Kuldtsüaniidi leostamise efektiivsuse suurendamine: strateegiad ja arusaamad

Sissejuhatus

Kuldne tsüaniid Leostus on kullakaevandustööstuse nurgakivi, mis on tuntud oma tõhususe poolest kulla eraldamisel maakidest. Tsüaniidilahuste abil lahustab see protsess kulda, hõlbustades hilisemat eraldamist. Selle pikaajaline rakendamine ja tõestatud tulemused on teinud sellest eelistatud valiku paljude kaevandustoimingute jaoks. Tõhususele ja jätkusuutlikkusele orienteeritud tööstusharus on tsüaniidi leostusprotsessi pidev täiustamine aga hädavajalik. See ajaveebipostitus käsitleb erinevaid meetodeid protsessi tõhususe suurendamiseks. Kuldtsüaniidi leostumine, uurides nii traditsioonilisi optimeerimisi kui ka tipptasemel tehnikaid.

Kuldtsüaniidi leostumisprotsessi mõistmine

Tsüaniidi leostamise põhitõed

Kulla tsüaniidi leostamisel reageerivad tsüaniidioonid (CN⁻) kullaga hapniku juuresolekul, moodustades lahustuvaid kulla-tsüaniidi komplekse. Üldist reaktsiooni saab lihtsustada järgmiselt:

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

See reaktsioon toimub kahes põhietapis. Esiteks oksüdeerub kuld hapniku toimel ja seejärel reageerib oksüdeerunud kuld tsüaniidioonidega, moodustades lahustuva kompleksi. Leostumisprotsessi saab läbi viia erineval viisil, näiteks suurtes mahutites segatud mahutitega leostamiseks (kasutatakse kõrge kvaliteediga maakide või kontsentraatide jaoks) või hunnikutes kuhjadega leostamiseks (sobib madala kvaliteediga maakide jaoks).

Leostumise efektiivsust mõjutavad peamised parameetrid

1. Tsüaniidi kontsentratsioonOptimaalse tsüaniidi kontsentratsiooni säilitamine on ülioluline. Kui kontsentratsioon on liiga madal, võib kulla lahustumine olla mittetäielik. Seevastu kõrge kontsentratsioon mitte ainult ei suurenda tsüaniidi hinda, vaid tekitab ka keskkonnariske. Enamiku maakide puhul kasutatakse tavaliselt tsüaniidi kontsentratsiooni vahemikus 0.05–0.1%, kuid see võib maagi omadustest olenevalt varieeruda.

2. Hapniku kättesaadavusHapnik on kulla ja tsüaniidi reaktsioonis võtmetähtsusega reagent. Piisav hapnikuvarustus võib leostumiskiirust oluliselt kiirendada. Segatava paagi leostamise korral saab leostuspaakidesse juhtida õhku või puhast hapnikku. Tsüaniidi ja hapniku suhe (CN⁻/O₂) mõjutab samuti reaktsioonimehhanismi. Kui CN⁻/O₂ > 6, siis kontrollib reaktsiooni peamiselt hapniku difusioon, samas kui CN⁻/O₂ < 6, siis kontrollib seda tsüaniidi difusioon.

3. pH taseLeostuslahuse pH mängib olulist rolli. Tsüaniidi hüdrolüüsi vältimiseks vesiniktsüaniidiks (HCN), mis on mürgine ja lenduv gaas, hoitakse kõrge leeliselisusega keskkonda (tavaliselt pH 10–11). pH reguleerimiseks ja säilitamiseks lisatakse sageli lupja (CaO).

4. TemperatuurTemperatuuri tõstmine võib reaktsioonikiirust suurendada. Praktikas piirdub temperatuur tavaliselt umbes 25–40 °C-ga. Kõrgemad temperatuurid võivad kõrvalreaktsioonide ja aurustumise tõttu suurendada tsüaniidi tarbimist.

Leostumise efektiivsuse parandamise strateegiad

Protsessi parameetrite optimeerimine

1. Jahvatamine ja osakeste suuruse kontrollMaagi nõuetekohase jahvatamise tagamine on ülioluline. Peenemad osakesed paljastavad tsüaniidilahusele suurema osa kulla sisaldavatest mineraalidest, mis hõlbustab kiiremat ja täielikumat leostumist. Näiteks Lõuna-Aafrika kullakaevanduses suurendas maagi osakeste suuruse vähendamine 75 μm-lt 53 μm-ni kulla taaskasutusmäära 8%.

2. Segamine ja loksutamineSegamispaagis leostamisel tagab tõhus segamine maagiosakeste, tsüaniidilahuse ja hapniku ühtlase jaotumise paagis. See parandab reagentide vahelist kontakti ja suurendab leostumiskiirust. Täiustatud segamissüsteeme muudetava kiirusega mootoritega saab reguleerida vastavalt maagi ja leostumistingimuste erinõuetele.

3. Leostumisaja optimeerimineSobiva leostumisaja määramine on tasakaalu leidmine. Pikem leostumine võib suurendada kulla saagist, kuid toob kaasa ka suurema tsüaniidi tarbimise ja tegevuskulud. Laboratoorsete testide ja protsesside modelleerimise abil saab määrata optimaalse leostumisaja erinevat tüüpi maagi jaoks. Mõnede kõrge kvaliteediga maakide puhul võib piisata 24–48 tunnist leostumisajast, keerukamate maakide puhul aga 72 tunnini või kauemgi.

Lisandite ja promootorite kasutamine

1. Oksüdeerivad ainedOksüdeerivate ainete, näiteks vesinikperoksiidi (H₂O₂), naatriumperoksiidi (Na₂O₂) või kaltsiumperoksiidi (CaO₂) lisamine võib kulla leostumist parandada. Need oksüdeerijad suurendavad suspensioonis lahustunud hapniku sisaldust ja kiirendavad kulla oksüdeerumist. Näiteks Austraalias läbi viidud uuringus tulekindla kullamaagiga suurendas H₂O₂ lisamine kontsentratsiooniga 2 kg/t maagi kohta kulla leostumise määra sama leostumisaja jooksul 70%-lt 85%-le.

2. Raskmetallide sooladMõned raskmetallide soolad, näiteks pliisoolad (nt Pb(NO₃)₂), võivad toimida tsüaniidi leostumisprotsessi promootoritena. Nad moodustavad kullaga lokaalseid galvaanilisi rakke, kiirendades kulla lahustumist. Kanada tsüaniiditehases aitas Pb(NO₃)₂ lisamine säilitada tsüaniidiringluses head lahustunud hapniku kontsentratsiooni ja ületas sulfiidmineraalide kahjuliku mõju tsüaniidimisele.

3. Komplekssed ainedKompleksimoodustajaid, näiteks etüleendiamiintetraäädikhapet (EDTA), saab kasutada maagi lisandite, näiteks vase-, tsingi- ja rauaioonide, kelaatimiseks. See vähendab nende lisandite konkurentsi kullaga tsüaniidiioonide pärast, parandades kulla omadusi. Leostumise efektiivsus.

Täiustatud leostustehnoloogiad

1. Hapnikuga rikastatud leostumineTuntud ka kui CIG (Carbon-in-Gold) hapnikuga rikastamise protsess, hõlmab see meetod leostuspaaki puhta hapniku lisamist suruõhu asemel. Suurem lahustunud hapniku sisaldus suspensioonis kiirendab oluliselt leostumiskiirust. Hapnikuga rikastatud leostus võib leostumisaega lühendada kuni 50% võrreldes traditsiooniliste õhuga leostusmeetoditega ja parandada kulla leostumise määra 10–20%.

2. RõhuleostusTsüaniidi leostamine rõhu all viiakse läbi surveanumas. Rõhu suurendamine suurendab hapniku ja tsüaniidi lahustuvust lahuses ning kiirendab reaktsioonikiirust. Rõhul 2 × 10⁵ Pa võib kulla lahustumiskiirus olla 10–20 korda suurem kui normaalrõhul. See tehnoloogia on eriti efektiivne tulekindlate kullamaakide puhul.

3. Ultraheli abistatav leostumineLeostumisprotsessi ajal saab sisse viia ultrahelilaineid. Ultraheli energia tekitab vedelas faasis kavitatsioonimulle, mis varisevad kokku ja tekitavad kõrgsurve ja -temperatuuriga mikrokeskkondi. See aitab puhastada kullaosakeste pinda, lagundada osakeste ümber olevat difusioonikihti ja soodustada tsüaniidilahuse tungimist maaki, suurendades seeläbi leostumisprotsessi efektiivsust.

Protsessi jälgimine ja juhtimine

1. Online-analüsaatoridOnline-analüsaatorite rakendamine selliste parameetrite jaoks nagu tsüaniidi kontsentratsioon, hapnikusisaldus, pH ja kulla kontsentratsioon leostuses võimaldab leostumisprotsessi reaalajas jälgida. Näiteks suudab online-tsüaniidianalüsaator tuvastada tsüaniidi kontsentratsiooni muutusi sekundite jooksul, võimaldades operaatoritel tsüaniidi lisamise kiirust kiiresti reguleerida.

2. Automatiseeritud juhtimissüsteemidAutomatiseeritud juhtimissüsteeme saab kasutada protsessimuutujate reguleerimiseks veebianalüsaatorite andmete põhjal. Näiteks tsüaniidi, lubja ja oksüdeerivate ainete lisamist saab automaatselt reguleerida vastavalt tsüaniidi kontsentratsiooni ja pH eelseadistatud väärtustele. See vähendab inimlikke vigu ja tagab leostumisprotsessi stabiilse ja tõhusa toimimise.

Järeldus

Kulla tsüaniidi leostamise efektiivsuse suurendamine on mitmetahuline ülesanne, mis hõlmab traditsiooniliste protsessiparameetrite optimeerimist, lisandite ja promootorite kasutamist, Täiustatud leostustehnoloogiadja tõhusate protsesside jälgimise ja juhtimise süsteemide rakendamine. Nende strateegiate rakendamise abil saab kaevandustegevus parandada kulla saagikust, vähendada tsüaniidi tarbimist ning parandada üldist majanduslikku ja keskkonnaalast jätkusuutlikkust. Kuna kullakaevandustööstus areneb pidevalt, on pidev uurimistöö ja innovatsioon tsüaniidi leostamise tehnoloogia valdkonnas ülioluline, et lahendada maagi keerukuse ja keskkonnaalaste eeskirjadega seotud väljakutseid.