Amélioration des taux de lixiviation de l'or et de l'argent dans le processus de cyanuration riche en oxygène avec de l'ammoniac

Introduction

L'extraction de l'or et de l'argent à partir de minerais est un processus complexe et crucial dans l'industrie minière. La cyanuration est depuis longtemps une méthode dominante à cet effet. Cependant, des efforts constants sont déployés pour optimiser le procédé afin d'améliorer les taux de lixiviation des métaux précieux et d'accroître l'efficacité globale. L'une de ces approches prometteuses est l'utilisation de ammoniac dans le processus de cyanuration riche en oxygène. Cet article examine comment l'ammoniac peut jouer un rôle important dans l'augmentation des taux de lixiviation de l'or et de l'argent.

Les bases de la cyanuration

La cyanuration est basée sur le principe selon lequel les solutions faibles de sodium ou de potassium cyanure Ils ont une action dissolvante préférentielle sur les petites particules d'or et d'argent métalliques, par rapport aux autres matériaux généralement présents dans les minerais d'or. Lors de ce procédé, lorsque des surfaces d'or fraîches sont exposées au cyanure dans une solution aqueuse contenant de l'oxygène libre, une réaction chimique se produit, formant un composé de cyanure d'or et un hydroxyde.

Le procédé exige un contrôle minutieux de plusieurs facteurs. Par exemple, la concentration de la solution de cyanure est cruciale. On utilise généralement une concentration d'environ une livre de cyanure (équivalent KCN) pour une tonne de solution (eau), car elle s'est avérée suffisante pour la plupart des circuits de cyanuration directe. Des travaux expérimentaux ont démontré que cette concentration offre un pouvoir dissolvant maximal. De plus, une solution faible est moins affectée par les cyanicides (minéraux pouvant avoir des effets délétères sur le processus de cyanuration), et le risque d'intoxication par les fumées d'évaporation par temps chaud est réduit.

La température joue également un rôle essentiel. Dans les climats froids, les solutions sont souvent chauffées à environ 70 °C (138 °F) pour maintenir une dissolution efficace. Au-delà de cette température, la perte de cyanure par décomposition devient un problème majeur. Théoriquement, l'or se dissout plus rapidement en solution à une température de XNUMX °C (XNUMX °F).

Rôle de l'ammoniac dans le processus de cyanuration riche en oxygène

Complexation avec des ions métalliques

L'ammoniac peut former des composés complexes avec divers ions métalliques présents dans le minerai. Lors de l'extraction de l'or et de l'argent, il peut interagir avec les ions cuivre, couramment présents dans de nombreux minerais d'or. Le cuivre peut consommer le cyanure et interférer avec la lixiviation de l'or et de l'argent. En formant des complexes cuivre-ammoniac, l'ammoniac réduit la compétition pour les ions cyanure, libérant ainsi davantage de cyanure pour la dissolution de l'or et de l'argent. Par conséquent, la présence d'ammoniac contribue à maintenir une concentration plus élevée d'ions cyanure libres dans la solution, ce qui favorise la lixiviation de l'or et de l'argent.

Influence sur l'environnement électrochimique

L'ammoniac peut également altérer l'environnement électrochimique du système de lixiviation. Il peut affecter le potentiel redox de la solution, ce qui influence l'oxydation et la dissolution de l'or et de l'argent. Dans un environnement riche en oxygène, la présence d'ammoniac peut favoriser l'activation des molécules d'oxygène. Cette activation accrue de l'oxygène favorise l'oxydation de l'or et de l'argent en leurs complexes cyanurés respectifs. Par exemple, dans le cas de l'or, la voie réactionnelle pourrait être modifiée de manière à faciliter la formation du complexe cyanuré or correspondant.

Amélioration des propriétés de surface des minéraux

L'ammoniac peut interagir avec la surface des minéraux contenus dans le minerai. Certains minéraux difficiles à lixivier directement peuvent voir leurs propriétés de surface modifiées par l'ammoniac. Cette modification peut rendre la surface plus réactive aux ions cyanure, améliorant ainsi l'efficacité globale de la lixiviation. Par exemple, certains minéraux argentifères peuvent présenter un revêtement de surface empêchant l'accès des ions cyanure. L'ammoniac peut réagir avec ce revêtement ou s'adsorber à la surface du minéral, modifiant ainsi sa charge et sa réactivité chimique, permettant ainsi aux ions cyanure de réagir plus efficacement avec l'argent contenu dans le minéral.

Études de cas et applications pratiques

Dans une application pratique sur une mine d'or et d'argent, l'utilisation du broyage latéral pendant la lixiviation et du procédé de cyanuration riche en oxygène a été combinée à l'ajout d'ammoniac. À condition que le procédé de production initial reste inchangé, une quantité appropriée d'ammoniac a été ajoutée lors de la première étape de broyage. Les résultats ont été remarquables. Comparé à la situation sans ajout d'ammoniac, le taux de lixiviation par cyanuration de l'or a augmenté de 0.47 %, celui de l'argent de 5.33 % et celui du cuivre a diminué de 6.50 %. Cela a non seulement amélioré la récupération des métaux précieux, mais a également réduit la dissolution du cuivre, un effet secondaire souvent indésirable, car le cuivre peut consommer du cyanure et compliquer les processus ultérieurs de récupération des métaux.

Dans une autre étude portant sur un type spécifique de minerai d'or et d'argent, l'ajout d'ammoniac au procédé de cyanuration riche en oxygène a entraîné une amélioration significative de la cinétique de lixiviation. Le temps nécessaire pour atteindre un niveau élevé de lixiviation de l'or et de l'argent a été réduit. Cela a non seulement augmenté le rendement du procédé de lixiviation, mais a également permis d'économiser de l'énergie et des ressources à long terme.

Optimisation et considérations

Bien que l'ammoniac présente un potentiel important pour améliorer les taux de lixiviation de l'or et de l'argent lors du procédé de cyanuration riche en oxygène, plusieurs facteurs doivent être optimisés. La concentration d'ammoniac ajoutée est cruciale. Une quantité insuffisante d'ammoniac peut ne pas avoir d'impact significatif sur la complexation, l'environnement électrochimique ou la modification de la surface minérale. En revanche, une quantité excessive d'ammoniac peut entraîner une augmentation des coûts, des problèmes environnementaux potentiels et même perturber l'équilibre chimique global du système de lixiviation.

Le pH de la solution de lixiviation doit également être soigneusement contrôlé. L'ammoniac est une base faible et son ajout peut affecter le pH de la solution. Le processus de cyanuration étant sensible au pH, le maintien d'une plage de pH optimale (généralement autour de 10-11) est essentiel au bon fonctionnement des ions cyanure et à la cinétique globale de la réaction.

De plus, la compatibilité de l'ammoniac avec les autres réactifs utilisés dans le procédé, comme la chaux (souvent ajoutée pour ajuster le pH et prévenir la formation de cyanure d'hydrogène gazeux), doit être prise en compte. Il est essentiel de garantir l'harmonie de toutes les réactions chimiques du système de lixiviation pour optimiser les taux de lixiviation de l'or et de l'argent.

Conclusion

L'utilisation de l'ammoniac dans le procédé de cyanuration riche en oxygène offre un moyen viable et efficace d'améliorer les taux de lixiviation de l'or et de l'argent. Grâce à la complexation avec des ions métalliques, à la modification de l'environnement électrochimique et à l'amélioration des propriétés de surface des minéraux, l'ammoniac peut considérablement améliorer l'efficacité de l'extraction des métaux précieux. Cependant, une optimisation rigoureuse de paramètres tels que la concentration en ammoniac, le contrôle du pH et la compatibilité avec d'autres réactifs est nécessaire pour exploiter pleinement les avantages de cette approche. Alors que l'industrie minière continue de rechercher des méthodes plus efficaces et plus durables pour extraire les métaux précieux, le rôle de l'ammoniac dans les procédés de cyanuration devrait faire l'objet d'une attention accrue et de recherches plus approfondies.