Il processo principale di agitazione, cianurazione e lisciviazione nelle miniere d'oro

Introduzione

La lisciviazione con cianurazione, utilizzata nella produzione industriale fin dal 1887, è un processo di lisciviazione minerale che impiega soluzioni di cianuro come agenti liscivianti per estrarre oro e argento da materie prime minerali contenenti oro e argento. La lisciviazione con cianurazione e agitazione è uno dei metodi più importanti in questo ambito ed è ampiamente utilizzata nell'industria mineraria aurifera.

Principio di agitazione Cianurazione Lisciviazione

Il cianuro, come il cianuro di sodio (NaCN), è un reagente chiave nel processo di cianurazione. Il cianuro di sodio è un cristallo incolore e trasparente, spesso di colore giallo-grigiastro a causa di impurità. È altamente solubile in acqua, con una solubilità superiore al 20%. Quando il pH della sua soluzione acquosa viene acidificato a pH = 7, il cianuro si decompone quasi completamente in acido cianidrico gassoso volatile, un gas incolore e altamente tossico. In soluzione, l'acido cianidrico è un acido debole, difficilmente ionizzabile e non ha alcun effetto di lisciviazione su oro e argento. Quando il valore del pH è 12, il cianuro in soluzione si dissocia quasi completamente in ioni cianuro. Pertanto, l'operazione di cianurazione deve essere condotta in ambiente alcalino.

Generalmente, in presenza di ossigeno, la lisciviazione dell'oro mediante cianurazione è un processo di corrosione elettrochimica. Il cianuro reagisce con l'oro in un ambiente alcalino con la presenza di ossigeno, formando complessi di cianuro d'oro idrosolubili, consentendo così la dissoluzione dell'oro dal minerale.

Processo di agitazione, cianurazione e lisciviazione

1. Preparazione delle materie prime per la lisciviazione

• Frantumazione : Il minerale d'oro grezzo estratto viene innanzitutto introdotto in un frantoio per la frantumazione. Il processo di frantumazione si suddivide in frantumazione grossolana, frantumazione media e frantumazione fine. I frantoi a mascelle e i frantoi a cono sono spesso utilizzati per la frantumazione grossolana e media, principalmente per ridurre i grossi pezzi di minerale in particelle più piccole, generalmente con una granulometria controllata a pochi centimetri. I frantoi a martelli sono utilizzati principalmente per la frantumazione fine.

• Macinazione : Il minerale frantumato entra in un mulino a sfere per essere ulteriormente macinato fino a raggiungere una granulometria adeguata. Solitamente, è richiesto che la granulometria del minerale raggiunga -200 mesh, rappresentando il 60% - 90%, in modo che i minerali d'oro siano completamente dissociati. Generalmente, per la macinazione grossolana si utilizzano mulini a sfere a reticolo, mentre per la macinazione fine si utilizzano mulini a sfere a troppopieno.

• Preparazione della sospensione : la polpa di minerale macinata entra in un serbatoio di agitazione. Viene aggiunta una quantità adeguata di acqua per regolare la concentrazione della polpa di minerale, generalmente controllata tra il 30% e il 50%. Contemporaneamente, vengono aggiunti correttori come la calce per regolare il valore del pH della polpa di minerale a 10-11, creando un ambiente alcalino favorevole alla lisciviazione per cianurazione e inibendo la dissoluzione di altre impurità.

2. Agitazione Cianurazione Lisciviazione

• Aggiunta del reagente di lisciviazione : agenti cianurici come il cianuro di sodio (NaCN) o il cianuro di potassio (KCN) vengono aggiunti alla polpa di minerale trattata. In condizioni di agitazione completa, il cianuro reagisce chimicamente con l'oro per formare complessi di cianuro d'oro solubili in acqua.

• Apparecchiature di lisciviazione : Il processo di lisciviazione viene solitamente effettuato in più serbatoi di agitazione collegati in serie. I serbatoi di agitazione possono essere suddivisi in tre tipologie a seconda dei diversi metodi di miscelazione: serbatoi di agitazione ad aria compressa, serbatoi di agitazione meccanica o serbatoi di agitazione mista.

• Condizioni di lisciviazione : La concentrazione di cianuro di sodio nella polpa di minerale è generalmente compresa tra lo 0.02% e lo 0.1%. Durante il processo viene aggiunta calce per portare il pH della polpa di minerale a un valore compreso tra 9 e 12. Viene insufflata aria per mantenere il rapporto ottimale tra la concentrazione di ossigeno disciolto e la concentrazione di cianuro di sodio nella polpa di minerale. Il tempo di lisciviazione è generalmente di 24-48 ore per garantire la completa dissoluzione dell'oro.

3. Separazione solido-liquido e lavaggio

• Separazione solido-liquido : Dopo la lisciviazione, la polpa di minerale viene sottoposta a separazione solido-liquido mediante apparecchiature quali addensatori e filtri per ottenere la soluzione ricca di oro e il residuo di lisciviazione. Gli addensatori utilizzano il principio della sedimentazione gravitazionale per far depositare sul fondo le particelle solide presenti nella polpa di minerale, mentre il surnatante costituisce la soluzione ricca di oro. I filtri filtrano ulteriormente il sottoprodotto dell'addensatore per migliorare l'efficacia della separazione solido-liquido.

• Lavaggio : Per ottenere una separazione sufficiente tra il lisciviato di cianuro e il residuo di lisciviazione, si utilizza generalmente un processo di lavaggio a 3-5 stadi di ispessimento, filtrazione o una combinazione di entrambi. Questa è un'operazione chiave per la lisciviazione con cianurazione. Il metodo comunemente utilizzato è il metodo di decantazione controcorrente continua (metodo CCD). Gli ispessitori utilizzati in questo metodo possono essere suddivisi in tipi a singolo strato e multistrato. Molti concentratori di cianurazione in Cina utilizzano ispessitori a 2-3 strati per la separazione solido-liquido e il lavaggio controcorrente continuo.

4. Recupero dell'oro

• Metodo di spostamento con polvere di zinco : alla soluzione contenente oro viene aggiunta polvere di zinco. Lo zinco reagisce con il complesso di cianuro d'oro in una reazione di spostamento, riducendo l'oro a oro metallico e precipitandolo. Dopo la filtrazione, si ottiene un fango aurifero, che viene fuso mediante processi quali la fusione per ottenere oro grezzo.

• Metodo di adsorbimento su carbone attivo : Il carbone attivo viene aggiunto alla soluzione contenente oro e il complesso di cianuro d'oro viene adsorbito dal carbone attivo. Successivamente, l'oro viene recuperato dal carbone attivo attraverso processi come la desorbimento e l'elettrolisi. Questo metodo può essere ulteriormente suddiviso nel metodo del carbone in polpa (CIP) e nel metodo del carbone in lisciviazione (CIL).

• Processo CIP : Innanzitutto, viene effettuata la lisciviazione con cianurazione, dopodiché si aggiunge carbone attivo alla polpa di minerale per adsorbire l'oro. Nel processo CIP, la lisciviazione e l'adsorbimento sono due operazioni indipendenti. Nella fase di adsorbimento, il processo di lisciviazione è sostanzialmente completato e le dimensioni, la quantità e le condizioni operative delle vasche di adsorbimento sono determinate dai parametri di adsorbimento.

• Processo CIL : Il carbone attivo viene aggiunto al serbatoio di lisciviazione e la lisciviazione e l'adsorbimento vengono eseguiti simultaneamente, ovvero la lisciviazione e l'adsorbimento avvengono nello stesso momento. Nel processo CIL, le operazioni di lisciviazione e adsorbimento vengono eseguite simultaneamente. Generalmente, l'operazione di lisciviazione richiede un tempo maggiore rispetto all'operazione di adsorbimento. Pertanto, le dimensioni, l'aerazione e il dosaggio del serbatoio sono determinati dai parametri di lisciviazione. Poiché la velocità di adsorbimento è funzione della concentrazione di oro disciolto nella soluzione, al fine di aumentare la concentrazione di oro disciolto nei serbatoi di adsorbimento della parte anteriore e allo stesso tempo aumentare il tempo di lisciviazione, vengono solitamente aggiunti 1-2 stadi di pre-lisciviazione prima della lisciviazione e dell'adsorbimento.

5. Trattamento dei residui

I residui di lavorazione derivanti dall'estrazione dell'oro contengono solitamente una certa quantità di cianuro residuo e altre impurità. Per ottemperare alle normative di tutela ambientale, tali residui devono essere adeguatamente trattati. I metodi di trattamento più comuni includono l'ossidazione chimica (come il metodo anidride solforosa-aria), la decomposizione naturale o la biodegradazione, al fine di ridurre la concentrazione di cianuro residuo al di sotto dei limiti stabiliti dalla normativa nazionale e prevenire l'inquinamento ambientale. I residui trattati possono essere smaltiti mediante accatastamento o altri metodi appropriati.

Conclusione

La lisciviazione con cianuro e agitazione è un processo importante nell'estrazione dell'oro dai minerali auriferi. Attraverso una serie di processi quali la preparazione delle materie prime, la lisciviazione con agitazione, la separazione solido-liquido, il recupero dell'oro e il trattamento degli scarti, l'oro può essere estratto efficacemente dai minerali auriferi. Tuttavia, a causa della tossicità del cianuro, nel processo di lisciviazione con cianuro e agitazione è necessario prestare la massima attenzione alla sicurezza della produzione e alla protezione ambientale per garantire lo sviluppo sostenibile dell'industria mineraria aurifera.