Migliorare l'efficienza della lisciviazione del cianuro d'oro: strategie e approfondimenti

Introduzione

Gold cianuro La lisciviazione è un pilastro fondamentale dell'industria mineraria aurifera, rinomata per la sua efficacia nell'estrazione dell'oro dai minerali. Sfruttando soluzioni di cianuro, questo processo dissolve l'oro, facilitandone il successivo recupero. La sua applicazione di lunga data e la comprovata esperienza ne hanno fatto la scelta preferita per molte attività minerarie. Tuttavia, in un settore guidato da efficienza e sostenibilità, il miglioramento continuo del processo di lisciviazione con cianuro è essenziale. Questo articolo del blog approfondisce i vari metodi per migliorare l'efficienza di Lisciviazione con cianuro d'oro, esplorando sia le ottimizzazioni tradizionali che le tecniche all'avanguardia.

Comprensione del processo di lisciviazione del cianuro d'oro

Le basi della lisciviazione con cianuro

Nella lisciviazione con cianuro d'oro, gli ioni cianuro (CN⁻) reagiscono con l'oro in presenza di ossigeno formando complessi solubili oro-cianuro. La reazione complessiva può essere semplificata come segue:

4Au + 8NaCN + O₂+ 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂]+ 4NaOH

Questa reazione avviene in due fasi principali. In primo luogo, l'oro viene ossidato dall'ossigeno, e poi reagisce con gli ioni cianuro per formare il complesso solubile. Il processo di lisciviazione può essere effettuato in diversi modi, ad esempio in grandi vasche per la lisciviazione in vasca agitata (utilizzata per minerali ad alto tenore o concentrati) o in cumuli per la lisciviazione in cumulo (adatta per minerali a basso tenore).

Parametri chiave che influenzano l'efficienza della lisciviazione

1. Concentrazione di cianuroMantenere la concentrazione ottimale di cianuro è fondamentale. Se la concentrazione è troppo bassa, la dissoluzione dell'oro potrebbe essere incompleta. Al contrario, una concentrazione elevata non solo aumenta il costo del cianuro, ma comporta anche rischi ambientali. Per la maggior parte dei minerali, si utilizza comunemente una concentrazione di cianuro compresa tra lo 0.05 e lo 0.1%, ma questa può variare a seconda delle caratteristiche del minerale.

2. Disponibilità di ossigeno: L'ossigeno è un reagente chiave nella reazione oro-cianuro. Un adeguato apporto di ossigeno può accelerare significativamente la velocità di lisciviazione. Nella lisciviazione in vasca agitata, è possibile introdurre aria o ossigeno puro nelle vasche di lisciviazione. Anche il rapporto tra cianuro e ossigeno (CN⁻/O₂) influenza il meccanismo di reazione. Quando CN⁻/O₂ > 6, la reazione è controllata principalmente dalla diffusione dell'ossigeno, mentre quando CN⁻/O₂ < 6, è controllata dalla diffusione del cianuro.

3. Livello di pH: Il pH della soluzione di lisciviazione gioca un ruolo fondamentale. Viene mantenuto un ambiente fortemente alcalino (solitamente pH 10-11) per prevenire l'idrolisi del cianuro in acido cianidrico (HCN), un gas tossico e volatile. Spesso viene aggiunta calce (CaO) per regolare e mantenere il pH.

4. Temperatura: Aumentare la temperatura può aumentare la velocità di reazione. Tuttavia, in pratica, la temperatura è solitamente limitata a circa 25-40 °C. Temperature più elevate possono portare a un maggiore consumo di cianuro a causa di reazioni collaterali ed evaporazione.

Strategie per migliorare l'efficienza della lisciviazione

Ottimizzazione dei parametri di processo

1. Macinazione e controllo delle dimensioni delle particelle: Garantire una corretta macinazione del minerale è fondamentale. Particelle più fini espongono una maggiore superficie dei minerali auriferi alla soluzione di cianuro, facilitando una lisciviazione più rapida e completa. Ad esempio, in una miniera d'oro in Sudafrica, la riduzione delle dimensioni delle particelle del minerale da 75 μm a 53 μm ha aumentato il tasso di recupero dell'oro dell'8% nel processo di lisciviazione con cianuro.

2. Mescolare e agitare: Nella lisciviazione in vasca agitata, un'agitazione efficiente garantisce una distribuzione uniforme delle particelle di minerale, della soluzione di cianuro e dell'ossigeno nella vasca. Ciò migliora il contatto tra i reagenti e aumenta la velocità di lisciviazione. Sistemi di agitazione avanzati con motori a velocità variabile possono essere regolati in base ai requisiti specifici del minerale e alle condizioni di lisciviazione.

3. Ottimizzazione del tempo di lisciviazione: Determinare il tempo di lisciviazione appropriato è un processo di equilibrio. Una lisciviazione prolungata può aumentare il recupero dell'oro, ma comporta anche un maggiore consumo di cianuro e maggiori costi operativi. Attraverso test di laboratorio e modelli di processo, è possibile determinare il tempo di lisciviazione ottimale per diversi tipi di minerale. Per alcuni minerali ad alta concentrazione, un tempo di lisciviazione di 24-48 ore può essere sufficiente, mentre per minerali più complessi può essere esteso a 72 ore o più.

Utilizzo di additivi e promotori

1. Agenti ossidantiL'aggiunta di agenti ossidanti come perossido di idrogeno (H₂O₂), perossido di sodio (Na₂O₂) o perossido di calcio (CaO₂) può migliorare la lisciviazione dell'oro. Questi ossidanti aumentano il contenuto di ossigeno disciolto nella sospensione e accelerano l'ossidazione dell'oro. Ad esempio, in uno studio su un minerale d'oro refrattario in Australia, l'aggiunta di H₂O₂ a una concentrazione di 2 kg/t di minerale ha aumentato il tasso di lisciviazione dell'oro dal 70% all'85% nello stesso tempo di lisciviazione.

2. Sali di metalli pesantiAlcuni sali di metalli pesanti, come i sali di piombo (ad esempio, Pb(NO₃)₂), possono agire come promotori nel processo di lisciviazione del cianuro. Formano celle galvaniche locali con l'oro, accelerandone la dissoluzione. In un impianto canadese per la produzione di cianuro, l'aggiunta di Pb(NO₃)₂ ha contribuito a mantenere una buona concentrazione di ossigeno disciolto nel circuito del cianuro e ha superato gli effetti negativi dei minerali solfuri sulla cianurazione.

3. Agenti complessanti: Agenti complessanti come l'acido etilendiamminotetraacetico (EDTA) possono essere utilizzati per chelare le impurità presenti nel minerale, come ioni rame, zinco e ferro. Ciò riduce la competizione di queste impurità con l'oro per gli ioni cianuro, migliorando la qualità dell'oro. Efficienza di lisciviazione.

Tecnologie di lisciviazione avanzate

1. Ossigeno - Lisciviazione arricchita: Noto anche come processo di ossigenazione CIG (Carbon-in-Gold), questo metodo prevede l'immissione di ossigeno puro nel serbatoio di lisciviazione al posto dell'aria compressa. L'aumento del contenuto di ossigeno disciolto nella sospensione accelera significativamente la velocità di lisciviazione. La lisciviazione arricchita con ossigeno può ridurre i tempi di lisciviazione fino al 50% rispetto ai tradizionali metodi di lisciviazione ad aria e migliorare la velocità di lisciviazione dell'oro del 10-20%.

2. Lisciviazione a pressione: La lisciviazione del cianuro sotto pressione viene effettuata in un recipiente a pressione. L'aumento della pressione aumenta la solubilità dell'ossigeno e del cianuro nella soluzione e accelera la velocità di reazione. A una pressione di 2×10⁵ Pa, la velocità di dissoluzione dell'oro può essere da 10 a 20 volte superiore rispetto a quella a pressione normale. Questa tecnologia è particolarmente efficace per i minerali d'oro refrattari.

3. Lisciviazione assistita ad ultrasuoni: Durante il processo di lisciviazione è possibile introdurre onde ultrasoniche. L'energia ultrasonica crea bolle di cavitazione nella fase liquida, che collassano e generano microambienti ad alta pressione e alta temperatura. Questo aiuta a pulire la superficie delle particelle d'oro, a rompere lo strato di diffusione attorno alle particelle e a favorire la penetrazione della soluzione di cianuro nel minerale, migliorando così l'efficienza della lisciviazione.

Monitoraggio e controllo dei processi

1. Analizzatori in linea: L'implementazione di analizzatori online per parametri quali concentrazione di cianuro, contenuto di ossigeno, pH e concentrazione di oro nel percolato consente il monitoraggio in tempo reale del processo di lisciviazione. Ad esempio, un analizzatore di cianuro online può rilevare variazioni nella concentrazione di cianuro in pochi secondi, consentendo agli operatori di regolare tempestivamente la velocità di aggiunta di cianuro.

2. Sistemi di controllo automatizzati: I sistemi di controllo automatizzati possono essere utilizzati per regolare le variabili di processo in base ai dati provenienti dagli analizzatori online. Ad esempio, l'aggiunta di cianuro, calce e agenti ossidanti può essere regolata automaticamente in base ai valori preimpostati di concentrazione di cianuro e pH. Ciò riduce l'errore umano e garantisce un funzionamento stabile ed efficiente del processo di lisciviazione.

Conclusione

Il miglioramento dell'efficienza della lisciviazione del cianuro d'oro è un compito multiforme che implica l'ottimizzazione dei parametri di processo tradizionali, l'utilizzo di additivi e promotori, l'adozione Tecnologie avanzate di lisciviazionee implementando sistemi efficaci di monitoraggio e controllo dei processi. Implementando queste strategie, le attività minerarie possono migliorare i tassi di recupero dell'oro, ridurre il consumo di cianuro e migliorare la sostenibilità economica e ambientale complessiva. Con la continua evoluzione dell'industria mineraria aurifera, la ricerca e l'innovazione continue nella tecnologia di lisciviazione con cianuro saranno fondamentali per affrontare le sfide legate alla complessità dei minerali e alle normative ambientali.