ციანიდის გამორეცხვის პროცესი ოქროს მოპოვებაში: სრული პროცესი დაშლიდან აღდგენამდე

შესავალი

მისი საბადოებიდან ოქროს მოპოვება დიდი ინტერესის საგანი იყო საუკუნეების განმავლობაში. ხელმისაწვდომ სხვადასხვა მეთოდებს შორის, ციანიდის გამორეცხვა გაჩნდა, როგორც ერთ-ერთი ყველაზე ფართოდ გამოყენებული ტექნიკა რეკლამაში ოქროს მოპოვება ინდუსტრია. ეს პროცესი იძლევა ოქროს ეფექტურად დაშლას მისი მასპინძელი მასალებიდან, რაც შესაძლებელს გახდის ძვირფასი ლითონის უფრო კონცენტრირებულ ფორმაში აღდგენას. ეს სტატია განიხილავს ციანიდის გამორეცხვის სრულ პროცესს ოქროს მოპოვებაში, ციანიდის ხსნარებში ოქროს საწყისი დაშლიდან ლითონის საბოლოო აღდგენამდე.

ოქროს დაშლა ციანიდის ხსნარებში

ჩართული ქიმიური რეაქციები

ციანიდის ხსნარებში ოქროს დაშლა ეფუძნება ქიმიური რეაქციების კომპლექსურ სერიას. საერთო რეაქცია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგი განტოლებით:

4Au + 8NaCN + O2 + 4H4O → XNUMXNa[Au(CN)XNUMX] + XNUMXNaOH

ამ რეაქციაში ოქრო (Au) რეაგირებს ნატრიუმის ციანიდი (NaCN) ჟანგბადის (O2) და წყლის (H2O) თანდასწრებით ნატრიუმის დიციანოაურატის (Na[Au(CN)2]) და ნატრიუმის ჰიდროქსიდის (NaOH) წარმოქმნით. ჟანგბადის როლი ამ რეაქციაში გადამწყვეტია, რადგან ის მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტი, ხელს უწყობს ოქროს დაშლას.

ოპტიმალური დაშლის პირობები

ოქროს ეფექტური დაშლისთვის საჭიროა რამდენიმე პირობის საგულდაგულო ​​კონტროლი. ციანიდის კონცენტრაცია ხსნარში გადამწყვეტი ფაქტორია. როგორც წესი, გამორეცხვის პროცესში გამოიყენება 0.05 - 0.1% NaCN კონცენტრაცია. უფრო მაღალმა კონცენტრაციამ შეიძლება გამოიწვიოს ციანიდის მოხმარების გაზრდა ოქროს დაშლის პროპორციული ზრდის გარეშე, ხოლო დაბალმა კონცენტრაციამ შეიძლება გამოიწვიოს ნელი და არასრული გამორეცხვა.

ხსნარის pH ასევე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს. გამორეცხვის პროცესი ყველაზე ეფექტურია ოდნავ ტუტე გარემოში, pH-ის დიაპაზონში 9.5 - 11. ამ pH-ზე ციანიდის იონები წარმოდგენილია არადისოცირებულ ფორმაში (HCN), რომელიც უფრო რეაქტიულია ოქროს მიმართ. pH-ის რეგულირება ჩვეულებრივ მიიღწევა გამორეცხვის ხსნარში კირის (CaO) დამატებით.

ტემპერატურა კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი პარამეტრია. მიუხედავად იმისა, რომ რეაქცია შეიძლება მოხდეს ატმოსფერულ ტემპერატურაზე, ოდნავ ამაღლებულმა ტემპერატურამ დაახლოებით 25 - 35°C შეიძლება გაზარდოს ოქროს დაშლის სიჩქარე. თუმცა, ტემპერატურის ზედმეტად გაზრდამ შეიძლება გამოიწვიოს ციანიდის დაშლა, მისი ეფექტურობის შემცირება.

მადნების წინასწარი დამუშავება

გამანადგურებელი და სახეხი

ციანიდის გამორეცხვის პროცესის დაწყებამდე საჭიროა ოქროს შემცველი მადნების წინასწარი დამუშავება. ამ წინასწარი მკურნალობის პირველი ნაბიჯი ჩვეულებრივ არის გამანადგურებელი მდე Grinding. საბადოები დაქუცმაცებულია მათი ზომის შესამცირებლად და შემდეგ ფქვავენ წვრილ ნაწილაკებად. ეს ზრდის მადნის ზედაპირის ფართობს, რაც საშუალებას იძლევა უფრო ეფექტური კონტაქტი ოქროს ნაწილაკებსა და ციანიდის ხსნარს შორის გაჟონვის პროცესში.

დაფქვის ხარისხი საგულდაგულოდ კონტროლდება. ზედმეტმა დაფქვამ შეიძლება გამოიწვიოს წვრილი ლორწოს წარმოქმნა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს პრობლემები მყარი-თხევადი გამოყოფის შემდგომ ეტაპებზე. მეორეს მხრივ, არასრულფასოვნებამ შეიძლება გამოიწვიოს ოქროს ნაწილაკების არასაკმარისი ექსპოზიცია, რაც გამოიწვევს არასრულ გაჟონვას.

გამოწვა და ბიოჟანგვა

ზოგიერთ შემთხვევაში, ოქროს მადნები შეიძლება შეიცავდეს ცეცხლგამძლე მინერალებს, რომლებიც ხელს უშლიან ოქროს პირდაპირ დაშლას ციანიდით. ასეთი მადნებისთვის შეიძლება საჭირო გახდეს დამატებითი წინასწარი დამუშავების მეთოდები, როგორიცაა გამოწვა ან ბიოჟანგვა.

გამოწვა გულისხმობს მადნის გაცხელებას ჰაერის თანდასწრებით ცეცხლგამძლე მინერალების, როგორიცაა სულფიდების, დაჟანგვის მიზნით. ეს ჟანგვის პროცესი არღვევს მინერალებს, ათავისუფლებს ოქროს ნაწილაკებს და ხდის მათ უფრო ხელმისაწვდომს ციანიდის ხსნარისთვის.

მეორეს მხრივ, ბიოჟანგვა იყენებს მიკროორგანიზმებს ცეცხლგამძლე მინერალების დაჟანგვისთვის. ეს უფრო ეკოლოგიურად სუფთა ალტერნატივაა გამოწვისთვის, რადგან ის მუშაობს დაბალ ტემპერატურაზე და ნაკლებ მავნე გამონაბოლქვს გამოიმუშავებს. მიკროორგანიზმები, როგორც წესი, ბაქტერიები ან სოკოები, შეირჩევა მათი უნარის საფუძველზე, დაჟანგვის სპეციფიკური ცეცხლგამძლე მინერალები, რომლებიც არსებობს მადნებში.

გამორეცხვის პროცესი

აურიეთ სატანკო გამორეცხვა

ციანიდის გაჟონვისთვის გამოყენებული ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული მეთოდია სატანკო გამორეცხვა. ამ პროცესში წინასწარ დამუშავებული მადანი ურევენ ციანიდის ხსნარს დიდ ავზიან ავზებში. ავზები აღჭურვილია აგიტატორებით, რომლებიც უზრუნველყოფენ მადნისა და ხსნარის საფუძვლიან შერევას, რაც ხელს უწყობს ოქროს ნაწილაკებსა და ციანიდის იონებს შორის კონტაქტს.

გამორეცხვის დრო შეიძლება განსხვავდებოდეს მადნის ბუნებისა და ექსპლუატაციის პირობების მიხედვით. ზოგადად, გაჟონვის პროცესი შეიძლება გაგრძელდეს რამდენიმე საათიდან რამდენიმე დღემდე. ამ დროის განმავლობაში პერიოდულად იღებენ და აანალიზებენ გამონაჟონის ნიმუშებს ოქროს დაშლის პროგრესის მონიტორინგისთვის.

Heap Leaching

გროვის გამორეცხვა არის კიდევ ერთი ფართოდ გამოყენებული მეთოდი, განსაკუთრებით დაბალი ხარისხის ოქროს საბადოებისთვის. ამ პროცესში დაქუცმაცებული მადანი მსხვილ გროვად იწყობა გაუმტარ ლაინერზე. შემდეგ ციანიდის ხსნარი შეისხურება გროვის თავზე და აძლევენ მადანში გაჟონვის საშუალებას. როდესაც ხსნარი გადის გროვაში, ის ხსნის ოქროს ნაწილაკებს და მიღებული ორსული ხსნარი გროვდება გროვის ბოლოში.

გროვის გამორეცხვა უფრო ეკონომიური მეთოდია, ვიდრე აურიეთ სატანკო გამორეცხვა რადგან ის მოითხოვს ნაკლებ კაპიტალდაბანდებას აღჭურვილობაში. თუმცა, ეს უფრო ნელი პროცესია და უფრო შესაფერისია შედარებით დაბალი ოქროს შემცველობის მქონე მადნებისთვის.

მყარი-თხევადი გამოყოფა

ფილტრაცია

გაჟონვის პროცესის დასრულების შემდეგ, შემდეგი ნაბიჯი არის მყარი ნარჩენების (ნარჩენების) გამოყოფა ორსული ხსნარიდან, რომელიც შეიცავს გახსნილ ოქროს. ფილტრაცია არის ერთ-ერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული მეთოდი მყარი-თხევადი გამოყოფისთვის. ამ პროცესში, ნალექი (მყარი და თხევადი ნაზავი) გადადის ფილტრის საშუალებებში, როგორიცაა ფილტრის ქსოვილი ან ფილტრის პრესა. მყარი ნაწილაკები ინახება ფილტრის გარემოზე, ხოლო სითხე (ორსული ხსნარი) გადის და გროვდება.

ფილტრის საშუალების არჩევანი დამოკიდებულია მყარი ნაწილაკების ბუნებაზე და სამუშაო პირობებზე. მაგალითად, იმ შემთხვევებში, როდესაც მყარი ნაწილაკები ძალიან წვრილია, შეიძლება საჭირო გახდეს უფრო წვრილი ფილტრის ქსოვილი.

დეკანტაცია

დეკანტაცია არის კიდევ ერთი მეთოდი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მყარი-თხევადი გამოყოფისთვის, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც მყარი ნაწილაკები შედარებით დიდია და ადვილად წყდება. ამ პროცესის დროს, ხსნარი ნებადართულია გარკვეული პერიოდის განმავლობაში დადგეს საცავში. მყარი ნაწილაკები გრავიტაციის გამო წყდება ავზის ფსკერზე და გამჭვირვალე ზენატანი სითხე (ორსული ხსნარი) შემდეგ ფრთხილად იშლება.

დეკანტაცია ფილტრაციასთან შედარებით უფრო მარტივი და ნაკლებად ენერგიული ინტენსიური მეთოდია. თუმცა, ის შეიძლება არც ისე ეფექტური იყოს ძალიან წვრილი მყარი ნაწილაკების გამოყოფაში.

ოქროს აღდგენა ორსული ხსნარიდან

გააქტიურებული ნახშირბადის ადსორბცია

ორსული ხსნარიდან ოქროს აღდგენის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული მეთოდია გააქტიურებული ნახშირბადის ადსორბცია. ამ პროცესში ორსულ ხსნარს ემატება გააქტიურებული ნახშირბადი. ოქრო-ციანიდის კომპლექსს აქვს ძლიერი მიდრეკილება გააქტიურებული ნახშირბადის ზედაპირთან და შედეგად, ოქრო ადსორბირდება ნახშირბადის ნაწილაკებზე.

ნახშირბადის ნაწილაკები შემდეგ გამოიყოფა ხსნარიდან, როგორც წესი, სკრინინგის ან ფილტრაციის გზით. ოქროთი დატვირთული ნახშირბადი შემდგომ შემდგომ მუშავდება ოქროს გამოსაწოვად. ეს ჩვეულებრივ კეთდება ნახშირბადის მაღალი ტემპერატურის ორთქლის დამუშავებით ან ქიმიური დეზორბციის აგენტის გამოყენებით.

თუთიის ნალექი

თუთიის ნალექი, ასევე ცნობილი როგორც Merrill-Crowe პროცესი, ოქროს აღდგენის კიდევ ერთი მეთოდია. ამ პროცესში ორსულ ხსნარს ემატება თუთიის მტვერი. თუთია უფრო ელექტროპოზიტიურია ვიდრე ოქრო, რის შედეგადაც ის ანაცვლებს ოქროს ოქრო-ციანიდის კომპლექსს. რეაქცია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგი განტოლებით:

2Na[Au(CN)2] + Zn → XNUMXAu + NaXNUMX[Zn(CN)XNUMX]

ნალექი ოქრო, ნებისმიერ ურეაქციო თუთიასთან ერთად, ქმნის მყარ შლამს. ეს ტალახი შემდეგ გამოიყოფა ხსნარიდან და ოქრო შემდგომში იხვეწება სუფთა პროდუქტის მისაღებად.

ოქროს დამუშავება

დნება

მას შემდეგ, რაც ორსული ხსნარიდან ოქრო ამოღებულია, ჩვეულებრივ საჭიროა მისი დახვეწა დარჩენილი მინარევების მოსაშორებლად. დნობა ოქროს გადამუშავების ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული მეთოდია. ამ პროცესში ოქროს შემცველი მასალა თბება მაღალ ტემპერატურამდე ისეთი ნაკადის არსებობისას, როგორიცაა ბორაქსი. ნაკადი ხელს უწყობს ოქროს დნობის წერტილის დაქვეითებას და ასევე რეაგირებს მინარევებისაგან, წარმოქმნის წიდას, რომელიც შეიძლება გამოეყოს გამდნარი ოქროსგან.

შემდეგ გამდნარ ოქროს ასხამენ ფორმებში, რათა წარმოიქმნას ინგოტები. ეს ინგოტები შეიძლება შემდგომ გადამუშავდეს ან გაიყიდოს ნახევრად მზა პროდუქტად.

ელექტროლიტური გადამუშავება

ელექტროლიტური გადამუშავება ოქროს გადამუშავების უფრო მოწინავე მეთოდია. ამ პროცესში ოქროს შემცველი ანოდი მოთავსებულია ელექტროლიტურ უჯრედში სუფთა ოქროს კათოდთან ერთად. ელექტროლიტი, როგორც წესი, არის ოქროს ქლორიდის ან სხვა ოქროს მარილების ხსნარი. როდესაც ელექტრული დენი გადის უჯრედში, ანოდიდან ოქრო იხსნება ელექტროლიტში და შემდეგ დეპონირდება კათოდზე.

ოქროზე უფრო ელექტროპოზიტიური მინარევები იხსნება ელექტროლიტში, მაგრამ არ დეპონირდება კათოდზე, ხოლო მინარევები, რომლებიც ოქროზე ნაკლებად ელექტროპოზიტიურია, რჩება შლამის სახით უჯრედის ძირში. ეს იწვევს ძალიან მაღალი სისუფთავის ოქროს პროდუქტს.

გარემოსდაცვითი მოსაზრებები

ციანიდის მართვა

ციანიდი უაღრესად ტოქსიკური ნივთიერებაა და ციანიდის სწორად მართვას ოქროს მოპოვების პროცესში უდიდესი მნიშვნელობა აქვს. ციანიდის გამოყენება ოქროს მოპოვებაში მკაცრად რეგულირდება ბევრ ქვეყანაში, რათა მინიმუმამდე დაიყვანოს მისი გავლენა გარემოზე და ადამიანის ჯანმრთელობაზე.

ციანიდის მართვის ერთ-ერთი მთავარი ასპექტია ციანიდის დაღვრის პრევენცია. სამთო ოპერაციებში საჭიროა შესაბამისი შემაკავებელი სისტემების არსებობა, რათა თავიდან აიცილონ ციანიდის შემცველი ხსნარების გარემოში გაჟონვა. გარდა ამისა, გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს ციანიდის შემცველი ჩამდინარე წყლების დამუშავებას. ციანიდის დამუშავების რამდენიმე მეთოდი არსებობს - ჩამდინარე წყლების შემცველი, როგორიცაა ქიმიური დაჟანგვა, ბიოლოგიური გაწმენდა და იონური გაცვლა.

ნარჩენების გატანა

ოქროს აღდგენის პროცესის შემდეგ წარმოქმნილი მყარი ნარჩენები (ნარჩენები) ასევე სათანადოდ უნდა განადგურდეს. ნარჩენები შეიძლება შეიცავდეს ციანიდისა და სხვა მძიმე ლითონების კვალს, რამაც შეიძლება საფრთხე შეუქმნას გარემოს, თუ არასწორად მართვას.

ნარჩენების განთავსების ერთ-ერთი გავრცელებული მეთოდია მათი შენახვა ნარჩენების ჯებირებში. ეს კაშხლები შექმნილია იმისათვის, რომ შეიცავდეს ნარჩენებს და თავიდან აიცილოს დამაბინძურებლების გათავისუფლება გარემოში. ზოგიერთ შემთხვევაში, ნარჩენები შეიძლება ასევე გადამუშავდეს დარჩენილი ღირებული მინერალების აღდგენის ან გარემოზე ზემოქმედების შესამცირებლად.

დასკვნა

ციანიდის გამორეცხვის პროცესი ოქროს მოპოვებაში არის რთული და მრავალსაფეხურიანი პროცესი, რომელიც მოიცავს ოქროს დაშლას ციანიდის ხსნარებში, მადნების წინასწარ დამუშავებას, გაჟონვას, მყარი-თხევადი გამოყოფას, ოქროს აღდგენას, გადამუშავებას და გარემოს მენეჯმენტს. ამ პროცესის ყოველი ნაბიჯი საგულდაგულოდ კონტროლდება, რათა უზრუნველყოს ოქროს ეფექტური მოპოვება და აღდგენა, გარემოზე ზემოქმედების მინიმუმამდე შემცირებისას. ციანიდის გამოყენებასთან დაკავშირებული გამოწვევების მიუხედავად, პროცესი რჩება მნიშვნელოვან და ფართოდ გამოყენებულ მეთოდად კომერციული ოქროს მოპოვების ინდუსტრიაში მისი მაღალი ეფექტურობისა და შედარებით დაბალი ღირებულების გამო. თუმცა, მიმდინარეობს უწყვეტი კვლევა და განვითარება, რათა შეიქმნას ალტერნატიული მეთოდები, რომლებიც უფრო ეკოლოგიურად და მდგრადია.