Leostusainete roll naatriumtsüaniidi kulla ekstraheerimisel

Sissejuhatus

Tsüaniidi leostamine on oma kõrge efektiivsuse ja suhteliselt madalate kulude tõttu pikka aega olnud kulla kaevandamisel domineeriv meetod. Siiski on sellel protsessil ka omad väljakutsed, näiteks vajadus pika leostumisaja, kõrge tsüaniid tarbimine ja tulekindlate mineraalide olemasolu, mis võivad takistada kulla lahustumist. Siin on koht, kus Leostusvahendid Mängu tulevad. Leostusabiained on ained, mida lisatakse tsüaniidi leostuslahusele kulla ekstraheerimise parandamiseks, pakkudes tõhusamat ja kulutõhusamat lähenemisviisi kulla kaevandamisele.

Kuidas leostusvahendid toimivad

Lahustunud hapniku suurendamine

Paljude leostusabiainete üks peamisi funktsioone on suurendada tsüaniidilahuses lahustunud hapniku sisaldust. Selleks, et kuld tsüaniidilahustes lahustuks, on oksüdeerijana vaja hapnikku, mis hõlbustab kulla oksüdeerumist ja selle järgnevat tsüaniidiioonidega ühinemist. Tavalistes tingimustes on õhust saadav hapnik sageli ebapiisav, mis piirab kulla lahustumiskiirust. Leostusabiained, nagu peroksiidid ja persulfaadid, võivad laguneda ja vabastada hapnikku, tagades suspensioonis suurema lahustunud hapniku kontsentratsiooni. Näiteks vesinikperoksiid laguneb, pakkudes täiendavat hapnikuallikat kulla ja tsüaniidi vahelise reaktsiooni jaoks.

Galvaaniliste rakkude (raskemetallide soolade) moodustamine

Teatud raskmetallide soolad, näiteks pliisoolad, ELAVHÕBE Soolad ja vismutisoolad võivad toimida leostumisabiainetena, luues lokaalseid galvaanilisi rakke. Tsüaniidisuspensioonile lisamisel ladestuvad need raskmetallid kullaosakeste pinnale. See tekitab kulla ja ladestunud raskmetalli vahel potentsiaalide erinevuse, mis kiirendab kulla lahustumist. Kuld toimib anoodina, kus toimub oksüdeerumine, ja raskmetalliga kaetud ala toimib katoodina. See elektrokeemiline protsess kiirendab oluliselt kulla leostumise kiirust.

Kelaatimine ja lisandite eemaldamine

Mõned leostusabiained suudavad siduda või eemaldada maagis esinevaid lisandeid, mis võivad tsüaniidi leostamisprotsessi häirida. Metalliioone, nagu vask, tsink, raud, sisaldavates maakides võivad need lisandid tsüaniidiga reageerida, seda tarbides ja vähendades kulla lahustumiseks kättesaadavat kogust. Leostusabiainetes olevad kelaativad ained moodustavad nende lisandiioonidega stabiilseid komplekse, hoides need eemal ja takistades nende reaktsiooni tsüaniidiga. See mitte ainult ei vähenda tsüaniidi tarbimist, vaid parandab ka kulla leostamisprotsessi üldist efektiivsust.

Leostusvahendite tüübid ja nende spetsiifilised rollid

Oksüdeerivad ained

1.Peroksiidid

• VesinikperoksiidiVesinikperoksiid on üks enimkasutatavaid oksüdeerivaid leostusaineid. See võib kiiresti suurendada tsüaniidilahuse lahustunud hapniku sisaldust. Tööstuslikes rakendustes võib vesinikperoksiidi lisamine tsüaniidi leostussüsteemi leostusaega oluliselt lühendada. Näiteks mõnes kullakaevanduses saab leostusaega lühendada kuni 50%, kui leostusabiainena kasutatakse vesinikperoksiidi. See aitab vähendada ka tsüaniidi tarbimist, kuna kulla suurenenud oksüdatsioon võimaldab tsüaniidi tõhusamat kasutamist.

• KaltsiumperoksiidKaltsiumperoksiid on eriti kasulik kõrge väävlisisaldusega maakide puhul. See laguneb aeglasemalt kui vesinikperoksiid, tagades hapniku püsivama vabanemise. Lisaks võib see vähendada tsüaniidi katalüütilist lagunemist väävlit sisaldavate mineraalide poolt. Kõrge väävlisisaldusega kullamaakides võib kaltsiumperoksiidi kasutamine leostusabiainena suurendada kulla saagist 10–15% võrreldes traditsioonilise tsüaniidileostamisega.

• BaariumperoksiidBaariumperoksiidil on ainulaadne omadus tagada hapniku aeglane ja stabiilne vabanemine. See tagab suspensioonis pikema aja jooksul pidevalt kõrge lahustunud hapniku kontsentratsiooni. Kulla lahustumiskiirus suureneb lineaarselt baariumperoksiidi lisamise suurenemisega, samas kui tsüaniidi tarbimine jääb suhteliselt stabiilseks. Seda on ka lihtne valmistada ja praktilises kaevandustegevuses kasutada.

2.Persulfaadid

• Persulfaadid on tugevad oksüdeerivad ained. Tsüaniidi leostussüsteemi lisamisel lagunevad nad, moodustades väga reaktiivseid sulfaatradikaale. Need radikaalid võivad kulda oksüdeerida efektiivsemalt kui molekulaarne hapnik, mis viib kulla leostumise kiiruse olulise suurenemiseni. Mõnel juhul võib kulla lahustumiskiirus suureneda kuni 8 korda võrreldes tavapärase tsüaniidi leostusega, kus hapnikuallikana kasutatakse õhku.

Raskmetallide soolad

1.Pliisoolad

• Pliisooli kasutatakse laialdaselt tsüaniidi leostamisel. Sulfiidmineraale, nagu püriit ja arsenopüriit, sisaldavates maakides võivad need mineraalid reageerida tsüaniidi ja hapnikuga, neid tarbides ja kulla leostamise efektiivsust vähendades. Pliisoolid võivad moodustada sulfiidmineraalide pinnale passiivkihi, pärssides nende reaktsiooni tsüaniidi ja hapnikuga. Samal ajal võib plii moodustada kullaga galvaanilise elemendi, soodustades kulla lahustumist. Kanada tsüaniiditehases saadi pliisoolide lisamise ja sobiva lahustunud hapniku kontsentratsiooni säilitamise abil edukalt üle sulfiidmineraalide kahjulikust mõjust tsüaniidimisele, mille tulemuseks oli kulla saagise 10–15% suurenemine.

2. Elavhõbeda ja vismuti soolad

• Elavhõbedasoolad ja vismutisoolad võivad samuti tsüaniidi leostamisel kiirendajatena toimida. Sarnaselt pliisooladega võivad need kullaga moodustada galvaanilisi rakke, suurendades leostumiskiirust. Kuid nende toksilisuse tõttu Merkuur ja vismuti suhteliselt kõrge hinna tõttu on nende rakendused pliisooladega võrreldes piiratumad. Kuid mõnel konkreetsel juhul, kui maagil on ainulaadsed omadused, võib neid sooli siiski pidada tõhusateks leostusvahenditeks.

Kelaativad ained ja muud

1.Sidrunhape

• Sidrunhapet saab kasutada leostusvahendina Tsüaniidi kulla ekstraheerimineMetallioone, näiteks vaske, tsinki ja rauda sisaldavates maakides võivad need ioonid tarbida tsüaniidi ja hapnikku, vähendades kulla leostamise efektiivsust. Sidrunhape võib nende metalliioonidega seonduda, moodustades stabiilseid komplekse. Näiteks moodustab see vask-tsitraadi kompleksi. See mitte ainult ei vähenda tsüaniidi ja hapniku tarbimist nende lisandiioonide poolt, vaid aitab ka hajutada aheraineid, parandades üldist leostuskeskkonda. Mõnedes laborikatsetes suurendas sidrunhappe lisamine tsüaniidi leostuslahusele kulla saagist 5–10%.

2. Ammoniaagipõhised ühendid

• Mõnel juhul saab ammoniaagipõhiseid ühendeid kasutada leostusainetena, eriti vase-kulla mineraale sisaldavates maakides. Ammoniaak võib moodustada komplekse vaseioonidega, vähendades vase sekkumist kulla tsüaniidiga leostamisel. Leostuslahuses ammoniaagi ja tsüaniidi suhte reguleerimisega on võimalik kulda selektiivselt lahustada, minimeerides samal ajal vase lahustumist, mis on kasulik järgnevate kulla eraldamise protsesside jaoks.

Taotluse juhtumid

1. Austraalia kullakaevanduses

• Kaevanduses töödeldi madala kvaliteediga ja kõrge väävlisisaldusega kullamaaki. Vesinikperoksiidi ja pliisoolade kombinatsiooni kasutamisel leostusabiainetena saavutati olulisi edusamme. Kulla leostumise määr suurenes traditsioonilise tsüaniidileostusega võrreldes 8–10%. Vesinikperoksiidi lisamine andis lisahapnikku, mis soodustas kulla oksüdeerumist, samal ajal kui pliisoolad pidurdasid sulfiidmineraalide negatiivset mõju. Tsüaniidi tarbimine vähenes samuti umbes 20%, mis tõi kaasa märkimisväärse kulude kokkuhoiu.

2. Hiina kullakaevandus, mis tegeleb keeruliste maakidega

• Selle kaevanduse maagis oli palju vase- ja raualisandeid. Kasutades tsüaniidi leostusprotsessis leostusabiainena sidrunhapet, suurenes kulla saagikuse määr 70%-lt 78%-le. Sidrunhape seondus vase- ja rauaioonidega, vähendades nende sekkumist kulla ja tsüaniidi reaktsiooni. Leostusaeg lühenes samuti veidi, parandades kaevandamise üldist tootlikkust.

Leostusvahendite valimise ja kasutamise kaalutlused

1. Maagi omadused

• Maagi koostis on sobiva leostusabiaine määramisel ülioluline. Kõrge väävlisisaldusega maakide puhul võivad sobivamad olla oksüdeerivad ained, näiteks kaltsiumperoksiid või baariumperoksiid, kuna need mitte ainult ei anna hapnikku, vaid vähendavad ka väävli negatiivset mõju. Maakide puhul, milles on palju lisandimetalliioone, tuleks kaaluda kelaativaid aineid, näiteks sidrunhapet või ammoniaagipõhiseid ühendeid.

2. Kulutõhusus

• Leostusabivahendi maksumust, sealhulgas selle ostuhinda, transporti ja ladustamist, tuleb hinnata. Mõned leostusabivahendid, näiteks teatud vismutisoolad, võivad olla tõhusad, kuid suhteliselt kallid. Sellistel juhtudel tuleb leida tasakaal maksumuse ja kulla saagise paranemise vahel. Lisaks tuleks kulutõhususe analüüsis arvesse võtta ka leostusabivahendite kasutamisest tingitud tsüaniidi tarbimise ja leostumisaja vähenemist.

3.Keskkonnamõju

• Kuna tsüaniidi leostumine tekitab tsüaniidi toksilisuse tõttu juba keskkonnaprobleeme, tuleks leostusvahendi valikul arvestada ka selle keskkonnamõjuga. Näiteks võivad mõned oksüdeerivad ained tekitada kõrvalsaadusi, mida tuleb nõuetekohaselt töödelda. elavhõbe Soolade kasutamine, kuigi mõnel juhul tõhus, on nende äärmise toksilisuse ja keskkonnaohtlikkuse tõttu väga piiratud.

Järeldus

Leostusabiained mängivad tsüaniidi abil kulla ekstraheerimisel olulist rolli. Need võivad oluliselt parandada leostumisprotsessi efektiivsust, suurendades kulla saagist, lühendades leostuaega ja vähendades tsüaniidi tarbimist. Erinevat tüüpi leostusabiainete, nende toimemehhanismide ja maagi omaduste põhjal kõige sobivamate valimise mõistmise abil saavad kullakaevurid oma tegevust optimeerida. Kuna kulla nõudlus kasvab jätkuvalt, muutub leostusabiainete kasutamine tsüaniidi abil leostamisel tõenäoliselt veelgi laialdasemaks, aidates kaasa säästvamatele ja tõhusamatele kullakaevandamise tavadele.