نقش کمک‌های لیچینگ در استخراج طلا از سیانید سدیم

معرفی

لیچینگ سیانید به دلیل راندمان بالا و هزینه نسبتاً پایین، مدت‌هاست که روش غالب در استخراج طلا بوده است. با این حال، این فرآیند بدون چالش‌هایی مانند نیاز به زمان‌های طولانی لیچینگ، ... سیانید مصرف، و وجود کانی‌های نسوز که می‌توانند مانع انحلال طلا شوند. اینجاست که کمک‌های شستشو مواد کمکی لیچینگ موادی هستند که به محلول لیچینگ سیانید اضافه می‌شوند تا استخراج طلا را افزایش دهند و روشی کارآمدتر و مقرون به صرفه‌تر برای استخراج طلا ارائه دهند.

نحوه عملکرد مواد کمک شستشو

افزایش اکسیژن محلول

یکی از کارکردهای اصلی بسیاری از مواد کمکی لیچینگ، افزایش محتوای اکسیژن محلول در محلول سیانید است. برای حل شدن طلا در محلول‌های سیانید، اکسیژن به عنوان یک عامل اکسیدکننده برای تسهیل اکسیداسیون طلا و ترکیب بعدی آن با یون‌های سیانید مورد نیاز است. در شرایط عادی، اکسیژن تأمین‌شده از هوا اغلب ناکافی است، که سرعت حل شدن طلا را محدود می‌کند. مواد کمکی لیچینگ مانند پراکسیدها و پرسولفات‌ها می‌توانند اکسیژن را تجزیه و آزاد کنند و غلظت بالاتری از اکسیژن محلول را در دوغاب تضمین کنند. به عنوان مثال، پراکسید هیدروژن تجزیه می‌شود تا منبع اکسیژن اضافی برای واکنش بین طلا و سیانید فراهم کند.

تشکیل سلول‌های گالوانیک (نمک‌های فلزات سنگین)

برخی نمک‌های فلزات سنگین، مانند نمک‌های سرب، MERCURY نمک‌ها و نمک‌های بیسموت می‌توانند با ایجاد سلول‌های گالوانیک موضعی به عنوان کمک‌کننده‌های لیچینگ عمل کنند. وقتی این فلزات سنگین به دوغاب سیانید اضافه می‌شوند، روی سطح ذرات طلا رسوب می‌کنند. این امر باعث ایجاد اختلاف پتانسیل بین طلا و فلز سنگین رسوب شده می‌شود که انحلال طلا را تسریع می‌کند. طلا به عنوان آند عمل می‌کند که در آن اکسیداسیون رخ می‌دهد و ناحیه پوشش داده شده با فلز سنگین به عنوان کاتد عمل می‌کند. این فرآیند الکتروشیمیایی مانند، سرعت لیچینگ طلا را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.

کیلیت سازی و حذف ناخالصی

برخی از مواد کمکی لیچینگ می‌توانند به ناخالصی‌های موجود در سنگ معدن که ممکن است در فرآیند لیچینگ سیانید اختلال ایجاد کنند، متصل شوند یا آنها را حذف کنند. در سنگ معدن‌های حاوی یون‌های فلزی مانند مس، روی، آهن، این ناخالصی‌ها می‌توانند با سیانید واکنش نشان دهند، آن را مصرف کنند و مقدار موجود برای انحلال طلا را کاهش دهند. عوامل کیلیت‌ساز در مواد کمکی لیچینگ، کمپلکس‌های پایداری با این یون‌های ناخالصی تشکیل می‌دهند، آنها را دور نگه می‌دارند و از واکنش آنها با سیانید جلوگیری می‌کنند. این امر نه تنها مصرف سیانید را کاهش می‌دهد، بلکه راندمان کلی فرآیند لیچینگ طلا را نیز بهبود می‌بخشد.

انواع مواد کمک شستشو و نقش‌های خاص آنها

عوامل اکسید کننده

1. پراکسیدها

• آب اکسیژنهپراکسید هیدروژن یکی از رایج‌ترین مواد اکسیدکننده‌ی مورد استفاده در لیچینگ است. این ماده می‌تواند به سرعت محتوای اکسیژن محلول در محلول سیانید را افزایش دهد. در کاربردهای صنعتی، افزودن پراکسید هیدروژن به سیستم لیچینگ سیانید می‌تواند زمان لیچینگ را به طور قابل توجهی کاهش دهد. به عنوان مثال، در برخی از معادن طلا، با استفاده از پراکسید هیدروژن به عنوان کمک لیچینگ، زمان لیچینگ می‌تواند تا 50٪ کاهش یابد. همچنین به کاهش مصرف سیانید کمک می‌کند زیرا اکسیداسیون پیشرفته طلا امکان استفاده کارآمدتر از سیانید را فراهم می‌کند.

• کلسیم پراکسیدپراکسید کلسیم به ویژه در سنگ معدن‌هایی با محتوای گوگرد بالا مفید است. این ماده کندتر از پراکسید هیدروژن تجزیه می‌شود و آزادسازی پایدارتری از اکسیژن را فراهم می‌کند. علاوه بر این، می‌تواند تجزیه کاتالیزوری سیانید توسط مواد معدنی حاوی گوگرد را کاهش دهد. در سنگ معدن طلای با گوگرد بالا، استفاده از پراکسید کلسیم به عنوان یک کمک لیچینگ می‌تواند منجر به افزایش 10 تا 15 درصدی بازیابی طلا در مقایسه با لیچینگ سنتی سیانید شود.

• پراکسید باریمپراکسید باریم خاصیت منحصر به فردی در آزادسازی آهسته و پایدار اکسیژن دارد. این امر غلظت بالای اکسیژن محلول در دوغاب را در مدت زمان طولانی تضمین می‌کند. سرعت انحلال طلا با افزایش افزودن پراکسید باریم به صورت خطی افزایش می‌یابد، در حالی که مصرف سیانید نسبتاً پایدار می‌ماند. همچنین تهیه و کاربرد آن در عملیات استخراج عملی آسان است.

۲. پرسولفات‌ها

• پرسولفات‌ها عوامل اکسیدکننده قوی هستند. وقتی به سیستم لیچینگ سیانید اضافه می‌شوند، تجزیه می‌شوند و رادیکال‌های سولفات بسیار واکنش‌پذیر تشکیل می‌دهند. این رادیکال‌ها می‌توانند طلا را مؤثرتر از اکسیژن مولکولی اکسید کنند و منجر به افزایش قابل توجه نرخ لیچینگ طلا شوند. در برخی موارد، نرخ انحلال طلا می‌تواند تا 8 برابر در مقایسه با لیچینگ سیانید معمولی با هوا به عنوان منبع اکسیژن افزایش یابد.

نمک‌های فلزات سنگین

۱. نمک‌های سرب

• نمک‌های سرب به طور گسترده در لیچینگ سیانیدی استفاده می‌شوند. در سنگ‌های معدنی حاوی کانی‌های سولفیدی مانند پیریت و آرسنوپیریت، این کانی‌ها می‌توانند با سیانید و اکسیژن واکنش دهند، آنها را مصرف کنند و راندمان لیچینگ طلا را کاهش دهند. نمک‌های سرب می‌توانند یک لایه غیرفعال کننده روی سطح کانی‌های سولفیدی تشکیل دهند و واکنش آنها با سیانید و اکسیژن را مهار کنند. در عین حال، سرب می‌تواند با طلا یک سلول گالوانیک تشکیل دهد و انحلال طلا را افزایش دهد. در یک کارخانه سیانید کانادایی، با افزودن نمک‌های سرب و حفظ غلظت مناسب اکسیژن محلول، اثرات نامطلوب کانی‌های سولفیدی بر سیانیداسیون با موفقیت برطرف شد و در نتیجه 10 تا 15 درصد بازیابی طلا افزایش یافت.

۲. نمک‌های جیوه و بیسموت

• نمک‌های جیوه و نمک‌های بیسموت نیز می‌توانند به عنوان شتاب‌دهنده در لیچینگ سیانید عمل کنند. مشابه نمک‌های سرب، آن‌ها می‌توانند با طلا سلول‌های گالوانیک تشکیل دهند و سرعت لیچینگ را افزایش دهند. با این حال، به دلیل سمیت عطارد و هزینه نسبتاً بالای بیسموت، کاربردهای آنها در مقایسه با نمک‌های سرب محدودتر است. اما در برخی موارد خاص که سنگ معدن خواص منحصر به فردی دارد، این نمک‌ها هنوز هم می‌توانند به عنوان کمک‌کننده‌های لیچینگ مؤثر در نظر گرفته شوند.

عوامل کیلیت ساز و سایر موارد

۱. اسید سیتریک

• اسید سیتریک می‌تواند به عنوان کمک شستشو در ... استفاده شود. استخراج طلا با سیانیددر سنگ معدن‌های حاوی یون‌های فلزی مانند مس، روی، آهن، این یون‌ها می‌توانند سیانید و اکسیژن را مصرف کنند و راندمان لیچینگ طلا را کاهش دهند. اسید سیتریک می‌تواند با این یون‌های فلزی پیوند برقرار کند و کمپلکس‌های پایداری تشکیل دهد. به عنوان مثال، یک کمپلکس مس-سیترات تشکیل می‌دهد. این امر نه تنها مصرف سیانید و اکسیژن توسط این یون‌های ناخالصی را کاهش می‌دهد، بلکه به پراکندگی کانی‌های باطله نیز کمک می‌کند و محیط کلی لیچینگ را بهبود می‌بخشد. در برخی آزمایش‌های آزمایشگاهی، افزودن اسید سیتریک به محلول لیچینگ سیانید، بازیابی طلا را 5 تا 10 درصد افزایش داد.

۲. ترکیبات مبتنی بر آمونیاک

• در برخی موارد، ترکیبات مبتنی بر آمونیاک می‌توانند به عنوان کمک‌کننده‌های لیچینگ، به ویژه در سنگ‌های معدنی حاوی کانی‌های مس-طلا، مورد استفاده قرار گیرند. آمونیاک می‌تواند با یون‌های مس کمپلکس تشکیل دهد و تداخل مس را در لیچینگ سیانید طلا کاهش دهد. با تنظیم نسبت آمونیاک-سیانید در محلول لیچینگ، می‌توان طلا را به صورت انتخابی حل کرد و در عین حال انحلال مس را به حداقل رساند، که برای فرآیندهای بازیابی بعدی طلا مفید است.

موارد کاربرد

۱. در یک معدن طلا در استرالیا

• این معدن در حال فرآوری سنگ معدن طلای کم‌عیار و پرگوگرد بود. با استفاده از ترکیبی از پراکسید هیدروژن و نمک‌های سرب به عنوان کمک‌رسان‌های لیچینگ، پیشرفت‌های قابل توجهی حاصل شد. نرخ لیچینگ طلا در مقایسه با لیچینگ سنتی سیانید، ۸ تا ۱۰ درصد افزایش یافت. افزودن پراکسید هیدروژن اکسیژن اضافی فراهم کرد و اکسیداسیون طلا را افزایش داد، در حالی که نمک‌های سرب تأثیر منفی کانی‌های سولفیدی را مهار کردند. مصرف سیانید نیز تقریباً ۲۰ درصد کاهش یافت که منجر به صرفه‌جویی قابل توجه در هزینه‌ها شد.

۲. یک معدن طلای چینی که با سنگ‌های معدنی پیچیده سروکار دارد

• سنگ معدن این معدن حاوی مقادیر زیادی ناخالصی مس و آهن بود. با استفاده از اسید سیتریک به عنوان کمک لیچینگ در فرآیند لیچینگ سیانید، میزان بازیابی طلا از ۷۰٪ به ۷۸٪ افزایش یافت. اسید سیتریک با یون‌های مس و آهن پیوند برقرار کرد و تداخل آنها را در واکنش طلا-سیانید کاهش داد. زمان لیچینگ نیز کمی کاهش یافت و بهره‌وری کلی عملیات استخراج را بهبود بخشید.

ملاحظاتی برای انتخاب و استفاده از مواد کمک شستشو

1. مشخصات سنگ معدن

• ترکیب سنگ معدن در تعیین کمک لیچینگ مناسب بسیار مهم است. برای سنگ معدن‌های با گوگرد بالا، عوامل اکسیدکننده مانند پراکسید کلسیم یا پراکسید باریم ممکن است مناسب‌تر باشند زیرا نه تنها می‌توانند اکسیژن را فراهم کنند، بلکه تأثیر منفی گوگرد را نیز کاهش می‌دهند. در سنگ معدن‌هایی با سطوح بالای یون‌های فلزی ناخالصی، عوامل کیلیت‌ساز مانند اسید سیتریک یا ترکیبات مبتنی بر آمونیاک باید در نظر گرفته شوند.

۲.هزینه - اثربخشی

• هزینه مواد کمک لیچینگ، شامل قیمت خرید، حمل و نقل و ذخیره‌سازی آن، باید ارزیابی شود. برخی از مواد کمک لیچینگ، مانند برخی نمک‌های بیسموت، ممکن است مؤثر باشند اما نسبتاً گران هستند. در چنین مواردی، باید تعادلی بین هزینه و بهبود بازیابی طلا برقرار شود. علاوه بر این، کاهش مصرف سیانید و زمان لیچینگ به دلیل استفاده از مواد کمک لیچینگ نیز باید در تحلیل هزینه-اثربخشی لحاظ شود.

3. اثرات زیست محیطی

• از آنجایی که لیچینگ سیانید به دلیل سمیت سیانید، نگرانی‌های زیست‌محیطی دارد، انتخاب کمک لیچینگ باید تأثیر زیست‌محیطی آن را نیز در نظر بگیرد. به عنوان مثال، برخی از عوامل اکسیدکننده ممکن است محصولات جانبی تولید کنند که نیاز به تصفیه مناسب دارند. استفاده از جیوه نمک‌ها، اگرچه در برخی موارد مؤثر هستند، اما به دلیل سمیت شدید و خطرات زیست‌محیطی آنها بسیار محدود شده‌اند.

نتیجه

مواد کمکی لیچینگ نقش حیاتی در استخراج طلای سیانیدی دارند. آنها می‌توانند با افزایش بازیابی طلا، کاهش زمان لیچینگ و کاهش مصرف سیانید، کارایی فرآیند لیچینگ را به طور قابل توجهی بهبود بخشند. با درک انواع مختلف مواد کمکی لیچینگ، مکانیسم‌های عملکرد آنها و نحوه انتخاب مناسب‌ترین آنها بر اساس ویژگی‌های سنگ معدن، معدنچیان طلا می‌توانند عملیات خود را بهینه کنند. با افزایش تقاضا برای طلا، استفاده از مواد کمکی لیچینگ در لیچینگ سیانیدی احتمالاً گسترده‌تر خواهد شد و به شیوه‌های پایدارتر و کارآمدتر استخراج طلا کمک خواهد کرد.