Kullakaevanduste tsüaniidvaagi leostusmeetodi kohaldatav ulatus ja protsessivoog

1. Sissejuhatus

Tsüaniidatsioonitünni leostusmeetod on kullakaevandamisel oluline protsess kulla eraldamiseks maakidest. Sellel meetodil on oma spetsiifiline rakendusala ja rida täpselt määratletud protsessietappe, millel on kullavarude tõhusal kaevandamisel oluline roll.

2. Kohaldatav reguleerimisala

2.1 Maagi osakeste suuruse nõue

Tünnileostusmeetodi jaoks sobivad kullamaagid on tavaliselt peeneteralise kullajaotusega. Kui maagi kullaosakesed on väga peened, on neid raske eraldada lihtsate füüsikaliste eraldusmeetodite, näiteks gravitatsioonilise eraldamise abil. Sellistel juhtudel saab kasutada tsüaniid-tünnileostusmeetodit. Näiteks mõnedes oksiidtüüpi kullamaakides esineb kuld sageli peente terade kujul, mida saab tünnileostusega tõhusalt töödelda.

2.2 Maagi kvaliteedinõue

See meetod sobib eriti hästi madala või ülimadala kvaliteediga kullamaakide jaoks. Kõrge kvaliteediga kullamaakide puhul võib eelistada tõhusamaid ja vähem aeganõudvaid ekstraheerimismeetodeid. Madala kvaliteediga maakide puhul, mille kullasisaldus maagi massiühiku kohta on suhteliselt madal, võib vaadileostusmeetod teatud tingimustel siiski ökonoomse ekstraheerimise saavutada. Vänkleostusprotsessi suhteliselt madalad kulud muudavad selle selliste maakide töötlemiseks elujõuliseks valikuks.

2.3 Maagi läbilaskvuse nõue

Halva läbilaskvusega maagid sobivad samuti tünnileostuseks. Hea läbilaskvuse korral võib tsüaniidilahus maagist liiga kiiresti läbi voolata, mille tulemuseks on tsüaniidi ja kulla vaheline ebapiisav kokkupuuteaeg ning seega kulla leostumise kiirus. Seevastu halva läbilaskvusega maakide puhul saab tünnileostusmeetodi abil kontrollida tsüaniidilahuse voolukiirust ja kokkupuuteaega maagis, et tagada paremad leostustulemused. Näiteks peeneteralist kulda sisaldavad raudoksiidi katmismaagid ja peeneteralist kulda sisaldavad oksüdeeritud kvartsveenide tüüpi maagid on sageli suhteliselt halva läbilaskvusega ja sobivad tünnileostuseks üsna hästi. Tünnileostusmeetodi abil on selliste maakide rikastamise saagis 70–90%.

3. Protsessi voog

3.1 Leostusvannide ettevalmistamine

Protsessis kasutatavad leostusvannid on tavaliselt valmistatud sellistest materjalidest nagu puit, raud või betoon. Vanni põhi võib olla tasane või kergelt kaldus ning kuju võib olla ümmargune, ristkülikukujuline või ruudukujuline. Vanni sisse on paigaldatud perforeeritud happekindlatest plaatidest valmistatud valepõhi. Valepõhjale asetatakse filterkangas ja filterkangale kaetakse puidust ribadest või korrosioonikindlatest metallribadest valmistatud võre. Valepõhja kasutatakse maagi filtreerimiseks ja toestamiseks. Enne leostuprotsessi alustamist on vaja veenduda, et vannid, eriti leostusvann ja vaese vedeliku vann, on mitteläbilaskvad ja põhimõtteliselt kuivad.

3.2 Maagi eeltöötlus - purustamine ja sõelumine

Kaevandatud kullarikkad maagid tuleb purustada teatud osakeste suuruseni. Esiteks suunatakse maagid lihtsaks dissotsiatsiooniks purustusastmesse. Sõltuvalt nõutavast maagi osakeste suurusest on olemas jämepurustus, keskmine purustus ja peenpurustus. Tavaliselt kasutatakse jämepurustuseks lõuapurustit, mis vähendab osakeste suurust umbes 50–100 mm-ni. Seejärel kasutatakse keskmise ja peene purustuse jaoks koonuspurustit, mis vähendab osakeste suurust vahemikku 5–25 mm. Pärast purustamist sõelutakse maagid vibreeriva sõelaga, et tagada ühtlane osakeste suurus. Jämedateralised maagid, mis ei vasta nõuetele, suunatakse uuesti purustusseadmesse ja kvalifitseeritud suurusega maagid lähevad järgmisse etappi.

3.3 Leostumisprotsess

1. Maakide laadimine vaadi : Purustatud ja sõelutud maagid laaditakse leostusnõusse.

2. Leostuslahuse ettevalmistamine : Vaese vedeliku mahutis valmistatakse leostusainena aluseline tsüaniidilahus. Tsüaniidilahuse kontsentratsiooni kontrollitakse tavaliselt teatud vahemikus, üldiselt 0.05–0.1%, mis määratakse katseliselt vastavalt konkreetse maagi omadustele. See kontsentratsioon tagab tõhusa kulla ekstraheerimise, minimeerides samal ajal keskkonnamõju.

3. Leostusoperatsioon : Valmistatud leostuslahus pumbatakse leostuspaaki. Leostusprotsessi käigus tungib leostuslahus aeglaselt läbi maagikihi. Maagis olev kuld reageerib hapniku toimel lahuses oleva tsüaniidiga (tavaliselt juhitakse paaki õhku). Peamine keemilise reaktsiooni võrrand on: \(4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH\). Selles reaktsioonis moodustab kuld lahustuvaid kulla-tsüaniidi komplekse ja lahustub lahuses. Leostusaeg on suhteliselt pikk, tavaliselt mitmest päevast mitme nädalani, olenevalt sellistest teguritest nagu maagi olemus, maagi osakeste suurus ja leostuslahuse kontsentratsioon. Leostusprotsessi käigus on vaja regulaarselt jälgida leostuslahuse kontsentratsiooni, lahuse pH väärtust ja kulla sisaldust lahuses, et tagada leostusreaktsiooni optimaalsed tingimused.

3.4 Kulla laagrilahuse (rikas - vedel) eraldamine

Kui leostumine jõuab teatud ajani ja vedeliku kontsentratsioon ja aste vastavad detekteerimise teel nõuetele, siis kulla sisaldav lahus (rikas vedelik) lastakse vaadi põhjast välja. Rikas vedelik sisaldab lahustunud kulla-tsüaniidi komplekse ja seda tuleb kulla eraldamiseks edasi töödelda.

3.5 Kulla taastamine

1. Tsingipulbri (lehe) asendamise meetod : Üks levinud meetod kulla eraldamiseks on tsingipulbri (lehe) asendamine. Tsingil on tugevam redutseeriv omadus kui kullal. Kui tsingipulbrit või tsinklehte lisatakse rikkale vedelale segule, toimub asendamisreaktsioon. Keemilise reaktsiooni võrrand on: \(2Na[Au(CN)_2]+Zn = 2Au+Na_2[Zn(CN)_4]\). Kuld asendatakse kulla-tsüaniidi kompleksist tsingi abil ja sadestub tahkete osakeste kujul. Pärast asendamisreaktsiooni filtreeritakse tahke ja vedela aine segu, et saada kulda sisaldavaid tahkeid aineid, mida seejärel sulatamiseks edasi töödeldakse.

2. Aktiveeritud süsiniku adsorptsioonimeetod : Teine meetod on aktiveeritud süsiniku adsorptsioon. Aktiveeritud süsinikul on suur eripind ja tugev adsorptsioonivõime. Aktiivsöega rikastatud vedelik juhitakse läbi aktiivsöega täidetud kolonni . Lahuses olevad kulla-tsüaniidi kompleksid adsorbeeruvad aktiivsöe pinnale. Pärast adsorptsiooni eraldatakse lahusest adsorbeeritud kullaga aktiivsüsi (laaditud süsinik). Seejärel allutatakse laaditud süsinik desorptsioonitöötlusele. Tavaliselt kasutatakse kulla desorbeerimiseks aktiivsöest teatud temperatuuril ja rõhul desorptsioonilahust (näiteks naatriumhüdroksiidi ja naatriumtsüaniidi segu ). Desorbeeritud kulda sisaldav lahus elektrolüüsitakse seejärel kulla saamiseks.

3.6 Jäätmete ja vedeljäätmete käitlemine

1. Saasteainete töötlemine : Pärast kulla eraldamist sisaldavad ülejäänud saasteained teatud koguses tsüaniidi ja muid lisandeid. Keskkonnakaitsenõuete täitmiseks tuleb saasteaineid töödelda. Üks levinud meetod on lisada saastele reagente, näiteks naatriummetabisulfiti ja vasksulfaati, et lagundada ja eemaldada tsüaniid. Pärast töötlemist saab saasteaineid nõuetekohaselt ladustada või edasi töödelda.

2. Jäätmete vedel töötlemine : Protsessi käigus tekkiv jäätmevedelik sisaldab ka tsüaniidi ja muid kahjulikke aineid. Enne ärajuhtimist tuleb kahjulike ainete sisalduse vähendamiseks ja riiklike heitveenormide täitmiseks töödelda selliseid protsesse nagu keemiline sadestamine, ioonvahetus ja bioloogiline töötlemine.

4. järeldus

Tsüaniidimisvannis leostusmeetodil on kullakaevandamises ainulaadne rakendusala, eriti peeneteralise, madala kvaliteediga ja madala läbilaskvusega kullamaagi puhul. Rangete protsessietappide abil saab selle meetodi abil maakidest kulda tõhusalt eraldada. Siiski tuleb märkida, et tsüaniidi kasutamise tõttu protsessis tuleb töötajate ohutuse tagamiseks ja keskkonnamõju minimeerimiseks võtta ranged ohutus- ja keskkonnakaitsemeetmed. Kaevandustehnoloogia pideva arenguga peaks selle protsessi edasine täiustamine ja optimeerimine parandama kulla kaevandamise efektiivsust ja vähendama kulusid, tagades samal ajal keskkonnasõbralikkuse.