Utjecaj ispiranja na visokim temperaturama na potrošnju natrijevog cijanida

Uvod

u Vađenje zlata postupak, Natrijev cijanid se široko koristi kao sredstvo za ispiranje zbog svoje sposobnosti stvaranja stabilnih kompleksa sa zlatom. Međutim, potrošnja natrijev cijanid je ključni faktor koji utječe na ekonomsku isplativost i utjecaj rudarenja zlata na okoliš. Ispiranje na visokim temperaturama jedna je od metoda koje se koriste za poboljšanje učinkovitosti ispiranja zlata iz ruda. Ovaj članak istražuje utjecaj ispiranja na visokim temperaturama na potrošnju Natrijev cijanid.

Uloga natrijevog cijanida u ispiranju zlata

Natrij cijanid reagira sa zlatom u prisutnosti kisika stvarajući topljive spojeve koji omogućuju izdvajanje zlata iz rude. Elektrokemijski izračuni pokazuju da je teoretski potrebno 0.92 grama natrijevog cijanida za otapanje 1 grama zlata. Međutim, u stvarnoj industrijskoj proizvodnji potrošnja natrijevog cijanida daleko je veća od ove teorijske vrijednosti, često 50 - 100 puta više. Ova značajna razlika posljedica je različitih čimbenika prisutnih u stvarnim scenarijima rudarstva, kao što su reakcije s drugim mineralima u rudi i kemijski procesi koji se odvijaju tijekom ispiranja.

Proces ispiranja na visokim temperaturama

Ispiranje na visokim temperaturama provodi se na povišenim temperaturama, obično iznad normalne sobne temperature. Glavni cilj je povećati aktivnost iona u sustavu rude i otopine za ispiranje. Time se ubrzava reakcija između sredstva za ispiranje, natrijevog cijanida i zlata unutar rude. Na primjer, u slučaju nekih vatrostalnih ruda zlata, ispiranje na visokim temperaturama može razgraditi složene mineralne strukture koje obuhvaćaju zlato, čineći zlato dostupnijim cijanidnim ionima za ekstrakciju.

Utjecaj visokotemperaturnog ispiranja na potrošnju natrijevog cijanida

1. Povećanje brzine reakcije

Na višim temperaturama, kinetička energija molekula reaktanata se povećava. To rezultira češćim i energičnijim sudarima između molekula natrijevog cijanida, molekula kisika i čestica zlata u rudi. Posljedično, brzina kojom se zlato otapa u otopini natrijevog cijanida ubrzava. Kada je brzina reakcije veća, više zlata se može otopiti po jedinici vremena. Ako je cilj izdvojiti određenu količinu zlata, ispiranje na visokim temperaturama može zahtijevati kraće vrijeme ispiranja. Teoretski, to bi potencijalno moglo smanjiti ukupnu potrošnju natrijevog cijanida jer proces ispiranja završava brže, minimizirajući vrijeme izloženosti natrijevog cijanida čimbenicima koji uzrokuju njegovu potrošnju.

2. Hidroliza cijanida

Cijanid u otopini prolazi kroz kemijski proces koji se naziva hidroliza, a na opseg te hidrolize utječe temperatura. Kako temperatura raste, hidroliza cijanida postaje izraženija. Na 100 °C gubi se polovica cijanidnih iona, a na 130 °C gubi se 85%. Ova hidroliza stvara cijanovodičnu kiselinu, koja ne samo da dovodi do gubitka natrijevog cijanida, već predstavlja i ozbiljan ekološki i sigurnosni rizik jer je cijanovodična kiselina vrlo otrovan plin. Pri ispiranju na visokim temperaturama, ako se temperatura ne kontrolira pravilno, povećana hidroliza natrijevog cijanida može značajno povećati njegovu potrošnju.

3. Reakcija s pridruženim mineralima

Mnoge rude zlata sadrže i druge minerale, poput pirita, pirotita i bakrovog sulfida. Ovi povezani minerali mogu reagirati s natrijevim cijanidom. Na višim temperaturama, brzine reakcije između ovih minerala koji ne sadrže zlato i natrijevog cijanida mogu se povećati. To znači da će se više natrijevog cijanida potrošiti u reakcijama s tim mineralima, a manje će ga biti dostupno za reakciju sa zlatom. Osim toga, neke od ovih reakcija mogu proizvesti nusprodukte koji mogu dodatno ometati proces ispiranja zlata. Na primjer, nastali spojevi koji sadrže sumpor mogu prekriti površinu čestica zlata, sprječavajući cijanidne ione da dopru do zlata i reagiraju s njim.

4. Topljivost kisika

Kisik je ključna komponenta u reakciji ispiranja zlata cijanidom jer djeluje kao oksidans. Međutim, topljivost kisika u vodi smanjuje se s porastom temperature. Na 100 °C u vodi nema otopljenog kisika. Kod ispiranja na visokim temperaturama, ako se temperatura približi vrelištu vode, nedostatak dovoljne količine otopljenog kisika može ograničiti oksidaciju zlata. Kako bi se nadoknadila smanjena topljivost kisika, mogu biti potrebne dodatne mjere poput povećanja parcijalnog tlaka kisika ili korištenja alternativnih oksidansa. Ali ako opskrba kisikom ostane nedovoljna, reakcija ispiranja zlata će se usporiti i može se potrošiti više natrijevog cijanida u pokušaju da se reakcija ubrza.

Studije slučaja

U jednom rudniku zlata, tradicionalni proces ispiranja cijanidom na sobnoj temperaturi trošio je 2.5 kg natrijevog cijanida po toni rude. Kada je uveden proces ispiranja na visokoj temperaturi, u početku je, zbog ubrzane reakcije ispiranja zlata, vrijeme ispiranja smanjeno s 48 sati na 24 sata. Međutim, zbog nepravilne kontrole temperature, kada je temperatura ispiranja dosegla 80 °C, hidroliza natrijevog cijanida značajno se povećala. Kao rezultat toga, potrošnja natrijevog cijanida zapravo je porasla na 3.0 kg po toni rude. Nakon optimizacije procesa ispiranja na visokoj temperaturi, uključujući preciznu kontrolu temperature na oko 60 °C i dodavanje inhibitora za smanjenje hidrolize cijanida, Potrošnja natrijevog cijanida smanjena je na 2.0 kg po toni rude, a istovremeno je održana visoka stopa ispiranja zlata.

Zaključak

Ispiranje na visokim temperaturama ima složen utjecaj na potrošnju natrijevog cijanida u procesu ekstrakcije zlata. S jedne strane, može ubrzati reakciju ispiranja zlata, potencijalno smanjujući potrošnju natrijevog cijanida kada se proces dobro upravlja. S druge strane, visoke temperature mogu uzrokovati povećanu hidrolizu cijanida, intenzivnije reakcije s povezanim mineralima i smanjenu topljivost kisika, što sve može dovesti do veće potrošnje natrijevog cijanida. Stoga je pri primjeni ispiranja na visokim temperaturama bitno optimizirati procesne parametre, kao što su precizna kontrola temperature, odgovarajuća opskrba kisikom i upotreba aditiva za inhibiranje hidrolize cijanida i neželjenih reakcija s povezanim mineralima. Ovaj pristup može pomoći u postizanju ravnoteže između poboljšanja učinkovitosti ispiranja zlata i smanjenja potrošnje natrijevog cijanida, poboljšavajući ekonomske i ekološke performanse rudarskih operacija zlata.