Ոսկու ցիանիդացում. կենտրոնանալով պերկոլացիոն ցիանիդացման գործընթացի վրա

ներածություն

Ոսկին միշտ էլ մեծ արժեք է ունեցել մարդկության պատմության ընթացքում, ոչ միայն ոսկերչության մեջ իր օգտագործման համար, այլև տարբեր ոլորտներում, ինչպիսիք են էլեկտրոնիկան, ատամնաբուժությունը և ավիատիեզերական արդյունաբերությունը: Ոսկու արդյունահանումը նրա հանքաքարերից բարդ գործընթաց է, որի ցիանիդացումը ամենատարածված մեթոդներից մեկն է: Ոսկու ցիանիդացիան ներառում է... ցիանիդ լուծույթներ՝ հանքաքարից ոսկին լուծելու համար: Այս գործընթացը գործում է, քանի որ ոսկին ունի ցիանիդային իոնների հետ կայուն կոմպլեքսներ առաջացնելու ունակություն: Այս հոդվածը խորությամբ ուսումնասիրում է ցիանիդացման գործընթացը՝ հատուկ շեշտադրմամբ Պերկոլացիոն ցիանացում մեթոդ է.

Ցիանացված ոսկու արդյունահանման հասկացողությունը

Ցիանացման սկզբունքը

Ցիանացման հիմնարար սկզբունքը հիմնված է ոսկու և ցիանիդի փոխազդեցության վրա թթվածնի առկայությամբ: Երբ ոսկին շփվում է ցիանիդի լուծույթի հետ և կա թթվածին, տեղի է ունենում քիմիական ռեակցիա: Այս ռեակցիայի միջոցով ոսկին օքսիդանում է և առաջացնում լուծելի կոմպլեքս: Ցիանիդային իոնները կարևոր դեր են խաղում այս գործընթացում՝ կապվելով ոսկու իոնների հետ, ինչը դրանց լուծարման պատճառ է դառնում լուծույթում: Այս լուծելիությունը թույլ է տալիս ոսկին առանձնացնել հանքաքարի մատրիցից, ինչը ոսկին հում հանքաքարից արդյունահանելու առաջին քայլն է:

Ցիանացման ընդհանուր գործընթացը

Ցիանացման գործընթացը սովորաբար բաղկացած է մի քանի հիմնական քայլերից՝

1. Հանքաքարի պատրաստումՀանքաքարը նախ մանրացվում և աղացվում է մինչև համապատասխան մասնիկի չափի ստացումը։ Այս քայլը կարևոր է, քանի որ այն մեծացնում է հանքաքարի մակերեսը՝ թույլ տալով ավելի լավ շփում ցիանիդի լուծույթի հետ։ Գործընթացը կարող է ներառել մանրացման և աղացման մի քանի փուլ՝ ցանկալի մանրացմանը հասնելու համար։

2. Ցիանիդային տարրալվացումՀանքաքարի պատրաստումից հետո այն ենթարկվում է ցիանիդային լուծույթով լվացման: Կան լվացման տարբեր մեթոդներ, որոնցից երկուսը հիմնական են՝ խառնման ցիանիդացումը և պերկոլացիոն ցիանիդացումը: Խառնման ցիանիդացման դեպքում հանքաքարը խառնվում է ցիանիդային լուծույթի հետ խառնված բաքերում: Պերկոլացիոն ցիանիդացումը, որը այս հոդվածի ուշադրության կենտրոնում է, ներառում է ցիանիդային լուծույթի ներթափանցումը հանքաքարի շերտի միջով:

3. Ոսկու բաժանում - կրող լուծույթԵրբ լվացման գործընթացն ավարտվի, ոսկի պարունակող լուծույթը պետք է առանձնացվի պինդ մնացորդից։ Սա կարելի է իրականացնել ֆիլտրացիայի կամ նստվածքի նման մեթոդներով։

4. Ոսկու վերականգնումՈսկի պարունակող լուծույթը առանձնացնելուց հետո, դրանից ոսկին ստանալու համար օգտագործվում են տարբեր մեթոդներ: Տարածված մեթոդներից են ցինկի նստեցումը, որի դեպքում լուծույթին ավելացվում է ցինկ՝ ոսկին կոմպլեքսից դուրս մղելու համար՝ առաջացնելով պինդ ոսկու մասնիկներ: Մեկ այլ մեթոդ է ակտիվացված ածխածնի ադսորբցիան, որի դեպքում ակտիվացված ածուխն օգտագործվում է ոսկու կոմպլեքսը լուծույթից ադսորբելու համար, որը հետագայում մշակվում է՝ մաքուր ոսկի ստանալու համար:

Պերկոլացիոն ցիանացման գործընթաց

Ինչպես է գործում պերկոլացիոն ցիանիդացումը

Պերկոլացիոն ցիանիդացումը գործընթաց է, որի ընթացքում նոսր ցիանիդի լուծույթը թողնում են ներծծվել մանրացված կամ ագլոմերացված հանքաքարի շերտի միջով։ Հանքաքարը սովորաբար տեղադրվում է մեծ տարայի մեջ, օրինակ՝ լվացման տարայի կամ կույտի մեջ։ Ցիանիդի լուծույթը հավասարաչափ բաշխվում է հանքաքարի շերտի մակերեսին, ապա ձգողականության ուժի շնորհիվ դանդաղորեն հոսում է հանքաքարի միջով։ Երբ լուծույթն անցնում է հանքաքարի միջով, ցիանիդը ռեակցիայի մեջ է մտնում հանքաքարում առկա ոսկու հետ՝ առաջացնելով լուծելի ոսկի-ցիանիդ համալիր։ Այս համալիրը այնուհետև հավաքվում է տարայի հատակում։

Պերկոլացիոն ցիանիդացման հիմնական բաղադրիչներն ու քայլերը

1. Հանքաքարի նախապատրաստում պերկոլացիոն ցիանիդացման համար:

• Ջախջախում և զննումՀանքաքարը նախ մանրացվում է մինչև համեմատաբար խոշոր մասնիկների չափի, սովորաբար մի քանի սանտիմետրից մինչև մի քանի միլիմետր։ Սա արվում է հանքային շերտում բավարար խոռոչներ ունենալու համար, որոնց միջով ցիանիդի լուծույթը կարող է ներծծվել։ Մանրացումից հետո հանքաքարը կարող է մաղվել՝ չափից մեծ մասնիկները հեռացնելու համար։

• Ագլոմերացիա (ըստ ցանկության)Որոշ դեպքերում, հատկապես բարձր կավի պարունակությամբ կամ մանրահատիկ նյութերով հանքաքարերի համար, կարող է անհրաժեշտ լինել ագլոմերացիա։ Ագլոմերացիան ենթադրում է հանքաքարին կապող նյութ, ինչպիսիք են ցեմենտը կամ կիրը, ավելացնելը և այն ջրի հետ խառնելը։ Սա նպաստում է ավելի մեծ, ավելի կայուն մասնիկների ձևավորմանը, բարելավելով հանքաքարի շերտի թափանցելիությունը և կանխելով ծակոտիների խցանումը ներծծման գործընթացի ընթացքում։

2. Լեյչինգի կարգավորում:

• Լվացքի տարաներ կամ կույտային լվացում:

• Լվացվող տարաներՓոքրածավալ գործողությունների կամ բարձր պարունակության հանքաքարերի համար սովորաբար օգտագործվում են լվացման տարաներ: Սրանք մեծ, պատված տարաներ են, որտեղ տեղադրվում է հանքաքարը: Տարաները հագեցած են կեղծ հատակով, որը թույլ է տալիս ցիանիդի լուծույթին հավաքվել հանքաքարի շերտի տակ՝ առանց պինդ մասնիկները տեղափոխելու: Ցիանիդի լուծույթը ներմուծվում է տարայի վերև՝ կամ ցողման համակարգի միջոցով, կամ պարզապես հանքաքարի վրա լցնելով:

• Կույտային տարրալվացումԿույտային լվացումն ավելի հարմար է մեծածավալ գործողությունների և ցածր պարունակությամբ հանքաքարերի համար: Կույտային լվացման դեպքում հանքաքարը կույտավորվում է գետնի վրա՝ անթափանց շերտի վրա: Կույտը կարող է բավականին մեծ լինել, երբեմն ընդգրկելով մի քանի հեկտար: Ցիանիդի լուծույթը բաշխվում է կույտի վրա՝ օգտագործելով ցողիչների կամ կաթիլային ոռոգման համակարգերի ցանց:

• Ցիանիդային լուծույթի պատրաստումՊերկոլացիոն ցիանիդացման մեջ օգտագործվող ցիանիդի լուծույթը սովորաբար նոսր լուծույթ է Նատրիումի ցիանիդ կամ կալիումի ցիանիդ, որի կոնցենտրացիան սովորաբար կազմում է 0.01% - 0.1% քաշային միջակայքում: Լուծույթը կարող է նաև պարունակել այլ հավելումներ, ինչպիսիք են կիրը, լուծույթի pH-ը կարգավորելու համար: Համապատասխան pH-ի պահպանումը կարևոր է, քանի որ այն ազդում է ցիանիդի կայունության և ոսկու լուծարման արագության վրա: Ցիանացման համար օպտիմալ pH-ը սովորաբար մոտ 10-11 է:

3. Զտում և լվացում:

• Լուծումների բաշխումՑիանիդի լուծույթը հավասարաչափ բաշխվում է հանքաքարի շերտի մակերեսին։ Տարաների լվացման դեպքում դա կարելի է իրականացնել՝ օգտագործելով ծակոտկեն խողովակ կամ ցողիչ ծորակային համակարգ։ Կույտային լվացման դեպքում ցողիչները կամ կաթիլային ոռոգման համակարգերը ապահովում են, որ լուծույթը հասնի կույտի բոլոր մասերին։

• Լվացման ժամանակըԶտման ցիանիդացման ժամանակ լվացման ժամանակը կարող է զգալիորեն տարբերվել՝ կախված այնպիսի գործոններից, ինչպիսիք են հանքաքարի տեսակը, մասնիկների չափը և ցիանիդային լուծույթի կոնցենտրացիան: Ընդհանուր առմամբ, այն կարող է տատանվել մի քանի օրից մինչև մի քանի շաբաթ: Այս ընթացքում ցիանիդային լուծույթը անընդհատ ներծծվում է հանքաքարի միջով՝ ռեակցիայի մեջ մտնելով ոսկու հետ և լուծելով այն:

• Մոնիտորինգ և վերահսկումԼվացքի ողջ գործընթացի ընթացքում կարևոր է վերահսկել տարբեր պարամետրեր։ Սա ներառում է լուծույթի pH-ի, լուծույթում ցիանիդի կոնցենտրացիայի և լուծույթում լուծված ոսկու քանակի պարբերաբար ստուգումը։ Լուծույթի նմուշները վերցվում են կանոնավոր ժամանակահատվածներում և վերլուծվում լաբորատորիայում։ Լվացքի գործընթացը օպտիմալացնելու համար անհրաժեշտության դեպքում կարող են ճշգրտումներ կատարվել pH-ի կամ ցիանիդի կոնցենտրացիայի վրա։

4. Հղիության լուծույթի հավաքագրում և մշակում:

• հավաքածուՈսկի պարունակող լուծույթը, որը հայտնի է նաև որպես հագեցած լուծույթ, հավաքվում է լվացման տարայի հատակին կամ կույտային լվացման դեպքում՝ ջրահեռացման համակարգից։ Լվացման տարաներում հագեցած լուծույթը դուրս է քաշվում կեղծ հատակի հատակին գտնվող փականի միջոցով։ Կույտային լվացման դեպքում լուծույթը հավաքվում է կույտի հիմքում գտնվող ջրամբարներում կամ լճակներում։

• ԲուժումՀավաքվելուց հետո հագեցած լուծույթը մշակվում է՝ ոսկին վերականգնելու համար: Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, տարածված մեթոդներից են ցինկի նստեցումը և ակտիվացված ածխի ադսորբցիան: Ցինկի նստեցման դեպքում հագեցած լուծույթին ավելացվում է ցինկի փոշի կամ ցինկի թեփ: Ցինկը ռեակցիայի մեջ է մտնում ոսկի-ցիանիդ համալիրի հետ՝ տեղահանելով ոսկին և առաջացնելով պինդ ոսկու մասնիկներ, որոնք այնուհետև կարող են զտվել և հետագա մշակվել: Ակտիվացված ածխի ադսորբցիայի դեպքում հագեցած լուծույթն անցնում է ակտիվացված ածխով լցված սյան միջով: Ոսկի-ցիանիդ համալիրը ադսորբվում է ածխի մակերեսին, որից հետո ածխածինը հանվում է սյունակից և մշակվում՝ ոսկին արդյունահանելու համար:

Պերկոլացիոն ցիանիդացման առավելություններն ու թերությունները

Առավելությունները

1. Հարմար է ցածրորակ հանքաքարերի համարՊերկոլացիոն ցիանիդացումը, մասնավորապես կույտային լվացումը, խիստ արդյունավետ է ցածր պարունակությամբ ոսկու հանքաքարերի մշակման համար: Քանի որ գործընթացը համեմատաբար պարզ է և չի պահանջում լայնածավալ մանրացում և թանկարժեք սարքավորումներ մանրահատիկ հանքաքարի մշակման համար, այն կարող է տնտեսապես շահավետ լինել այն հանքաքարերի համար, որոնց մշակումը շահավետ չէր լինի այլ, ավելի բարդ մեթոդներով:

2. Ցածր կապիտալ և շահագործման ծախսերՈսկու արդյունահանման որոշ այլ մեթոդների համեմատ, ինչպիսին է խառնման ցիանիդացումը, որը պահանջում է մեծ, թանկարժեք խառնման բաքեր և բարձր էներգիայի սպառում խառնման համար, պերկոլացիոն ցիանիդացիան ունի ավելի ցածր կապիտալ ծախսեր: Անհրաժեշտ սարքավորումները, ինչպիսիք են լվացման տակառները կամ պարզ կույտային շինանյութերը, համեմատաբար էժան են: Բացի այդ, շահագործման ծախսերը նույնպես ավելի ցածր են, քանի որ այն սպառում է ավելի քիչ էներգիա և պահանջում է ավելի քիչ աշխատուժ ամենօրյա շահագործման համար:

3. Բնապահպանական օգուտներ (հարաբերական)Շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության առումով, պերկոլացիոն ցիանիդացումը կարող է որոշակի առավելություններ ունենալ: Օրինակ՝ կույտային լվացման դեպքում հանքաքարը չի ենթարկվում լայնածավալ մանրացման, ինչը նվազեցնում է մանր փոշու առաջացումը: Բացի այդ, ծածկույթով լվացման տարաների կամ կույտային ծածկույթների օգտագործումը օգնում է կանխել ցիանիդ պարունակող լուծույթների արտահոսքը շրջակա միջավայր: Այնուամենայնիվ, պետք է նշել, որ ցիանիդը դեռևս խիստ թունավոր նյութ է, և շրջակա միջավայրի պատշաճ կառավարումը դեռևս կարևոր է:

4. Պարզ գործընթացՊերկոլացիոն ցիանացման գործընթացը համեմատաբար պարզ է և հեշտ հասկանալի ու գործարկվող։ Սա այն հասանելի է դարձնում փոքրածավալ հանքարդյունաբերական գործողությունների համար՝ սահմանափակ տեխնիկական փորձագիտությամբ։

Թերությունները

1. Դանդաղ արտահոսքի արագությունԶտման ցիանիդացման հիմնական թերություններից մեկը համեմատաբար դանդաղ լվացման արագությունն է: Համեմատած խառնման ցիանիդացման հետ, որտեղ հանքաքարը անընդհատ խառնվում է ցիանիդային լուծույթի հետ, լվացման գործընթացը հիմնված է լուծույթի դանդաղ շարժման վրա հանքաքարի շերտով: Սա կարող է հանգեցնել ավելի երկար լվացման ժամանակի, որը կարող է հարմար չլինել բարձր արտադրողականություն կամ արագ շրջանառություն պահանջող գործողությունների համար:

2. Ոսկու ցածր եկամտաբերություն որոշ դեպքերումՊերկոլացիոն ցիանիդացման դեպքում ոսկու վերականգնման մակարդակը կարող է ավելի ցածր լինել, քան մյուս մեթոդներով, հատկապես բարդ միներալոգիա ունեցող հանքաքարերի համար։ Եթե ոսկին մանրորեն ցրված է կամ ամրացված է այլ հանքանյութերի մեջ, ցիանիդի լուծույթը կարող է չկարողանալ արդյունավետորեն մուտք գործել ոսկու բոլոր մասնիկներին, ինչը կհանգեցնի վերականգնման ավելի ցածր մակարդակի։

3. Ցիանիդային թունավորությունՑիանիդը խիստ թունավոր նյութ է, և դրա օգտագործումը պերկոլացիոն ցիանիդացման մեջ լուրջ բնապահպանական և անվտանգության ռիսկեր է առաջացնում: Ցիանիդ պարունակող լուծույթների ցանկացած արտահոսք կամ անպատշաճ օգտագործում կարող է լուրջ հետևանքներ ունենալ շրջակա միջավայրի և մարդու առողջության համար: Այս ռիսկերը նվազագույնի հասցնելու համար պետք է պահպանել խիստ անվտանգության միջոցառումներ և բնապահպանական կանոնակարգեր:

4. Հանքաքարի հատկությունների նկատմամբ զգայունությունՊերկոլացիոն ցիանիդացման հաջողությունը մեծապես կախված է հանքաքարի հատկություններից: Օրինակ՝ բարձր կավի պարունակությամբ հանքաքարերը կարող են խնդիրներ առաջացնել հանքային շերտի թափանցելիության հետ, ինչը հանգեցնում է լուծույթի վատ հոսքի և անարդյունավետ լվացման: Բացի այդ, որոշակի հանքանյութեր պարունակող հանքաքարերը, որոնք կարող են ռեակցիայի մեջ մտնել ցիանիդի հետ, ինչպիսիք են պղինձ պարունակող հանքանյութերը, կարող են կլանել ցիանիդը և նվազեցնել լվացման գործընթացի արդյունավետությունը:

Համեմատություն ոսկու արդյունահանման այլ մեթոդների հետ

Համեմատություն խառնման ցիանիդացման հետ

1. Լվացքի արդյունավետությունԽառնման ցիանիդացումը, ընդհանուր առմամբ, ունի ավելի բարձր լվացման արդյունավետություն՝ համեմատած պերկոլացիոն ցիանիդացման հետ։ Խառնման ցիանիդացման դեպքում հանքաքարի և ցիանիդի լուծույթի անընդհատ խառնումը ապահովում է երկուսի միջև ավելի լավ շփում, ինչը հանգեցնում է ոսկու ավելի արագ լուծարման։ Սա կարող է հանգեցնել լվացման ավելի կարճ ժամանակի և ոսկու վերականգնման ավելի բարձր տեմպերի, հատկապես ոսկու բարձր պարունակությամբ կամ բարդ միներալոգիա ունեցող հանքաքարերի համար։

2. Սարքավորումներ և արժեքԽառնման ցիանիդացումը պահանջում է ավելի բարդ և թանկ սարքավորումներ, այդ թվում՝ մեծ խառնման բաքեր, խառնման համար հզոր շարժիչներ և բարդ շաղախի պոմպային համակարգեր: Սա հանգեցնում է ավելի բարձր կապիտալ ծախսերի: Ի տարբերություն դրա, պերկոլացիոն ցիանիդացումը պահանջում է ավելի պարզ սարքավորումներ, ինչպիսիք են լվացման տարաները կամ հիմնական կույտային շինանյութերը, ինչը այն դարձնում է ավելի արդյունավետ կապիտալ ներդրումների առումով: Այնուամենայնիվ, խառնման ցիանիդացիայի շահագործման ծախսերը պարտադիր չէ, որ ավելի բարձր լինեն, քանի որ ավելի կարճ լվացման ժամանակը կարող է փոխհատուցել խառնման համար ավելի բարձր էներգիայի սպառումը:

3. Հարմարություն հանքաքարի տեսակների համարԽառնիչ ցիանացումը ավելի հարմար է այն հանքաքարերի համար, որոնք պահանջում են նուրբ մանրացում և ինտենսիվ մշակում, ինչպիսիք են սուլֆիդով հարուստ ոսկու հանքաքարերը: Մյուս կողմից, պերկոլացիոն ցիանացումը ավելի հարմար է ցածր պարունակության, օքսիդացված հանքաքարերի համար, որոնք կարող են մշակվել ավելի կոպիտ վիճակում:

Համեմատություն ոչ ցիանիդային ոսկու արդյունահանման մեթոդների հետ

1. Շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունըՈսկու ցիանիդ չպարունակող արդյունահանման մեթոդները, ինչպիսիք են թիոմիզանյութի լվացումը կամ կենսալվացումը, հաճախ համարվում են ավելի էկոլոգիապես մաքուր, քանի որ դրանք չեն օգտագործում բարձր թունավորության ցիանիդ: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդներն ունեն նաև իրենց սեփական բնապահպանական մարտահրավերները: Օրինակ, թիոմիզանյութը կարող է վնասակար լինել շրջակա միջավայրի համար, եթե պատշաճ կերպով չկառավարվի, իսկ կենսալվացումը կարող է պահանջել հատուկ բնապահպանական պայմաններ և ավելի երկար մշակման ժամանակ: Ցիանիդ օգտագործելուց անկախ, պերկոլացիոն ցիանիդացումը կարող է կառավարվել էկոլոգիապես պատասխանատու ձևով՝ ցիանիդ պարունակող լուծույթների պատշաճ պահպանման և մշակման միջոցով:

2. Արժեքը և արդյունավետությունըՈչ ցիանիդային մեթոդները կարող են ավելի բարձր ծախսեր ունենալ ռեակտիվների կամ էներգիայի սպառման առումով: Օրինակ, թիոմիզանյութն ավելի թանկ է, քան ցիանիդը, և կենսա-լվացումը կարող է պահանջել մասնագիտացված մանրէային կուլտուրաներ և վերահսկվող շրջակա միջավայրի պայմաններ, ինչը կարող է մեծացնել ծախսերը: Արդյունավետության առումով, ցիանիդացումը, ներառյալ պերկոլացիոն ցիանիդացումը, ընդհանուր առմամբ ունի ոսկու վերականգնման ավելի բարձր մակարդակ՝ համեմատած որոշ ոչ ցիանիդային մեթոդների հետ, հատկապես ավանդական ոսկու հանքաքարերի դեպքում:

Եզրափակում

Պերկոլացիոն ցիանիդացումը կարևոր մեթոդ է ոսկու արդյունահանման արդյունաբերության մեջ, մասնավորապես՝ ցածր պարունակությամբ և օքսիդացված ոսկու հանքաքարերի մշակման համար: Դրա պարզությունը, համեմատաբար ցածր գինը և որոշակի տեսակի հանքաքարերի համար պիտանիությունը այն դարձնում են արժեքավոր գործընթաց: Այնուամենայնիվ, այն զերծ չէ իր թերություններից, ինչպիսիք են՝ դանդաղ արտահոսքի արագությունը, ոսկու ցածր արդյունահանման հնարավորությունը և ցիանիդի օգտագործման հետ կապված շրջակա միջավայրի և անվտանգության ռիսկերը: Քանի որ հանքարդյունաբերությունը շարունակում է զարգանալ, ջանքեր են գործադրվում պերկոլացիոն ցիանիդացման գործընթացը բարելավելու համար, օրինակ՝ հանքաքարի ավելի լավ բնութագրման, գործընթացի պարամետրերի օպտիմալացման և ցիանիդի կառավարման ավելի արդյունավետ և շրջակա միջավայրի համար անվտանգ եղանակների մշակման միջոցով: Բացի այդ, շարունակվում են նաև ոսկու արդյունահանման այլընտրանքային մեթոդների հետազոտությունները, որոնք կարող են հաղթահարել ցիանիդացման սահմանափակումները: Այս մարտահրավերներին չնայած, պերկոլացիոն ցիանիդացումը, հավանաբար, կշարունակի զգալի դեր խաղալ ոսկու արտադրության մեջ մոտ ապագայում, հատկապես ցածր պարունակությամբ ոսկու առատ պաշարներ ունեցող տարածաշրջաններում: