Uloga pomoćnih sredstava za ispiranje u ekstrakciji zlata natrijevim cijanidom

Uvod

Ispiranje cijanidom dugo je bila dominantna metoda u ekstrakciji zlata zbog svoje visoke učinkovitosti i relativno niskih troškova. Međutim, proces nije bez izazova, kao što su potreba za dugim vremenom ispiranja, visoka potrošnja cijanida i prisutnost vatrostalnih minerala koji mogu ometati otapanje zlata. Tu do izražaja dolaze pomoćna sredstva za ispiranje . Pomoćna sredstva za ispiranje su tvari koje se dodaju otopini za ispiranje cijanidom kako bi se poboljšala ekstrakcija zlata, nudeći učinkovitiji i isplativiji pristup rudarenju zlata.

Kako djeluju sredstva za ispiranje

Povećanje otopljenog kisika

Jedna od primarnih funkcija mnogih pomoćnih sredstava za ispiranje je povećanje sadržaja otopljenog kisika u otopini cijanida. Da bi se zlato otopilo u otopinama cijanida, potreban je kisik kao oksidacijsko sredstvo koje olakšava oksidaciju zlata i njegovo naknadno spajanje s cijanidnim ionima. U normalnim uvjetima, kisik koji se dovodi iz zraka često je nedovoljan, što ograničava brzinu kojom se zlato otapa. Pomoćna sredstva za ispiranje poput peroksida i persulfata mogu se razgraditi i osloboditi kisik, osiguravajući veću koncentraciju otopljenog kisika u suspenziji. Na primjer, vodikov peroksid se razgrađuje kako bi osigurao dodatni izvor kisika za reakciju između zlata i cijanida.

Stvaranje galvanskih ćelija (soli teških metala)

Određene soli teških metala, poput olovnih soli, živinih soli i bizmutovih soli, mogu djelovati kao pomoć pri ispiranju stvaranjem lokalnih galvanskih ćelija. Kada se dodaju u cijanidnu suspenziju, ovi teški metali se talože na površini čestica zlata. To stvara potencijalnu razliku između zlata i taloženog teškog metala, što ubrzava otapanje zlata. Zlato djeluje kao anoda gdje dolazi do oksidacije, a područje prekriveno teškim metalom djeluje kao katoda. Ovaj elektrokemijski proces značajno ubrzava brzinu ispiranja zlata.

Kelacija i uklanjanje nečistoća

Neka sredstva za ispiranje mogu se vezati za nečistoće prisutne u rudi ili ih ukloniti, a koje mogu ometati proces ispiranja cijanidom. U rudama koje sadrže metalne ione poput bakra, cinka i željeza, te nečistoće mogu reagirati s cijanidom, trošeći ga i smanjujući količinu dostupnu za otapanje zlata. Kelatna sredstva u sredstvima za ispiranje tvore stabilne komplekse s tim ionima nečistoća, držeći ih podalje i sprječavajući njihovu reakciju s cijanidom. To ne samo da smanjuje potrošnju cijanida, već i poboljšava ukupnu učinkovitost procesa ispiranja zlata.

Vrste pomoćnih sredstava za ispiranje i njihove specifične uloge

Oksidirajuća sredstva

1.Peroksidi

• Vodikov peroksid : Vodikov peroksid jedno je od najčešće korištenih oksidirajućih sredstava za ispiranje. Može brzo povećati sadržaj otopljenog kisika u otopini cijanida. U industrijskim primjenama, dodavanje vodikovog peroksida u sustav za ispiranje cijanidom može značajno skratiti vrijeme ispiranja. Na primjer, u nekim rudnicima zlata, vrijeme ispiranja može se smanjiti i do 50% kada se vodikov peroksid koristi kao pomoćno sredstvo za ispiranje. Također pomaže u smanjenju potrošnje cijanida jer poboljšana oksidacija zlata omogućuje učinkovitije korištenje cijanida.

• Kalcijev peroksid : Kalcijev peroksid je posebno koristan u rudama s visokim udjelom sumpora. Razgrađuje se sporije od vodikovog peroksida, što omogućuje produženo oslobađanje kisika. Osim toga, može smanjiti katalitičku razgradnju cijanida mineralima koji sadrže sumpor. U rudama zlata s visokim udjelom sumpora, korištenje kalcijevog peroksida kao pomoćnog sredstva za ispiranje može dovesti do povećanja iskorištenja zlata za 10-15% u usporedbi s tradicionalnim ispiranjem cijanidom.

• Barijev peroksid : Barijev peroksid ima jedinstveno svojstvo sporog i stabilnog oslobađanja kisika. To osigurava konstantno visoku koncentraciju otopljenog kisika u suspenziji tijekom duljeg razdoblja. Brzina otapanja zlata linearno se povećava s povećanjem dodavanja barijevog peroksida, dok potrošnja cijanida ostaje relativno stabilna. Također ga je lako pripremiti i primijeniti u praktičnim rudarskim operacijama.

2. Persulfati

• Persulfati su jaka oksidacijska sredstva. Kada se dodaju sustavu za ispiranje cijanidom, razgrađuju se i tvore visoko reaktivne sulfatne radikale. Ti radikali mogu oksidirati zlato učinkovitije od molekularnog kisika, što dovodi do značajnog povećanja brzine ispiranja zlata. U nekim slučajevima, brzina otapanja zlata može se povećati i do 8 puta u usporedbi s konvencionalnim ispiranjem cijanidom sa zrakom kao izvorom kisika.

Soli teških metala

1. Olovne soli

• Olovne soli se široko koriste u ispiranju cijanidom. U rudama koje sadrže sulfidne minerale poput pirita i arsenopirita, ovi minerali mogu reagirati s cijanidom i kisikom, trošeći ih i smanjujući učinkovitost ispiranja zlata. Olovne soli mogu formirati pasivizirajući sloj na površini sulfidnih minerala, inhibirajući njihovu reakciju s cijanidom i kisikom. Istovremeno, olovo može formirati galvansku ćeliju sa zlatom, potičući otapanje zlata. U kanadskom postrojenju za cijanid, dodavanjem olovnih soli i održavanjem odgovarajuće koncentracije otopljenog kisika, uspješno su prevladani štetni učinci sulfidnih minerala na cijanidaciju, što je rezultiralo povećanjem iskorištenja zlata za 10-15%.

2. Soli žive i bizmuta

• Živine i bizmutove soli također mogu djelovati kao akceleratori u ispiranju cijanidom. Slično olovnim solima, mogu formirati galvanske ćelije sa zlatom, povećavajući brzinu ispiranja. Međutim, zbog toksičnosti žive i relativno visoke cijene bizmuta, njihova primjena je ograničenija u usporedbi s olovnim solima. Ali u nekim specifičnim slučajevima gdje ruda ima jedinstvena svojstva, ove soli se i dalje mogu smatrati učinkovitim sredstvima za ispiranje.

Kelatirajući agensi i ostalo

1. Limunska kiselina

• Limunska kiselina može se koristiti kao pomoćno sredstvo za ispiranje pri ekstrakciji zlata cijanidom . U rudama koje sadrže metalne ione poput bakra, cinka i željeza, ovi ioni mogu trošiti cijanid i kisik, smanjujući učinkovitost ispiranja zlata. Limunska kiselina se može vezati s tim metalnim ionima, tvoreći stabilne komplekse. Na primjer, tvori kompleks bakra i citrata. To ne samo da smanjuje potrošnju cijanida i kisika ovim nečistoćama, već i pomaže u disperziji minerala jalovine, poboljšavajući cjelokupno okruženje ispiranja. U nekim laboratorijskim eksperimentima, dodavanje limunske kiseline u otopinu za ispiranje cijanidom povećalo je iskorištenje zlata za 5-10%.

2. Spojevi na bazi amonijaka

• U nekim slučajevima, spojevi na bazi amonijaka mogu se koristiti kao pomoćna sredstva za ispiranje, posebno u rudama koje sadrže minerale bakra i zlata. Amonijak može stvarati komplekse s ionima bakra, smanjujući interferenciju bakra u ispiranju zlata cijanidom. Podešavanjem omjera amonijaka i cijanida u otopini za ispiranje moguće je selektivno otopiti zlato uz minimiziranje otapanja bakra, što je korisno za naknadne procese izdvajanja zlata.

Slučajevi primjene

1. U rudniku zlata u Australiji

• Rudnik je prerađivao niskokvalitetnu rudu zlata s visokim udjelom sumpora. Korištenjem kombinacije vodikovog peroksida i olovnih soli kao pomoćnih sredstava za ispiranje postignuta su značajna poboljšanja. Brzina ispiranja zlata povećala se za 8-10% u usporedbi s tradicionalnim ispiranjem cijanidom. Dodatak vodikovog peroksida osigurao je dodatni kisik, poboljšavajući oksidaciju zlata, dok su olovne soli inhibirale negativan utjecaj sulfidnih minerala. Potrošnja cijanida također je smanjena za otprilike 20%, što je dovelo do značajnih ušteda troškova.

2. Kineski rudnik zlata koji se bavi složenim rudama

• Ruda u ovom rudniku sadržavala je visoke razine nečistoća bakra i željeza. Korištenjem limunske kiseline kao pomoćnog sredstva za ispiranje u procesu ispiranja cijanidom, stopa iskorištenja zlata povećala se sa 70% na 78%. Limunska kiselina vezala se s ionima bakra i željeza, smanjujući njihovo uplitanje u reakciju zlato-cijanid. Vrijeme ispiranja također je neznatno smanjeno, što je poboljšalo ukupnu produktivnost rudarskog rada.

Razmatranja za odabir i korištenje pomoćnih sredstava za ispiranje

1. Karakteristike rude

• Sastav rude ključan je u određivanju odgovarajućeg pomoćnog sredstva za ispiranje. Za rude s visokim udjelom sumpora, oksidacijska sredstva poput kalcijevog peroksida ili barijevog peroksida mogu biti prikladnija jer ne samo da mogu osigurati kisik, već i smanjiti negativni utjecaj sumpora. U rudama s visokim razinama nečistoća metalnih iona, treba razmotriti kelatna sredstva poput limunske kiseline ili spojeva na bazi amonijaka.

2. Isplativost

• Potrebno je procijeniti trošak pomoćnog sredstva za ispiranje, uključujući njegovu nabavnu cijenu, prijevoz i skladištenje. Neka pomoćna sredstva za ispiranje, poput određenih soli bizmuta, mogu biti učinkovita, ali relativno skupa. U takvim slučajevima potrebno je pronaći ravnotežu između troškova i poboljšanja iskorištenja zlata. Osim toga, smanjenje potrošnje cijanida i vremena ispiranja zbog upotrebe pomoćnih sredstava za ispiranje također treba uzeti u obzir u analizi isplativosti.

3. Utjecaj na okoliš

• Budući da ispiranje cijanidom već predstavlja ekološku zabrinutost zbog toksičnosti cijanida, pri odabiru pomoćnog sredstva za ispiranje treba uzeti u obzir i njegov utjecaj na okoliš. Na primjer, neka oksidacijska sredstva mogu proizvesti nusproizvode koje je potrebno pravilno obraditi. Upotreba živinih soli, iako učinkovita u nekim slučajevima, vrlo je ograničena zbog njihove ekstremne toksičnosti i opasnosti za okoliš.

Zaključak

Sredstva za ispiranje igraju vitalnu ulogu u ekstrakciji zlata cijanidom. Ona mogu značajno poboljšati učinkovitost procesa ispiranja povećanjem iskorištenja zlata, smanjenjem vremena ispiranja i smanjenjem potrošnje cijanida. Razumijevanjem različitih vrsta sredstava za ispiranje, njihovih mehanizama rada i načina odabira najprikladnijih na temelju karakteristika rude, rudari zlata mogu optimizirati svoje poslovanje. Kako potražnja za zlatom nastavlja rasti, upotreba sredstava za ispiranje u cijanidnom ispiranju vjerojatno će postati još raširenija, doprinoseći održivijim i učinkovitijim praksama rudarenja zlata.