Recupero efficace dell'oro mediante cianuro di sodio: panoramica del processo di fanghi di carbonio

L'estrazione dell'oro con cianuro è ampiamente utilizzata nelle miniere d'oro grazie alla sua elevata adattabilità ai minerali, alla capacità di produrre oro in loco e agli alti tassi di recupero. Tuttavia, a causa di problematiche legate alla tutela ambientale, si stanno adottando misure per trattare le acque reflue prima e dopo lo stoccaggio al fine di raggiungere l'obiettivo di zero scarichi, oppure per utilizzare agenti di lisciviazione a basso contenuto di cianuro o privi di cianuro, al fine di proteggere l'ambiente ecologico regionale. Questo articolo illustra le operazioni di estrazione dell'oro con cianuro e con il metodo Carbon -in-Pulp (CIP), con l'obiettivo di comprendere i principi dell'estrazione dell'oro eliminando l'inquinamento e orientandosi verso un'attività mineraria ecocompatibile.

Estrazione dell'oro con cianuro

I fattori operativi includono le concentrazioni di cianuro e ossigeno, la temperatura, la dimensione e la forma delle particelle d'oro nel minerale, la densità della polpa, il contenuto di fanghi, la pellicola superficiale delle particelle d'oro e il tempo di lisciviazione.

Quando la concentrazione di cianuro è bassa, la solubilità dell'ossigeno è relativamente alta e la velocità di dissoluzione dell'oro dipende dalla concentrazione di cianuro; quando la concentrazione di cianuro è alta, la velocità di dissoluzione dell'oro è determinata esclusivamente dalla concentrazione di ossigeno, che generalmente varia dallo 0.03% allo 0.05%. Spesso vengono aggiunti determinati ossidanti, coadiuvanti della lisciviazione o iniezione diretta di ossigeno per migliorare significativamente l'efficienza della lisciviazione. In un impianto di carbone in polpa, la sostituzione dell'aria con gas ricco di ossigeno (oltre il 90% di ossigeno) nel serbatoio di lisciviazione ha aumentato la velocità di lisciviazione di 0.89 punti percentuali. In un altro impianto, l'aggiunta di 0.1 kg/tonnellata di acetato di piombo al 98% al primo serbatoio di lisciviazione ha determinato una diminuzione del grado di oro delle scorie da 0.218 g/tonnellata a 0.209 g/tonnellata. La velocità di dissoluzione dell'oro nella soluzione di cianuro aumenta con la temperatura, in genere mantenuta tra 10°C e 20°C; al di sotto di 1.34°C, l'oro cristallizza, motivo per cui le piante del nord spesso usano cannelli per scongelare i tubi ostruiti in inverno. Al di sopra di 34.7°C, l'oro diventa liquido, spesso rilasciando gas. Per stabilizzare e ridurre le perdite chimiche, viene aggiunta una quantità appropriata di alcali per promuovere la reazione verso l'idrolisi; questo alcali è definito alcali protettivo.

Le particelle di oro fine hanno una grande superficie esposta, il che le rende facilmente solubili nel cianuro. Inoltre, l'oro a scaglie, le piccole particelle di oro sferiche e le particelle di oro con pori interni si sciolgono più facilmente. Una densità di polpa inferiore comporta una viscosità inferiore, consentendo agli ioni cianuro e all'ossigeno di diffondersi più rapidamente sulla superficie delle particelle di oro, portando a una dissoluzione più rapida e a tassi di lisciviazione più elevati. Tuttavia, una concentrazione inferiore può aumentare il volume della polpa, aumentando i costi di attrezzature e reagenti. La densità di polpa adatta è generalmente dal 40% al 50%, ma nei casi con elevato contenuto di fango e proprietà complesse, dovrebbe essere controllata al 20% al 30%. Le impurità possono formare vari film sulla superficie delle particelle di oro, influenzando la lisciviazione dell'oro. I minerali associati reagiscono con ossigeno, cianuro e alcali, ostacolando l'estrazione dell'oro. Con l'aumentare del tempo di lisciviazione, la velocità di lisciviazione migliora fino a un certo limite, dopodiché la velocità diminuisce a causa della riduzione del volume e delle dimensioni dell'oro, aumentando la distanza tra cianuro, ossigeno disciolto e complessi d'oro, mentre le impurità si accumulano per formare pellicole di lisciviazione dannose. L'"incollaggio" dell'agitatore del serbatoio di lisciviazione è spesso dovuto all'elevata concentrazione, alla bassa finezza e al flusso d'aria insufficiente, nonché allo spazio strutturale tra la girante inferiore e il fondo del serbatoio. In un'officina di cianuro, dopo che il serbatoio si è bloccato, è stato necessario un intervento manuale, utilizzando pistole ad acqua ad alta pressione, pistole ad aria compressa e lunghe barre d'acciaio per liberare i tubi bloccati. Alla fine si è scoperto che lo spazio tra la girante inferiore e il fondo del serbatoio era quattro volte la dimensione convenzionale e, una volta regolato, il problema è stato risolto.

Estrazione dell'oro con il carbone in polpa (CIP)

I fattori operativi includono l'adsorbimento, il desorbimento e l'elettrolisi del carbone attivo , nonché la rigenerazione del carbone.

Prima di utilizzare il carbone attivo, deve essere "affilato e depolverato" tramite pre-macinazione. Quando si acquista il carbone, è essenziale assicurarsi che sia la capacità di adsorbimento che la resistenza siano eccellenti, con una densità di riempimento da 0.50 kg/L a 0.55 kg/L. La dimensione delle particelle deve essere uniforme, generalmente tra 6 mesh e 12 mesh o 6 mesh e 16 mesh, e il contenuto di ceneri e il materiale sottodimensionato non devono superare il 3%. In un certo impianto di polpa di carbone, l'elevato contenuto di carbone in polvere ha portato il grado di oro liquido di coda a superare il livello convenzionale di oltre 16 volte, portando alla perdita di oro, rendendo necessaria una sostituzione completa del carbone. La densità del carbone nel serbatoio di adsorbimento aumenta in un gradiente; considerando l'invecchiamento, una frequente sostituzione del carbone è vantaggiosa per il recupero dell'oro. In un impianto di polpa di carbone, il ciclo di sostituzione del carbone è stato modificato da ogni 3 giorni a ogni due giorni, con conseguente aumento del 25% della produzione.

La perdita di carbonio durante il traboccamento porterà anche alla perdita di oro, causata principalmente dall'intasamento dello schermo di separazione del carbonio. È necessario rimuovere in anticipo i detriti dopo il classificatore e il ciclone. Lo schermo di separazione del carbonio dovrebbe utilizzare uno schermo cilindrico orizzontale e i problemi possono anche essere affrontati riducendo la concentrazione della poltiglia o regolando la densità del carbonio inferiore e il flusso d'aria nel condotto dell'aria laterale dello schermo di separazione. Il problema più preoccupante è la perdita di carbonio dal serbatoio di coda di adsorbimento; uno schermo di sicurezza da 40 maglie sul serbatoio di miscelazione dei residui svolge un ruolo cruciale di "controllo" e dovrebbe essere regolarmente controllato e sottoposto a manutenzione per garantirne l'integrità. Per ridurre l'usura del carbonio, viene comunemente utilizzata l'agitazione a bassa velocità.

Il desorbimento e l'elettrolisi vengono condotti in una soluzione di idrossido di sodio all'1% e cianuro di sodio a una pressione compresa tra 0.35 MPa e 0.39 MPa, ottenendo il desorbimento a temperature comprese tra 135 °C e 160 °C, superiori al punto di ebollizione della soluzione. Il tenore di oro nel carbone impoverito è inferiore a 50 g/t e, attualmente, il desorbimento e l'elettrolisi senza cianuro sono ampiamente utilizzati.

Per la rigenerazione del carbonio, si utilizza una soluzione di acido nitrico o cloridrico diluita al 3%-5% per l'ammollo per 0.5-1 ora (lo stesso vale di seguito), con agitazione manuale intermittente. Dopo l'ammollo, il carbonio viene risciacquato con acqua per rimuovere la soluzione acida, seguita dall'ammollo in una soluzione di idrossido di sodio all'1% per neutralizzare qualsiasi acido rimanente. Infine, il carbonio viene lavato con 2-3 volte il volume di acqua rispetto al letto di carbonio.

Concentrazione di cianuro, alcalinità e densità del carbonio

Dopo aver misurato la concentrazione della sospensione, filtrarla utilizzando un imbuto con carta da filtro. Prelevare un certo volume (in millilitri) in una beuta, aggiungere 3-5 gocce di arancio di metile e la soluzione assumerà una colorazione giallo chiaro. Titolare con una soluzione standard di nitrato d'argento fino alla comparsa di una colorazione rosa; il volume di nitrato d'argento consumato nella provetta di titolazione acida indica il contenuto di cianuro, che corrisponde alla concentrazione di cianuro. Questa può essere regolata variando la velocità di flusso della soluzione di cianuro di sodio . A questa soluzione, aggiungere 1-2 gocce di fenolftaleina, che diventerà rosa, e titolare con una soluzione standard di acido acetico fino alla scomparsa del colore rosa. La differenza di livello del menisco sulla provetta di titolazione acida prima e dopo la titolazione indica il volume di acido acetico consumato (in millilitri), che corrisponde al contenuto di calce. Talvolta, per la titolazione si utilizza acido ossalico, che permette di controllare il pH della sospensione mantenendolo tra 10 e 12. Il contenuto di ossido di calcio nella sospensione è pari a circa lo 0.01% - 0.02%. L'alcalinità può essere regolata anche modificando la quantità di calce aggiunta. Ad esempio, in un dosatore di calce a disco, la quantità può essere controllata regolando la posizione del deflettore.

Un contenitore cilindrico di carbonio da 1 litro, con un manico in tondino di ferro δ8, ha una lunghezza del manico di circa il 75% della profondità del serbatoio. La parte superiore del manico è collegata a un coperchio di ferro semi-aperto del contenitore con un filo di ferro sottile o uno spago di nylon. Stringendo o allentando il filo o lo spago, la sospensione di carbonio può entrare nel contenitore. Dopo aver rimosso il contenitore dal serbatoio, versare la sospensione di carbonio raccolta in un setaccio per campioni, sciacquarla accuratamente con acqua pulita e rimuovere eventuali gocce d'acqua prima di pesare la quantità di carbonio, che fornisce la densità del carbonio per questa misurazione, espressa in grammi per litro. I campioni vengono prelevati dalle parti superiore, centrale e inferiore del serbatoio e il valore medio viene preso come densità del carbonio del serbatoio. I processi di estrazione del carbonio, iniezione, scarico e lavaggio acido sono stati tutti automatizzati utilizzando getti d'acqua a pressione. Pertanto, la regolazione della densità del carbonio nel serbatoio di adsorbimento può essere gestita tramite carbonio sollevato ad aria e carbonio alimentato per gravità in base ai risultati del rilevamento.

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