Naatriumtsüaniidi tarbimise vähendamine kulla kontsentraadi leostamisel

Sissejuhatus

Kullakaevandamise tööstuses kasutatakse tsüaniseerimisprotsessi laialdaselt kulla eraldamiseks kullakontsentraatidest . Naatriumtsüaniid mängib selles protsessis olulist rolli, kuna see reageerib kullaga, moodustades lahustuvaid kuldtsüaniidi komplekse, mida saab seejärel kulla eraldamiseks edasi töödelda. Naatriumtsüaniidi suur tarbimine aga mitte ainult ei suurenda tootmiskulusid, vaid tekitab tsüaniidi toksilisuse tõttu ka olulisi keskkonnaprobleeme. Seetõttu on nii majanduslikel kui ka keskkonnaalastel põhjustel oluline leida tõhusaid viise naatriumtsüaniidi kasutamise vähendamiseks kulla leostumisprotsessis.

Naatriumtsüaniidi tarbimist mõjutavad tegurid

Kullakontsentraadi mineraloogia

Kulla kontsentraadi koostisel on naatriumtsüaniidi tarbimisele suur mõju. Mineraalid nagu püriit, pürrootiit, kalkopüriit ja muud sulfiidmineraalid võivad leostamise ajal reageerida tsüaniidi ja hapnikuga. Näiteks püriit võib hapniku ja tsüaniidi juuresolekul oksüdeeruda, mis viib mitmesuguste raud-tsüaniidkomplekside moodustumiseni ja protsessi käigus tsüaniidi tarbimiseni. Lisaks võivad ka vaskmineraalid põhjustada märkimisväärset tsüaniidi tarbimist. Vask moodustab stabiilseid tsüaniidkomplekse ja kui leostuslahuses on kõrge vasesisaldus, tuleb naatriumtsüaniidi kontsentratsiooni suurendada, et säilitada kulla leostumisaktiivsus, mis suurendab veelgi tsüaniidi kasutamist.

Leostumistingimused

pH väärtus

Leostussuspensiooni pH on kriitilise tähtsusega tegur. Tsüaniid esineb erinevates vormides erinevatel pH tasemetel. Madala pH korral võib tsüaniid hüdrolüüsuda, moodustades vesiniktsüaniidi, mis on lenduv ja kahjulik aine. Selle vältimiseks hoitakse leostussüsteemi pH-d tavaliselt kõrgel, tavaliselt umbes 10–11.5. Kuid liiga kõrge pH võib leostumisprotsessi negatiivselt mõjutada, näiteks vähendada teatud ensüümide aktiivsust või põhjustada metalliioonide sadestumist, mis võib mõjutada leostumise efektiivsust ja suurendada tsüaniidi tarbimist.

Õhustamine ja hapnikuvarustus

Piisav hapnikuvarustus on kulla oksüdeerimiseks ja kuld-tsüaniidkomplekside moodustumiseks ülioluline. Ebapiisav õhustamine või madal hapnikutase võivad leostusreaktsiooni aeglustada, mille tulemuseks on mittetäielik ekstraheerimine ja potentsiaalselt sundida paremate tulemuste saavutamiseks lisama rohkem tsüaniidi. Teisest küljest võib liigne õhustamine viia kontsentraadis sisalduvate teiste mineraalide tarbetu oksüdeerumiseni, mis suurendab samuti tsüaniidi tarbimist.

Naatriumtsüaniidi tarbimise vähendamise strateegiad

Kullakontsentraadi eeltöötlus

Oksüdatiivne eeltöötlus

Oksüdatiivsed eeltöötlusmeetodid võivad kullakontsentraadis tsüaniidi tarbivaid mineraale kõrvaldada või muuta. Röstimine on levinud meetod, kus kontsentraadi kuumutamine hapniku juuresolekul oksüdeerib sulfiidmineraale ja muudab rauda sisaldavad mineraalid stabiilsemateks vormideks, vähendades nende reaktsioonivõimet tsüaniidiga järgneva leostamise ajal. Röstimisel on aga puudusi, nagu suur energiatarve ja võimalik keskkonnareostus. Biooksüdatsioon, kasutades mikroorganisme nagu Thiobacillus ferrooxidans, on leebem, energiatõhusam ja keskkonnasõbralikum alternatiiv. See oksüdeerib selektiivselt sulfiidmineraale, eemaldades tõhusalt tsüaniidi tarbivad mineraalid ja vähendades naatriumtsüaniidi vajadust leostamise ajal.

Vase eemaldamise flotatsioon

Kui kullakontsentraat sisaldab märkimisväärses koguses vase mineraale, saab eeltöötlusetapina kasutada flotatsiooni. Vase mineraalide eraldamine kulda sisaldavast fraktsioonist vähendab oluliselt tsüaniidi tarbimist, mis on põhjustatud vask-tsüaniidi kompleksi moodustumisest. Järelejäänud kullarikast kontsentraati saab seejärel tsüaniidiga leostada madalama naatriumtsüaniidi annusega.

Leostumistingimuste optimeerimine

pH kontrollimine

Sobiva ja stabiilse pH säilitamine on oluline. Lubja kasutatakse tavaliselt leostussuspensiooni pH reguleerimiseks. See mitte ainult ei tõsta pH-d, et vältida tsüaniidi hüdrolüüsi, vaid aitab ka vähendada tsüaniidi tarbimist, mõjutades vase leostumise kiirust ja takistades teatud tsüaniidi tarbivate ühendite teket. Lubja kogust tuleb aga hoolikalt kontrollida, kuna liigne lubi võib põhjustada kasulike metalliioonide sadestumist või suurendada suspensiooni viskoossust, takistades reagentide difusiooni. Eksperimentaalsed uuringud näitavad, et umbes 1–2 kg/t lubja lisamine pH reguleerimiseks umbes 10.5–11.5-ni annab sageli häid tulemusi tsüaniidi tarbimise vähendamisel, säilitades samal ajal kõrge kulla leostumise kiiruse.

Õhutamise optimeerimine

Tõhusa kulla leostamise tagamiseks minimaalse naatriumtsüaniidiga tuleb õhustuskiirust optimeerida. Enamik kulla tsüaniseerimisjaamu kasutab õhuvarustuseks madalrõhu, õlivabu õhukompressoreid. Sellised meetodid nagu väikese avaga katte paigaldamine õhuvarustustoru otsa, et luua arvukalt väikese läbimõõduga mulle, võivad suurendada hapniku ja leostussuspensiooni vahelist kokkupuutepinda, parandades kulla oksüdeerimise efektiivsust ja vähendades tarbetut tsüaniidi tarbimist. Tagasilöögiklapi paigaldamine õhu tagasivoolu vältimiseks stabiliseerib samuti õhustussüsteemi. Õhustuskiiruse reguleerimine vastavalt kontsentraadi omadustele ja leostustingimustele aitab säilitada suspensioonis optimaalset hapniku kontsentratsiooni, soodustades kulla leostumist ja vähendades tsüaniidi kasutamist.

Lisandite kasutamine

Pliipõhised lisandid

Pliipõhiste lisandite, näiteks pliinnitraadi, lisamine enne tsüaniidiga leostumist võib vähendada naatriumtsüaniidi tarbimist. Pliiioonid reageerivad kullakontsentraadis olevate lisanditega, näiteks sulfiidiioonidega, moodustades lahustumatuid sademeid, vähendades nende sekkumist leostamisprotsessi ja tsüaniidi tarbimist. Näiteks suure sulfiidmineraali sisaldusega kullamaakide leostamisel võib 300–600 g/t pliinnitraadi lisamine koos 2–3-tunnise leeliselisega eeltöötlusega vähendada naatriumtsüaniidi tarbimist 2500–3000 g/t-lt 1200–1500 g/t-ni ja suurendada kulla leostumise kiirust 2–4%.

Alternatiivsed vedeldajad või lisandid

Tsüaniidi üldise tarbimise vähendamiseks saab koos tsüaniidiga kasutada teatud alternatiivseid lahustajaid või lisandeid. Üks selline võimalus on glütsiin, mis on mittetoksiline, taaskasutatav ja biolagunev aminohape. Mõnel juhul on glütsiinipõhine leostustehnoloogia saavutanud tsüaniidi märkimisväärse vähendamise, säilitades samal ajal kulla taaskasutusmäärad sarnaselt traditsiooniliste tsüaniseerimismeetoditega. Spetsiifiliste pindaktiivsete ainete lisamine võib parandada ka kullaosakeste märguvust ja reagentide difusiooni leostussuspensioonis, mis võib potentsiaalselt aidata teatud määral vähendada naatriumtsüaniidi tarbimist.

Järeldus

Naatriumtsüaniidi tarbimise vähendamine kulla kontsentraadi leostamisprotsessis on keeruline, kuid samas ülioluline ülesanne. Tsüaniidi tarbimist mõjutavate tegurite mõistmise ja selliste strateegiate rakendamise abil nagu eeltöötlus, leostustingimuste optimeerimine ja lisandite kasutamine on võimalik saavutada naatriumtsüaniidi kasutamise märkimisväärne vähendamine. See toob kullakaevandusettevõtetele majanduslikku kasu, vähendades tootmiskulusid ja aidates leevendada tsüaniidi kasutamisega seotud keskkonnariske. Jätkuvad uuringud ja innovatsioon selles valdkonnas peaksid tulevikus tooma kaasa tõhusamaid ja keskkonnasõbralikumaid kulla ekstraheerimise protsesse.