הפחתת צריכת נתרן ציאניד בשטיפת תרכיז זהב

מבוא

בתעשיית כריית הזהב, ה- תהליך ציאנידציה נמצא בשימוש נרחב להפקת זהב מ תרכיז זהבנתרן ציאניד ממלא תפקיד מכריע בתהליך זה, שכן הוא מגיב עם זהב ליצירת קומפלקסים מסיסים של ציאניד זהב, אשר לאחר מכן ניתן לעבד אותם עוד יותר לצורך הפקת זהב. עם זאת, הצריכה הגבוהה של סודיום ציאניד לא רק מנפח את עלויות הייצור, אלא גם מעלה חששות סביבתיים משמעותיים עקב רעילותו של ציאניד. לכן, גילוי דרכים יעילות לצמצם סודיום ציאניד לשימוש בתהליך שטיפת זהב יש משמעות רבה הן מסיבות כלכליות והן מסיבות סביבתיות.

גורמים המשפיעים על צריכת נתרן ציאניד

מינרלוגיה של תרכיז זהב

להרכב תרכיז הזהב יש השפעה עמוקה על סודיום ציאניד צריכה. מינרלים כמו פיריט, פירוטיט, כלקופיריט ומינרלים גופריתיים אחרים יכולים להגיב עם ציאניד וחמצן במהלך שטיפה. פיריט, לדוגמה, יכול להתחמצן בנוכחות חמצן וציאניד, מה שמוביל להיווצרות קומפלקסים שונים של ברזל-ציאניד ולצריכת ציאניד בתהליך. יתר על כן, מינרלי נחושת יכולים גם הם לגרום לצריכה משמעותית של ציאניד. נחושת יוצרת קומפלקסים של ציאניד יציבים, וכאשר יש תכולת נחושת גבוהה בתמיסת השטיפה, יש להגביר את ריכוז נתרן הציאניד כדי לשמור על פעילות השטיפה של הזהב, מה שמגביר עוד יותר את השימוש בציאניד.

תנאי שטיפה

ערך חומציות

רמת החומציות (pH) של תרחיף ההשטפה היא גורם קריטי. ציאניד קיים בצורות שונות ברמות pH משתנות. ב-pH נמוך, ציאניד יכול להתפרק ליצירת מימן ציאניד, חומר נדיף ומזיק. כדי למנוע זאת, רמת החומציות (pH) של מערכת ההשטפה נשמרת בדרך כלל גבוהה, בדרך כלל סביב 10 - 11.5. אך pH גבוה מדי יכול להשפיע לרעה על תהליך ההשטפה, כגון הפחתת פעילותם של אנזימים מסוימים או גרימת שקיעה של יוני מתכת, דבר שעשוי להשפיע על יעילות ההשטפה ולהגביר את צריכת הציאניד.

אוורור ואספקת חמצן

אספקת חמצן נאותה חיונית לחמצון זהב וליצירת קומפלקסים של זהב-ציאניד. אוורור לא מספק או רמות חמצן נמוכות עלולים להאט את תגובת השטיפה, וכתוצאה מכך לחילוץ לא שלם ועלול לאלץ הוספת ציאניד נוסף כדי להשיג תוצאות טובות יותר. מצד שני, אוורור מוגזם עלול להוביל לחמצון מיותר של מינרלים אחרים בתרכיז, מה שמגביר גם את צריכת הציאניד.

אסטרטגיות להפחתת צריכת נתרן ציאניד

טיפול מקדים של תרכיז זהב

טיפול מקדים חמצוני

שיטות טיפול מקדים חמצוני יכולות לבטל או לשנות מינרלים צורכי ציאניד בתרכיז זהב. קלייה היא גישה נפוצה, שבה חימום התרכיז בנוכחות חמצן מתחמצן מינרלים גופרתיים והופך מינרלים המכילים ברזל לצורות יציבות יותר, מה שמפחית את תגובתם עם ציאניד במהלך השטיפה שלאחר מכן. עם זאת, לקלייה יש חסרונות כמו צריכת אנרגיה גבוהה וזיהום סביבתי פוטנציאלי. ביואוקסידציה, באמצעות מיקרואורגניזמים כגון Thiobacillus ferrooxidans, היא אלטרנטיבה עדינה יותר, יעילה יותר באנרגיה וידידותית יותר לסביבה. היא מתחמצנת באופן סלקטיבי מינרלים גופרתיים, מסירה ביעילות את אלו הצורכים ציאניד ומורידה את דרישת נתרן ציאניד בשטיפה.

ציפה להסרת נחושת

כאשר תרכיז זהב מכיל כמות משמעותית של מינרלי נחושת, ניתן להשתמש בצפיפה כשלב מקדים לטיפול. על ידי הפרדת מינרלי נחושת מהחלק המכיל זהב, הדבר מפחית משמעותית את צריכת הציאניד הנגרמת על ידי היווצרות קומפלקס נחושת-ציאניד. התרכיז העשיר בזהב שנותר יכול לאחר מכן לעבור שטיפת ציאניד עם מינון נמוך יותר של נתרן ציאניד.

אופטימיזציה של תנאי שטיפה

שליטה על pH

שמירה על רמת pH מתאימה ויציבה היא חיונית. סיד משמש בדרך כלל להתאמת רמת ה-pH של תרחיף השטיפה. הוא לא רק מעלה את רמת ה-pH כדי למנוע הידרוליזה של ציאניד, אלא גם מסייע בהפחתת צריכת הציאניד על ידי השפעה על קצב השטיפה של נחושת ומניעת היווצרות של תרכובות מסוימות הצורכות ציאניד. עם זאת, יש לשלוט בקפידה בכמות הסיד, שכן עודף סיד יכול לגרום לשקיעה של יוני מתכת מועילים או להגביר את צמיגות התרחיף, מה שמעכב את דיפוזיה המגיבים. מחקרים ניסיוניים מראים כי הוספת כ-1-2 ק"ג/טון של סיד להתאמת רמת ה-pH לכ-10.5-11.5 משיגה לעתים קרובות תוצאות טובות בהפחתת צריכת הציאניד תוך שמירה על קצב שטיפה גבוה של זהב.

אופטימיזציה של אוורור

כדי להבטיח שטיפת זהב יעילה עם מינימום ציאניד נתרן, יש לבצע אופטימיזציה של קצב האוורור. רוב מפעלי ציאנידציה של זהב משתמשים במדחסי אוויר בלחץ נמוך וללא שמן לאספקת אוויר. טכניקות כמו התקנת מכסה מנוע בעל חור קטן בקצה צינור אספקת האוויר ליצירת בועות רבות בקוטר קטן יכולות להגדיל את שטח המגע בין החמצן לתרחיף השטיפת, לשפר את יעילות חמצון הזהב ולהפחית צריכת ציאניד מיותרת. התקנת שסתום אל-חזור למניעת זרימה חוזרת של אוויר מייצבת גם את מערכת האוורור. התאמת קצב האוורור בהתאם למאפייני התרכיז ולתנאי השטיפת מסייעת לשמור על ריכוז חמצן אופטימלי בתרחיף, מקדמת שטיפת זהב ומפחיתה את השימוש בציאניד.

שימוש בתוספים

תוספים מבוססי עופרת

הוספת תוספים מבוססי עופרת, כגון עופרת חנקתית, לפני שטיפת ציאניד יכולה להפחית את צריכת נתרן ציאניד. יוני עופרת מגיבים עם זיהומים כמו יוני גופרתי בתרכיז הזהב ליצירת משקעים בלתי מסיסים, מה שמפחית את הפרעתם בתהליך השטיפת וצריכת הציאניד. לדוגמה, בשטיפת עפרות זהב עם תכולת מינרלים גופריתית גבוהה, הוספת 300-600 גרם/טון של עופרת חנקתית יחד עם טיפול מקדים בבסיס למשך 2-3 שעות יכולה להפחית את צריכת נתרן ציאניד מ-2500-3000 גרם/טון ל-1200-1500 גרם/טון ולהגדיל את קצב שטיפת הזהב ב-2%-4%.

חומרים משחררים או תוספים חלופיים

ניתן להשתמש בחומרים מחלצים או תוספים חלופיים מסוימים עם ציאניד כדי להפחית את צריכת הציאניד הכוללת. גליצין, חומצת אמינו לא רעילה, ניתנת למחזור ומתכלה ביולוגית, היא אפשרות אחת כזו. במקרים מסוימים, טכנולוגיית שטיפה מבוססת גליצין השיגה הפחתה משמעותית של ציאניד תוך שמירה על שיעורי הפקת זהב דומים לשיטות ציאנידציה מסורתיות. הוספת חומרים פעילי שטח ספציפיים יכולה גם לשפר את יכולת הרטבה של חלקיקי הזהב ואת דיפוזיה של מגיבים בתרחיף השטיפה, דבר שעשוי לסייע בהפחתת צריכת נתרן ציאניד במידה מסוימת.

סיכום

הפחתת צריכת נתרן ציאניד בתהליך שטיפת תרכיז זהב היא משימה מורכבת אך קריטית. על ידי הבנת הגורמים המשפיעים על צריכת ציאניד ויישום אסטרטגיות כמו טיפול מקדים, אופטימיזציה של תנאי שטיפת זהב ושימוש בתוספים, ניתן להשיג הפחתות משמעותיות בשימוש בנתרן ציאניד. הדבר מועיל כלכלית למפעלי כריית זהב על ידי קיצוץ בעלויות הייצור ומסייע בהפחתת הסיכונים הסביבתיים הכרוכים בשימוש בציאניד. מחקר וחדשנות מתמשכים בתחום זה צפויים להניב תהליכים יעילים וידידותיים יותר לסביבה. מיצוי זהב תהליכים בעתיד.