Αντιδραστήρια για την αναστολή της έκπλυσης χαλκού στην κυανίωση του μεταλλεύματος χρυσού που φέρει χαλκό

Εισαγωγή

Η κυανίωση είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη και αποτελεσματική μέθοδος για την εξόρυξη χρυσού από μεταλλεύματα που φέρουν χρυσό, ειδικά στην περίπτωση μεταλλευμάτων χρυσού που φέρουν χαλκό. Βασίζεται στην ικανότητα του ιόν κυανίουs να σχηματίσει σταθερά σύμπλοκα με χρυσό, επιτρέποντας τη διάλυση του χρυσού από τη μήτρα του μεταλλεύματος. Η θεμελιώδης χημική αντίδραση στη διαδικασία κυανίωσης του χρυσού είναι 4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O=4Na[Au(CN)_2]+4NaOH. Αυτή η διαδικασία είναι ο ακρογωνιαίος λίθος της βιομηχανίας εξόρυξης χρυσού για περισσότερο από έναν αιώνα λόγω της σχετικά υψηλής απόδοσης και της καλά κατανοητής τεχνολογίας.

Ωστόσο, όταν πρόκειται για μεταλλεύματα χαλκού που φέρουν χρυσό, η παρουσία του ορυκτό χαλκούθέτει σημαντικές προκλήσεις. Τα κοινά ορυκτά χαλκού που σχετίζονται με τον χρυσό, όπως ο χαλκοπυρίτης (CuFeS_2), ο χαλκοσίτης (Cu_2S), ο μαλαχίτης (Cu_2(OH)_2CO_3) και ο αζουρίτης (Cu_3(OH)_2(CO_3)_2), είναι αρκετά αντιδραστικά σε διαλύματα κυανίου. Για παράδειγμα, σε ένα μέσο που περιέχει κυάνιο, ο χαλκοσίτης μπορεί να αντιδράσει ως εξής: Cu_2S + 4NaCN=2Na[Cu(CN)_2]+Na_2S. Αυτές οι αντιδράσεις οδηγούν στην κατανάλωση μεγάλης ποσότητας κυανίου. Η υπερβολική κατανάλωση κυανίου όχι μόνο αυξάνει το κόστος παραγωγής αλλά έχει και περιβαλλοντικές επιπτώσεις λόγω της τοξικότητας του κυανίου.

Επιπλέον, η διάλυση του χαλκού μπορεί να επηρεάσει τις επακόλουθες διεργασίες του ανάκτηση χρυσού. Τα υψηλά επίπεδα χαλκού στο διάλυμα κυανίου μπορούν να μειώσουν την αποτελεσματικότητα του σχηματισμού συμπλόκου χρυσού - κυανιδίου, μειώνοντας έτσι τον χρυσό ρυθμός έκπλυσης. Αυτό συμβαίνει επειδή ο χαλκός ανταγωνίζεται τον χρυσό για ιόντα κυανίου και οξυγόνο στο διάλυμα, διαταράσσοντας τη χημική ισορροπία που απαιτείται για την αποτελεσματική διάλυση του χρυσού. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η παρουσία χαλκού μπορεί επίσης να προκαλέσει προβλήματα στις κατάντη διεργασίες όπως η ψευδάργυρος - τσιμεντοποίηση ή ο πολτός άνθρακα (CIP) για την ανάκτηση χρυσού, οδηγώντας σε χαμηλότερα ποσοστά ανάκτησης χρυσού και κακή ποιότητα προϊόντος.

Ως εκ τούτου, η εύρεση αποτελεσματικών αντιδραστηρίων για την αναστολή της έκπλυσης του χαλκού κατά την κυανίωση των μεταλλευμάτων χρυσού που φέρουν χαλκό είναι μεγάλης σημασίας. Τέτοια αντιδραστήρια μπορούν να βοηθήσουν στη βελτιστοποίηση της διαδικασίας κυανίωσης, στη μείωση κατανάλωση κυανίου, και να βελτιώσει τη συνολική απόδοση της εξόρυξης χρυσού, καθιστώντας τη λειτουργία εξόρυξης πιο οικονομικά βιώσιμη και φιλική προς το περιβάλλον. Στις επόμενες ενότητες, θα εξερευνήσουμε διάφορα αντιδραστήρια που έχουν μελετηθεί και χρησιμοποιηθεί για το σκοπό αυτό.

Τα χαρακτηριστικά έκπλυσης του χαλκού σε διαλύματα κυανίου

Στα διαλύματα κυανίου, τα ορυκτά χαλκού που σχετίζονται με τον χρυσό εμφανίζουν ξεχωριστές συμπεριφορές έκπλυσης. Τα κοινά πρωτογενή ορυκτά χαλκού, όπως ο χαλκοπυρίτης (CuFeS_2) και ο χαλκοκίτης (Cu_2S), μαζί με τον μαλαχίτη (Cu_2(OH)_2CO_3), τον αζουρίτη (Cu_3(OH)_2(CO_3)_2), τον βορνίτη (Cu_5FeS_4), τον χαλκό, έτσι, ο χαλκός είναι σχετικά (Cu_2(OH)_XNUMXCO_XNUMX) και Cu.

Αυτά τα ορυκτά χαλκού μπορούν να εκπλυθούν σε θερμοκρασία δωματίου (25^{\circ}C). Ο ρυθμός έκπλυσης του χαλκού ποικίλλει ευρέως και κυμαίνεται από 5 - 10% έως πάνω από 90%. Για παράδειγμα, ο μαλαχίτης και ο αζουρίτης, που είναι ορυκτά ανθρακικού χαλκού, είναι αρκετά αντιδραστικά στα διαλύματα κυανίου. Η χημική αντίδραση του μαλαχίτη με το κυάνιο μπορεί να εκφραστεί ως Cu_2(OH)_2CO_3+4NaCN + H_2O = 2Na[Cu(CN)_2]+Na_2CO_3 + 2NaOH. Αυτό δείχνει ότι υπό τη δράση του κυανίου, ο χαλκός στον μαλαχίτη μπορεί να διαλυθεί αποτελεσματικά.

Όταν έχουμε να κάνουμε με συμπυκνώματα χρυσού υψηλής περιεκτικότητας σε χαλκό, η διαδικασία έκπλυσης κατά την κυανίωση έχει κάποια «κλινικά» συμπτώματα. Η κατανάλωση κυανίου γίνεται εξαιρετικά υψηλή. Γενικά, για διαφορετικά ορυκτά χαλκού, η διάλυση 1 γραμμαρίου χαλκού απαιτεί την κατανάλωση 2.3 - 3.4 γραμμαρίων χαλκού. Κυανιούχο νάτριο. Ταυτόχρονα, η διάλυση του χαλκού καταναλώνει και οξυγόνο στο διάλυμα. Για παράδειγμα, στη διαδικασία έκπλυσης του χαλκοκίτη, εμφανίζεται η αντίδραση 2Cu_2S+8NaCN + O_2+2H_2O = 4Na[Cu(CN)_2]+2Na_2S + 4NaOH, η οποία όχι μόνο καταναλώνει μεγάλη ποσότητα κυανίου αλλά και σημαντική ποσότητα οξυγόνου.

Επιπλέον, το αποτέλεσμα έκπλυσης γίνεται σχετικά φτωχό. Τα υψηλά επίπεδα χαλκού στο διάλυμα κυανίου μπορούν να μειώσουν την αποτελεσματικότητα του σχηματισμού συμπλόκου χρυσού - κυανιδίου. Ο χαλκός ανταγωνίζεται τον χρυσό για ιόντα κυανίου και οξυγόνο στο διάλυμα. Ως αποτέλεσμα, διαταράσσεται η χημική ισορροπία που απαιτείται για την αποτελεσματική διάλυση του χρυσού. Αυτό οδηγεί σε μείωση του ρυθμού έκπλυσης χρυσού και μπορεί επίσης να προκαλέσει προβλήματα σε επακόλουθες διεργασίες ανάκτησης χρυσού, όπως ψευδάργυρος - τσιμεντοποίηση ή άνθρακας - σε πολτό (CIP), με αποτέλεσμα χαμηλότερα ποσοστά ανάκτησης χρυσού και μειωμένη ποιότητα προϊόντος.

Κοινά αντιδραστήρια για την αναστολή της έκπλυσης χαλκού

Άλατα Μολύβδου

Τα άλατα μολύβδου χρησιμοποιούνται συχνά ως αντιδραστήρια για την αναστολή της έκπλυσης του χαλκού στην κυανίωση των μεταλλευμάτων χρυσού που φέρουν χαλκό. Τα κοινώς χρησιμοποιούμενα άλατα μολύβδου περιλαμβάνουν νιτρικό μόλυβδο (Pb(NO_3)_2), οξικό μόλυβδο (C_4H_6O_4Pb\cdot3H_2O) και οξείδιο μολύβδου (PbO).

Πάρτε για παράδειγμα τον οξικό μόλυβδο. Έρευνες έχουν δείξει ότι η προσθήκη οξικού μολύβδου πριν από την έκπλυση με κυάνιο μπορεί να αναστείλει αποτελεσματικά την έκπλυση του χαλκού, να ενισχύσει την έκπλυση χρυσού και αργύρου και να μειώσει την κατανάλωση Κυανιούχο νάτριο. Για ένα ορισμένο συμπύκνωμα χρυσού με περιεκτικότητα σε χαλκό 4.92%, όταν προστίθενται απευθείας 150 g/t οξικού μολύβδου πριν από την έκπλυση, υπό συνθήκες λεπτότητας λείανσης -0.037 mm μεγέθους σωματιδίων που αντιστοιχεί στο 95%, χρόνος έκπλυσης 48 ώρες, συγκέντρωση κυανιούχου νατρίου 0.5%, συγκέντρωση κυανιούχου νατρίου 12%, 40% συγκέντρωση χρυσού σε βαθμό 1.20, σε βαθμό pH 97.55. το υπόλειμμα έκπλυσης μπορεί να μειωθεί σε 60.28 g/t, ο ρυθμός έκπλυσης χρυσού φτάνει το 14.37%, ο ρυθμός ανάκτησης αργύρου είναι XNUMX% και η κατανάλωση κυανιούχου νατρίου είναι XNUMX kg/t. Αυτό δείχνει ξεκάθαρα τη θετική επίδραση του οξικού μολύβδου σε αυτή τη διαδικασία.

Ο ανασταλτικός μηχανισμός των αλάτων μολύβδου μπορεί να σχετίζεται με το σχηματισμό αδιάλυτων ενώσεων. Για παράδειγμα, ο μόλυβδος μπορεί να αντιδράσει με ουσίες που περιέχουν θείο στο μετάλλευμα για να σχηματίσει αδιάλυτο θειούχο μόλυβδο. Αυτή η αντίδραση μειώνει την ποσότητα των ουσιών που περιέχουν θείο που μπορούν να αντιδράσουν με ορυκτά χαλκού, αναστέλλοντας έτσι τη διάλυση των ορυκτών χαλκού. Επιπλέον, τα άλατα μολύβδου μπορεί επίσης να επηρεάσουν τις επιφανειακές ιδιότητες των ορυκτών χαλκού, μειώνοντας την αντιδραστικότητα τους στο διάλυμα κυανίου.

Χηλικοί παράγοντες (π.χ. κιτρικό οξύ)

Οι χηλικοί παράγοντες, όπως το κιτρικό οξύ, μπορούν επίσης να παίξουν ρόλο στην αναστολή της έκπλυσης του χαλκού κατά την κυανίωση. Οι χηλικοποιητές - τύπου έκπλυσης - βοηθητικοί παράγοντες όπως το κιτρικό οξύ λειτουργούν μέσω ενός μοναδικού μηχανισμού. Το κιτρικό οξύ περιέχει ομάδες καρβοξυλίου και υδροξυλίου, οι οποίες μπορούν να σχηματίσουν χηλικές ενώσεις με επιβλαβή ιόντα όπως Cu^{2 +}, Zn^{2+}, Fe^{2+} και Fe^{3+} στον πολτό για να σχηματίσουν σταθερές χηλικές ενώσεις.

Για παράδειγμα, η καρβοξυλική ομάδα στο κιτρικό οξύ μπορεί να συντονίζεται με ιόντα μετάλλων μέσω των ηλεκτρονίων ενός ζεύγους ατόμων οξυγόνου, σχηματίζοντας μια δομή που μοιάζει με δακτύλιο. Χηλώνοντας αυτά τα μεταλλικά ιόντα, το κιτρικό οξύ μπορεί να εξαλείψει τις αρνητικές επιπτώσεις τους στη διαδικασία έκπλυσης κυανίωσης, όπως η μείωση της κατανάλωσης οξυγόνου στο διάλυμα. Επιπλέον, το κιτρικό οξύ μπορεί να αναστείλει τη διάλυση ορυκτών γάγγας, όπως μεταλλικά στοιχεία που περιέχουν ασβέστιο - και μαγνήσιο. Μπορεί να αλληλεπιδράσει με την επιφάνεια αυτών των ορυκτών, αλλάζοντας το επιφανειακό τους φορτίο και τις υδρόφιλες - υδρόφοβες ιδιότητες, καθιστώντας πιο δύσκολη τη διάλυσή τους στο διάλυμα κυανίου. Αυτή η αναστολή των ορυκτών gangue μπορεί επίσης να βελτιώσει το «αποτελεσματικό ενεργό οξυγόνο» στον πολτό. Όταν τα ορυκτά γάγγα είναι λιγότερο πιθανό να διαλυθούν, καταναλώνουν λιγότερο οξυγόνο και περισσότερο οξυγόνο είναι διαθέσιμο για την κυανίωση του χρυσού, η οποία είναι ευεργετική για την έκπλυση του χρυσού. Γενικά, η προσθήκη κιτρικού οξέος μπορεί να βοηθήσει στη δημιουργία ενός ευνοϊκότερου χημικού περιβάλλοντος για την κυανίωση του χρυσού, μειώνοντας την παρεμβολή άλλων μεταλλικών ιόντων και βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα της εξόρυξης χρυσού.

Άλλα (Σύντομη Εισαγωγή)

Εκτός από τα προαναφερθέντα αντιδραστήρια, ο έλεγχος της συγκέντρωσης των ιόντων κυανίου μπορεί επίσης να είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για την αποδυνάμωση της διάλυσης του χαλκού. Όταν η συγκέντρωση των ιόντων κυανιδίου ελέγχεται σωστά μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος, ο ρυθμός αντίδρασης των ορυκτών χαλκού με το κυανίδιο μπορεί να μειωθεί. Για παράδειγμα, για ορισμένα μεταλλεύματα χρυσού με σχετικά υψηλή περιεκτικότητα σε εύκολα - διαλυτά ορυκτά χαλκού, διατηρώντας τη συγκέντρωση των ελεύθερων ιόντων CN^ - σε σχετικά χαμηλό επίπεδο (όπως 0.05% - 0.10%), ο ρυθμός διάλυσης ορυκτών χαλκού μπορεί να επιβραδυνθεί σημαντικά, ενώ ο ρυθμός διάλυσης ορυκτών χρυσού εξακολουθεί να είναι σχετικά υψηλός.

Μια άλλη μέθοδος είναι η χρήση του συστήματος αμμωνίας - κυανίου. Στο σύστημα αμμωνίας - κυανίου, η αμμωνία μπορεί να σχηματίσει σύμπλοκα με ιόντα χαλκού, τα οποία μπορούν να αναστείλουν την έκπλυση του χαλκού σε κάποιο βαθμό. Ωστόσο, λόγω της υψηλής μεταβλητότητας της αμμωνίας, είναι δύσκολο να διατηρηθεί μια σταθερή συγκέντρωση στη βιομηχανική παραγωγική διαδικασία, γεγονός που περιορίζει τη μεγάλης κλίμακας βιομηχανική εφαρμογή της. Αν και αυτή η μέθοδος έχει το πλεονέκτημα της μείωσης της έκπλυσης του χαλκού, οι προκλήσεις στην πρακτική λειτουργία και τη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας πρέπει να αντιμετωπιστούν περαιτέρω.

Παράγοντες που επηρεάζουν την επίδραση των αντιδραστηρίων

Η αποτελεσματικότητα των αντιδραστηρίων που χρησιμοποιούνται για την αναστολή της έκπλυσης χαλκού κατά την κυανίωση μεταλλευμάτων χρυσού που φέρουν χαλκό επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες, οι οποίοι είναι κρίσιμοι να κατανοηθούν για τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας κυανίωσης.

Ιδιότητες μεταλλεύματος

1. Είδος ορυκτών χαλκού

1. Διαφορετικά ορυκτά χαλκού έχουν διακριτή αντιδραστικότητα σε διαλύματα κυανίου. Για παράδειγμα, τα ορυκτά ανθρακικού χαλκού όπως ο μαλαχίτης (Cu_2(OH)_2CO_3) και ο αζουρίτης (Cu_3(OH)_2(CO_3)_2) είναι σχετικά πιο δραστικά σε σύγκριση με ορισμένα πρωτογενή ορυκτά θειούχου χαλκού όπως ο χαλκοπυρίτης (CuFeS_2). Ο μαλαχίτης αντιδρά εύκολα με το κυάνιο σύμφωνα με την αντίδραση Cu_2(OH)_2CO_3+4NaCN + H_2O = 2Na[Cu(CN)_2]+Na_2CO_3 + 2NaOH. Αυτή η υψηλή αντιδραστικότητα σημαίνει ότι όταν χρησιμοποιούνται αντιδραστήρια για την αναστολή της έκπλυσης χαλκού, μπορεί να απαιτείται υψηλότερη δόση για μεταλλεύματα πλούσια σε τέτοια δραστικά ορυκτά χαλκού.

2. Αντίθετα, ο χαλκοπυρίτης έχει πιο πολύπλοκη δομή και απαιτεί περισσότερη ενέργεια και ειδικές συνθήκες αντίδρασης για να διαλυθεί σε διαλύματα κυανίου. Ωστόσο, υπό ορισμένες προϋποθέσεις, μπορεί να συμβάλει σε σημαντική κατανάλωση κυανίου. Η κατανόηση του κυρίαρχου τύπου χαλκού - ορυκτού στο μετάλλευμα είναι το πρώτο βήμα για τον προσδιορισμό του κατάλληλου αντιδραστηρίου και της δοσολογίας του.

2. Περιεχόμενο ορυκτών χαλκού

1. Όσο μεγαλύτερη είναι η περιεκτικότητα σε χαλκό - ορυκτό στο μετάλλευμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η δυνατότητα έκπλυσης χαλκού και η αντίστοιχη κατανάλωση κυανίου. Για παράδειγμα, σε ένα μετάλλευμα που φέρει χρυσό με περιεκτικότητα σε χαλκό 5%, η ποσότητα κυανίου που καταναλώνεται από τις αντιδράσεις έκπλυσης χαλκού θα είναι πολύ υψηλότερη από ό,τι σε ένα μετάλλευμα με περιεκτικότητα σε χαλκό 1%. Ως αποτέλεσμα, το αντιδραστήριο που απαιτείται για την αναστολή της έκπλυσης του χαλκού πρέπει να ρυθμίζεται αναλογικά. Ένα μετάλλευμα υψηλότερης περιεκτικότητας σε χαλκό μπορεί να απαιτεί μεγαλύτερη ποσότητα αλάτων μολύβδου ή χηλικών παραγόντων για την αποτελεσματική καταστολή της διάλυσης του χαλκού. Έρευνες έχουν δείξει ότι για κάθε 1% αύξηση της περιεκτικότητας σε εύκολα - διαλυτό χαλκό στο μετάλλευμα, η κατανάλωση ενός αναστολέα με βάση τον μόλυβδο - αλάτι μπορεί να χρειάζεται να αυξάνεται κατά 10 - 20 g/t για να διατηρηθεί το ίδιο επίπεδο αναστολής της έκπλυσης χαλκού.

Συνθήκες Διαδικασίας

1. Συγκέντρωση κυανίου

1. Η συγκέντρωση κυανίου στο διάλυμα παίζει διπλό ρόλο στην έκπλυση του χαλκού και στην αποτελεσματικότητα των αναστολέων. Όταν η συγκέντρωση κυανίου είναι χαμηλή, ο ρυθμός των αντιδράσεων χαλκού - έκπλυσης μειώνεται. Για παράδειγμα, εάν η συγκέντρωση ελεύθερου κυανίου (CN^ -) διατηρείται στο 0.05% - 0.10%, ο ρυθμός διάλυσης των ορυκτών χαλκού μπορεί να επιβραδυνθεί σημαντικά. Ωστόσο, εάν η συγκέντρωση κυανίου είναι πολύ χαμηλή, ο ρυθμός έκπλυσης του χρυσού μπορεί επίσης να επηρεαστεί αρνητικά.

2. Όταν χρησιμοποιούνται αντιδραστήρια όπως τα άλατα μολύβδου, η βέλτιστη συγκέντρωση κυανίου για την αποτελεσματικότητά τους μπορεί να ποικίλλει. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να απαιτηθεί ελαφρώς υψηλότερη συγκέντρωση κυανιδίου (περίπου 0.15% - 0.20%) για να διασφαλιστεί ότι ο αναστολέας μολύβδου-άλατος μπορεί να σχηματίσει αδιάλυτες ενώσεις με ουσίες που περιέχουν θείο στο μετάλλευμα, αναστέλλοντας αποτελεσματικά την έκπλυση του χαλκού. Αλλά εάν η συγκέντρωση κυανίου είναι πολύ υψηλή, μπορεί να προωθήσει τη διάλυση ορυκτών χαλκού παρά την παρουσία αναστολέων.

2. Τιμή pH

1. Το pH του διαλύματος κυανιδίου είναι κρίσιμο τόσο για την έκπλυση του χαλκού όσο και για τη δράση των αναστολέων. Γενικά, η διαδικασία κυανίωσης διεξάγεται σε αλκαλικό μέσο, ​​συνήθως με ρΗ στην περιοχή 10-11. Σε αυτό το εύρος ρΗ, διατηρείται η σταθερότητα του ιόντος κυανίου και ελαχιστοποιείται η υδρόλυση του κυανιδίου.

2. Για χηλικούς παράγοντες όπως το κιτρικό οξύ, το pH του διαλύματος επηρεάζει την ικανότητα χηλοποίησης τους. Το κιτρικό οξύ περιέχει ομάδες καρβοξυλίου και υδροξυλίου που σχηματίζουν χηλική ένωση με μεταλλικά ιόντα. Σε ένα αλκαλικό μέσο, ​​προωθείται η διάσπαση αυτών των λειτουργικών ομάδων, ενισχύοντας την ικανότητα χηλοποίησης τους με ιόντα χαλκού. Ωστόσο, εάν το pH είναι πολύ υψηλό (πάνω από 12), μπορεί να προκαλέσει παρενέργειες που μπορεί να μειώσουν την αποτελεσματικότητα του χηλικού παράγοντα. Για παράδειγμα, σε ένα εξαιρετικά αλκαλικό διάλυμα, ορισμένα σύμπλοκα μετάλλου - χηλικών μπορεί να διασπαστούν, απελευθερώνοντας τα ιόντα χηλικού χαλκού πίσω στο διάλυμα.

3. Ώρα έκπλυσης

1. Ο χρόνος έκπλυσης μπορεί να επηρεάσει τον βαθμό έκπλυσης του χαλκού και την απόδοση των αναστολέων. Καθώς ο χρόνος έκπλυσης αυξάνεται, μπορεί να διαλυθεί περισσότερος χαλκός εάν δεν ανασταλεί αποτελεσματικά. Για παράδειγμα, σε μια βραχυπρόθεσμη διεργασία έκπλυσης (λιγότερο από 12 ώρες), η ποσότητα του χαλκού που εκπλύνεται μπορεί να είναι σχετικά μικρή και ο αναστολέας μπορεί να ελέγξει ευκολότερα τον ρυθμό έκπλυσης χαλκού. Αλλά εάν ο χρόνος έκπλυσης επεκταθεί σε 48 ώρες ή περισσότερο, η σωρευτική επίδραση των αντιδράσεων χαλκού - έκπλυσης μπορεί να γίνει πιο σημαντική.

2. Στην περίπτωση των αναστολέων μολύβδου - άλατος, για μεγαλύτερο χρόνο έκπλυσης μπορεί να απαιτείται υψηλότερη αρχική δόση του αναστολέα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι με την πάροδο του χρόνου, οι αδιάλυτες ενώσεις που περιέχουν μόλυβδο που σχηματίζονται μπορεί σταδιακά να καταναλωθούν ή η αποτελεσματικότητά τους μπορεί να μειωθεί λόγω της συνεχούς παρουσίας δραστικών ουσιών στο διάλυμα κυανίου. Επομένως, ο χρόνος έκπλυσης πρέπει να λαμβάνεται προσεκτικά υπόψη κατά τον προσδιορισμό της ποσότητας και του τύπου του αντιδραστηρίου που θα χρησιμοποιηθεί για την αναστολή της έκπλυσης του χαλκού.

Μελέτες Περιπτώσεων και Πρακτικές Εφαρμογές

Περίπτωση 1: Εφαρμογή αλάτων μολύβδου σε χρυσωρυχείο στη Νότια Αφρική

Ένα ορυχείο χρυσού στη Νότια Αφρική επεξεργαζόταν ένα μεταλλεύμα χρυσού που φέρει χαλκό με περιεκτικότητα σε χαλκό περίπου 3%. Πριν από τη χρήση αλάτων μολύβδου ως αναστολέα, η διαδικασία κυανίωσης αντιμετώπισε αρκετές προκλήσεις. Η κατανάλωση κυανίου ήταν εξαιρετικά υψηλή, φτάνοντας μέχρι και τα 15 kg/t μεταλλεύματος και ο ρυθμός έκπλυσης χρυσού ήταν μόνο περίπου 80%. Η υψηλή περιεκτικότητα σε χαλκό στο μετάλλευμα οδήγησε σε σημαντική διάλυση του χαλκού κατά την κυανίωση, η οποία όχι μόνο κατανάλωσε μεγάλη ποσότητα κυανίου αλλά επίσης παρενέβη στη διαδικασία έκπλυσης χρυσού.

Μετά την προσθήκη νιτρικού μολύβδου (Pb(NO_3)_2) σε δόση 200 g/t μεταλλεύματος, παρατηρήθηκαν αξιοσημείωτες αλλαγές. Η κατανάλωση κυανίου μειώθηκε στα 8 kg/t μεταλλεύματος, μείωση περίπου 47%. Το ποσοστό έκπλυσης χρυσού αυξήθηκε στο 90%. Τα οικονομικά οφέλη ήταν σημαντικά. Λαμβάνοντας υπόψη την τιμή του κυανίου και την αξία του πρόσθετου χρυσού που ανακτήθηκε, το ορυχείο εξοικονόμησε περίπου 50 δολάρια ανά τόνο επεξεργασμένου μεταλλεύματος. Από περιβαλλοντική άποψη, η μειωμένη κατανάλωση κυανίου σήμαινε μικρότερο περιβαλλοντικό κίνδυνο που σχετίζεται με τη διαρροή και την απόρριψη κυανίου. Μειώθηκε επίσης η ποσότητα των αποβλήτων που περιέχουν κυάνιο, γεγονός που ήταν ευεργετικό για το τοπικό οικολογικό περιβάλλον.

Περίπτωση 2: Εφαρμογή χηλικού παράγοντα (κιτρικό οξύ) σε χρυσωρυχείο στην Αυστραλία

Σε ένα αυστραλιανό ορυχείο χρυσού, το μετάλλευμα περιείχε σημαντική ποσότητα ορυκτών χαλκού, κυρίως χαλκοπυρίτη και ορισμένα ορυκτά χαλκού - ανθρακικού. Η αρχική διεργασία κυανίωσης χωρίς τη χρήση χηλικού παράγοντα είχε ρυθμό έκπλυσης χρυσού 75% και ποσοστό έκπλυσης χαλκού 30%. Ο υψηλός ρυθμός έκπλυσης χαλκού οδήγησε σε υψηλή κατανάλωση κυανίου, περίπου 12 kg/t μεταλλεύματος.

Όταν προστέθηκε κιτρικό οξύ στη διαδικασία κυανίωσης σε δόση 1 kg/t μεταλλεύματος, η κατάσταση βελτιώθηκε. Ο ρυθμός έκπλυσης χαλκού μειώθηκε στο 10%, και ο ρυθμός έκπλυσης χρυσού αυξήθηκε στο 85%. Η κατανάλωση κυανίου μειώθηκε στα 6 kg/t μεταλλεύματος. Οικονομικά, το κόστος της προσθήκης κιτρικού οξέος ήταν σχετικά χαμηλό σε σύγκριση με την εξοικονόμηση στην κατανάλωση κυανίου και την αυξημένη ανάκτηση χρυσού. Το ορυχείο υπολόγισε ότι θα μπορούσε να αυξήσει το ετήσιο κέρδος του κατά περίπου 300,000 δολάρια. Περιβαλλοντικά, η μειωμένη έκπλυση χαλκού σήμαινε λιγότερα λύματα που περιείχαν χαλκό, τα οποία ήταν ευκολότερα στην επεξεργασία και είχαν μικρότερο αντίκτυπο στους υδάτινους πόρους της γύρω περιοχής.

Περίπτωση 3: Εφαρμογή Νέου Αναστολέα (MZY) σε Κινεζικό Χρυσωρυχείο

Ένα ορυχείο χρυσού στην Κίνα αντιμετώπιζε πυρίμαχο μετάλλευμα χαλκού που φέρει χρυσό. Η παραδοσιακή διαδικασία κυανίωσης είχε ποσοστό έκπλυσης χρυσού μόνο 70% και υψηλό ποσοστό έκπλυσης χαλκού, που προκάλεσε μεγάλη κατανάλωση κυανίου. Μετά την προσθήκη νέου αναστολέα MZY σε μια ορισμένη δόση, μαζί με βελτιστοποιημένες συνθήκες διεργασίας, συμπεριλαμβανομένης της προσθήκης 18 kg/t ασβέστη και 1.2 kg/t κυανιούχου νατρίου, ο ρυθμός έκπλυσης χρυσού έφτασε στο 83% - 84%, και ο ρυθμός έκπλυσης χαλκού μειώθηκε σε 4% - 5%.

Αυτή η νέα διαδικασία όχι μόνο βελτίωσε την αποτελεσματικότητα έκπλυσης χρυσού αλλά μείωσε επίσης σημαντικά την κατανάλωση κυανίου. Τα οικονομικά οφέλη ήταν διπλά: η αυξημένη ανάκτηση χρυσού πρόσθεσε περισσότερη αξία στην παραγωγή και η μειωμένη κατανάλωση κυανίου εξοικονόμησε το κόστος. Όσον αφορά την προστασία του περιβάλλοντος, η χαμηλότερη κατανάλωση κυανίου και τα λιγότερα απόβλητα που περιέχουν χαλκό μείωσαν την περιβαλλοντική επιβάρυνση, καθιστώντας τη λειτουργία της εξόρυξης πιο βιώσιμη. Αυτές οι περιπτωσιολογικές μελέτες καταδεικνύουν ξεκάθαρα την πρακτική αξία της χρήσης αντιδραστηρίων για την αναστολή της έκπλυσης χαλκού στην κυανίωση μεταλλευμάτων χρυσού που φέρουν χαλκό, τόσο από άποψη οικονομικών οφελών όσο και από άποψη προστασίας του περιβάλλοντος.

Συμπέρασμα

Στη διαδικασία κυανίωσης μεταλλευμάτων χρυσού που φέρουν χαλκό, η έκπλυση του χαλκού όχι μόνο οδηγεί σε υψηλή κατανάλωση κυανίου αλλά έχει επίσης αρνητικό αντίκτυπο στον ρυθμό έκπλυσης του χρυσού και στις επακόλουθες διαδικασίες ανάκτησης χρυσού. Επομένως, η χρήση αντιδραστηρίων για την αναστολή της έκπλυσης του χαλκού είναι μεγάλης σημασίας.

Τα άλατα μολύβδου, όπως ο νιτρικός μόλυβδος, ο οξικός μόλυβδος και το οξείδιο του μολύβδου, μπορούν να αναστείλουν αποτελεσματικά την έκπλυση του χαλκού σχηματίζοντας αδιάλυτες ενώσεις με ουσίες που περιέχουν θείο στο μετάλλευμα ή αλλάζοντας τις επιφανειακές ιδιότητες των ορυκτών χαλκού. Οι χηλικοί παράγοντες όπως το κιτρικό οξύ μπορούν να χηλωθούν με ιόντα χαλκού και άλλα επιβλαβή ιόντα μετάλλων, μειώνοντας τις αρνητικές επιπτώσεις τους στη διαδικασία κυανίωσης. Επιπλέον, ο έλεγχος της συγκέντρωσης κυανίου και η χρήση του συστήματος αμμωνίας - κυανιδίου μπορεί επίσης να παίξει ρόλο στην αποδυνάμωση της διάλυσης του χαλκού σε κάποιο βαθμό.

Η αποτελεσματικότητα αυτών των αντιδραστηρίων επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες. Οι ιδιότητες του μεταλλεύματος, συμπεριλαμβανομένου του τύπου και της περιεκτικότητας σε ορυκτά χαλκού, καθορίζουν την αντιδραστικότητα του χαλκού στο μετάλλευμα και επομένως επηρεάζουν την ποσότητα του αντιδραστηρίου που απαιτείται. Οι συνθήκες διεργασίας όπως η συγκέντρωση κυανίου, η τιμή του pH και ο χρόνος έκπλυσης έχουν επίσης σημαντικό αντίκτυπο στην απόδοση των αντιδραστηρίων. Για παράδειγμα, μια κατάλληλη συγκέντρωση κυανιδίου και τιμή pH μπορεί να εξασφαλίσει τη σταθερότητα του διαλύματος κυανιδίου και την αποτελεσματικότητα του αντιδραστηρίου, ενώ ο χρόνος έκπλυσης μπορεί να επηρεάσει τη σωρευτική επίδραση των αντιδράσεων χαλκού - έκπλυσης.

Μέσα από μελέτες περιπτώσεων, έχουμε δει την πρακτική αξία εφαρμογής αυτών των αντιδραστηρίων. Στη Νότια Αφρική, η χρήση νιτρικού μολύβδου σε ένα ορυχείο χρυσού μείωσε την κατανάλωση κυανίου και αύξησε τον ρυθμό έκπλυσης χρυσού, φέρνοντας σημαντικά οικονομικά οφέλη και περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα. Στην Αυστραλία, η προσθήκη κιτρικού οξέος σε ένα χρυσωρυχείο μείωσε αποτελεσματικά την έκπλυση χαλκού και την κατανάλωση κυανίου ενώ αύξησε το ποσοστό έκπλυσης χρυσού, κάτι που ήταν ευεργετικό τόσο για την οικονομική όσο και για περιβαλλοντική πτυχή. Σε ένα κινεζικό ορυχείο χρυσού, η χρήση ενός νέου αναστολέα MZY, μαζί με βελτιστοποιημένες συνθήκες διεργασίας, βελτίωσαν την αποτελεσματικότητα έκπλυσης χρυσού και μείωσαν τον ρυθμό έκπλυσης χαλκού, επιτυγχάνοντας καλά οικονομικά και περιβαλλοντικά αποτελέσματα.

Γενικά, όταν ασχολούμαστε με την κυανίωση μεταλλευμάτων χρυσού που φέρουν χαλκό, είναι απαραίτητο να εξεταστούν διεξοδικά τα χαρακτηριστικά του μεταλλεύματος και οι απαιτήσεις της διεργασίας και να επιλέξετε το κατάλληλο αντιδραστήριο και συνθήκες λειτουργίας. Η μελλοντική έρευνα μπορεί να επικεντρωθεί στην περαιτέρω διερεύνηση πιο αποτελεσματικών και φιλικών προς το περιβάλλον αντιδραστηρίων, καθώς και στη βελτιστοποίηση του συνδυασμού αντιδραστηρίων και παραμέτρων διεργασίας για την επίτευξη πιο αποτελεσματικών, οικονομικών και περιβαλλοντικά βιώσιμων διαδικασιών εξόρυξης χρυσού.