrørere bruges til at sikre ensartet blanding af malmmasse, cyanidopløsning og ilt, og kravene til deres effekt og korrosionsbestandighed er ikke ekstremt høje.

• TrykudvaskningTrykudvaskning kræver specielt trykbestandigt udstyr, såsom autoklaver. Autoklaven skal være lavet af højstyrkelegeringsmaterialer for at modstå miljøer med højt tryk og høje temperaturer. Derudover er den også udstyret med komplekse trykstyrings-, temperaturstyrings- og sikkerhedsbeskyttelsessystemer. Design og fremstilling af dette udstyr er mere komplekst og kræver højere tekniske niveauer.

5.2 Omkostninger

• Atmosfærisk udvaskningDen indledende investeringspris for atmosfærisk udvaskningsudstyr er relativt lav. På grund af den relativt lave udvaskningseffektivitet og lange udvaskningstid kan driftsomkostningerne i form af arbejdskraft, strømforbrug til langvarig omrøring og cyanidforbrug dog være relativt høje i det lange løb.

• TrykudvaskningDen indledende investering i trykudvaskningsudstyr er meget højere på grund af de dyre trykbestandige autoklaver og komplekse kontrolsystemer. Men i betragtning af den høje udvaskningseffektivitet og korte udvaskningstid kan de samlede driftsomkostninger med hensyn til produktionskapacitet og ressourceudnyttelse være mere konkurrencedygtige for storskala og ildfast malmforarbejdning.

6. Miljøpåvirkning

6.1 Cyanidrest

• Atmosfærisk udvaskningSom tidligere nævnt kan atmosfærisk udvaskning kræve en relativt højere koncentration af cyanid, hvilket kan føre til flere cyanidrester i tailings. Cyanid er meget giftigt, og forkert behandling af cyanidholdige tailings kan udgøre en alvorlig trussel mod miljøet og menneskers sundhed.

• TrykudvaskningMed et lavere cyanidforbrug genererer trykudvaskning relativt mindre cyanidrester i tailings. Dette reducerer den miljømæssige risiko forbundet med cyanidforurening i et vist omfang.

6.2 Energiforbrug og emissioner

• Atmosfærisk udvaskningSelvom den har et lavt energiforbrug til opvarmning, kan den langvarige drift for at opnå tilfredsstillende udvaskningsresultater forbruge en stor mængde elektrisk energi til omrøring og luftning. Med hensyn til emissioner kan det, hvis luftningsprocessen ikke er velkontrolleret, forårsage frigivelse af nogle skadelige gasser, der genereres af reaktionen.

• TrykudvaskningHøjtemperatur- og højtryksdriften ved trykudvaskning kræver betydelig energitilførsel til opvarmning og vedligeholdelse af tryksystemet. Den højeffektive drift betyder dog, at det samlede energiforbrug pr. enhed guld for den samme mængde guldproduktion kan være sammenligneligt med eller endda lavere end ved atmosfærisk udvaskning i betragtning af den højere produktionskapacitet. Med hensyn til emissioner kan udledningen af ​​skadelige gasser bedre kontrolleres, hvis tryksystemet er godt forseglet.

7. konklusion

Kort sagt har både atmosfærisk og trykudvaskning i cyanideringsprocessen i guldminer deres egne karakteristika. Atmosfærisk udvaskning er egnet til simple guldmalme med lave investeringer i udstyr i starten, men den har begrænsninger i udvaskningseffektiviteten for komplekse malme. Trykudvaskning viser derimod store fordele ved håndtering af ildfast guldmalm med høj udvaskningseffektivitet, lavere cyanidforbrug og relativt mindre miljøpåvirkning med hensyn til cyanidrester. Det kræver dog dyrt udstyr og mere kompleks drift og vedligeholdelse. Når minevirksomheder vælger en udvaskningsmetode, skal de grundigt overveje faktorer som malmens egenskaber, produktionsskala, investeringsbudget og miljøkrav for at træffe den mest passende beslutning.