Натрий цианидін шаймалау тиімділігі: әсер етуші факторлар және оңтайландыру стратегиялары

кіріспе

Цианидті шаймалау, әсіресе натрий цианиді, кен денелерінен бағалы металдарды, әсіресе алтын мен күмісті алуда ежелден ірге тасы болды. 1887 жылы өнеркәсіптік пайда болғаннан бері бұл әдіс салыстырмалы түрде жоғары тиімділігі мен экономикалық тиімділігіне байланысты кеңінен қолданылды. Дегенмен, процесс күрделі және оның тиімділігіне көптеген факторлар әсер етеді. Бұл факторларды түсіну тау-кен және металлургия өнеркәсібіндегі металды барынша арттыру және операциялық шығындарды азайту үшін өте маңызды.

Натрий цианидін сілтісіздендіру принципі

Натрий Cyanide, түссіз және өте улы қосылыс, шаймалау процесінде шешуші рөл атқарады. Сулы ерітіндіде, сілті астында

e шарттары (әдетте әк қосу арқылы сақталады), цианид иондары (CN⁻) оттегінің қатысуымен алтынмен (Au) және күміспен (Ag) әрекеттеседі. Алтынның цианидтелуінің жалпы химиялық реакциясын келесідей көрсетуге болады:

4Au + 8CN⁻+ O₂ + 2H₂O → 4[Au(CN)₂]⁻ + 4OH⁻

Бұл реакция электрохимиялық коррозияға ұқсас жолмен жүреді. Оттегі тотықтырғыш ретінде әрекет етіп, алтынның күрделі цианид ионы [Au(CN)₂]⁻ ретінде ерітіндіге еруін жеңілдетеді. Сол сияқты, күміс салыстырмалы реакция механизмін ұстанады.

Цианидті шаймалау тиімділігіне әсер етуші факторлар

Кен сипаттамалары

1. Бөлшектердің өлшемі

• Кеннің ұнтақтау бөлшектерінің мөлшері өте маңызды. Бұрын цианидті шаймалау, рудаларды ұсақтау, іріктеу, ұнтақтау және сорттау арқылы алдын ала өңдеуден өткізу қажет. Ұсақ түйіршікті немесе қапталған асыл металдары бар кендер үшін мономер диссоциациясына жету үшін дұрыс ұнтақтау қажет. Егер кен ұнтақталған болса, ол ұнтақтау шығындарын арттырып қана қоймайды, сонымен қатар сілтіге сілтіленетін қоспаларды енгізу қаупі бар. Оған қоса, шамадан тыс ұнтақтау қатты сұйықтықтың бөлінуіне кедергі келтіруі мүмкін, бұл цианид қалдықтары мен еріген алтынның жоғалуына әкеледі. Мысалы, ұнтақталған және қапталған табиғи алтыны бар алтын рудаларымен жұмыс істегенде, ұнтақтау бөлшектерінің мөлшері - 38 мкм, құрамындағы 75% қатынасы жиі шаймалау эффектісі мен құнының арасындағы жақсы тепе-теңдікті қамтамасыз етеді.

• Екінші жағынан, егер бөлшектер тым ірі болса, цианидтің бағалы металдармен әрекеттесуі үшін қол жетімді беттің ауданы шектеледі, бұл толық емес сілтілеуге және экстракция тиімділігінің төмендеуіне әкеледі.

2.Минералогия

• Әртүрлі рудалардың минералогиялық құрамы ерекше. Құрамында мыс, мышьяк, сурьма, күкірт немесе көміртектің жоғары деңгейі бар кендер цианидті сілтісіздендіруге қиындық тудыруы мүмкін. Мысалы, мыс цианид иондары үшін алтын және күміспен бәсекелесетін күрделі цианидті қосылыстар құра алады. Мышьяк пен сурьма сонымен қатар цианидпен және оттегімен әрекеттесіп, реагенттерді тұтынады және бағалы металдардың шаймалануын тежей алады. Сульфидке бай кендер жабық бағалы металдарды шығару және күкіртті кетіру үшін күйдіру немесе биототығу сияқты алдын ала өңдеуді қажет етуі мүмкін, бұл әйтпесе цианидтеу процесіне кедергі келтіруі мүмкін.

Химиялық реагенттер

1.Цианид концентрациясы

• Мөлшері Натрий цианиді қосу айтарлықтай әсер етеді шаймалау тиімділігі. Белгілі бір диапазонда цианид концентрациясы руда массасының шаймалану жылдамдығына пропорционал. Егер цианид мөлшері тым төмен болса, алтын мен күмісті шаймалау әсері нашар және процесс баяу жүреді, бұл қажетсіз уақыт шығындарын тудырады. Керісінше, цианид мөлшері шамадан тыс болғанда, бағалы металдардың сілтісіздендіру тиімділігі белгілі бір деңгейге жеткеннен кейін, цианид концентрациясының одан әрі жоғарылауы сілтілеудің айтарлықтай жақсаруына әкелмейді, нәтижесінде цианид ысырап болып, өндіріс шығындары өседі. Мысалы, алтын концентратын жұқа қондырылған – бөлшек өлшемді алтын рудаларынан алу кезінде, Натрий цианиді 1.5 - 3.0 кг/т дозасы жиі қолайлы. Дегенмен, нақты өндірісте оңтайлы мөлшерлеу кеннің ерекше сипаттамаларына және байыту сынақтарына сүйене отырып анықталуы керек.

2. Әк (сілтілік)

• Әк цианид ерітіндісіне қорғаныс сілті ретінде қосылады. Ерітіндідегі цианид иондары тұрақсыз химиялық қасиеттерге ие болғандықтан және цианид сутегі газы ретінде оңай ұшатындықтан, сәйкес сілтілілікті сақтау өте маңызды. Цианидтеу ерітіндісіне әк қосу целлюлозаны қолайлы рН деңгейінде ұстауға көмектеседі. Сынақ талдауына сәйкес, әк қосқаннан кейін алтынның шаймалану жылдамдығы да айтарлықтай жақсарады. Қосылған әк мөлшері 2 кг/т және одан жоғары болғанда, целлюлозаның рН мәні әдетте 11 - 12 арасында болады және целлюлозадағы алтынды шаймалау жылдамдығы салыстырмалы түрде тұрақты және жоғары деңгейге жетеді.

Процесс шарттары

1. Шламның концентрациясы

• Шаймалау массасының концентрациясы сілтілеу жылдамдығына және бағалы металл концентраттарының тиімділігіне тікелей әсер етеді. Әдетте, жақсы өтімділігі бар төмен концентрациялы шаймалау пульпа алтын және күміс концентраттарын шаймалау тиімділігін жоғарылатуға мүмкіндік береді. Дегенмен, бұл қосылған реагенттер мөлшерін ұлғайтуды, сондай-ақ жабдықтың үлкен өлшемдерін және жоғары инвестициялық шығындарды талап етуі мүмкін. Бағалы металдарды шаймалау тиімділігі мен өндіріс құнын теңестіру үшін суспензияның сәйкес концентрациясын анықтау қажет. Ұсақ ендірілген бөлшектердің өлшемдері бар кендер үшін массаның концентрациясын шамамен 20% - 33% деңгейінде ұстау көбінесе жақсы шаймалау әсерін қамтамасыз етеді. Егер концентрация осы диапазоннан жоғары болса, асыл металдардың сілтісіздену тиімділігі жоғарылаудың орнына төмендеуі мүмкін. Нақты өндірісте концентрацияны нақты жағдайларға сәйкес реттеуге болады, бірақ оны тым жоғары орнатуға болмайды.

2. Шаймалау уақыты

• Шаймалау уақыты цианидтеу процесінің маңызды факторы болып табылады. Бағалы металл бөлшектерін толығымен еріту үшін сәйкес шаймалау уақытын таңдау қажет. Дегенмен, асыл металдар еріген кезде, целлюлозадағы басқа қоспалар да еруін жалғастырады, бұл алтын мен күмістің еру жылдамдығына әсер етуі мүмкін. Шаймалау уақытын ұзарту тек бағалы метал бөлшектерін еріту үшін тиімді емес, сонымен қатар сілтілеуге арналған үлкен жабдықты және көбірек орынды қажет етеді, осылайша өндіріс шығындарын арттырады. Бөлшектері ұсақ қондырылған кендер үшін цианидтеу арқылы шаймалау уақытын шамамен 4 сағатта ұстау жиі оңтайлы болып табылады. Егер сілтілеу уақыты 24 сағаттан асса, асыл металдардың шаймалануы тежелуі мүмкін, ал ерітіндідегі бағалы метал иондарының концентрациясы төмендеуі мүмкін.

3.Оттегімен қамтамасыз ету

• Химиялық реакция теңдеуінде көрсетілгендей, оттегі цианидтеу процесінде маңызды реагент болып табылады. Оттегінің жеткілікті болуы алтын мен күмістің тотығуына ықпал етіп, циандау реакциясын жылдамдатады. Өнеркәсіптік жағдайларда ауа оттегімен қамтамасыз ету үшін сілтілеу целлюлозасы арқылы жиі көпіршіктендіріледі. Егер оттегі жеткіліксіз болса, реакция жылдамдығы баяулайды, жалпы сілтілеу тиімділігі төмендейді.

4. Агитация шарттары

• Араластырғыш руда бөлшектері, цианид ерітіндісі және оттегі арасындағы байланысты күшейту үшін қолданылады. Тиісті араластыру жағдайлары реагенттерді жақсы араластыру мен бөлуді қамтамасыз ету арқылы реакция жылдамдығын жақсартады. Дегенмен, шамадан тыс араластыру кен бөлшектеріне механикалық зақым келтіруі мүмкін және сонымен бірге энергия шығынының артуына әкелуі мүмкін.

Оңтайландыру стратегиялары

Кенді алдын ала өңдеу

1.Тегістеуді оңтайландыру

• «Көбірек ұсақтау және аз ұнтақтау» принципін жүзеге асыру энергия шығынын және шамадан тыс ұнтақтау қаупін азайтуға көмектеседі. Ұнтақтаудың жетілдірілген технологиялары, мысалы, көп сатылы ұнтақтау және жоғары тиімді ұнтақтау құралдарын пайдалану, қажетті бөлшектердің мөлшерін бөлуге дәлірек жету үшін қолданылуы мүмкін.

2. Проблемалық минералдарға алдын ала өңдеу

• Құрамында кедергі келтіретін минералдардың жоғары деңгейі бар кендер үшін алдын ала өңдеу әдістерін қарастырған жөн. Қуыруды күкіртті кетіру және кейбір отқа төзімді минералдарды тотықтыру үшін қолдануға болады, бұл бағалы металдарды цианидке қолжетімді етеді. Сульфидті минералдарды ыдырату үшін микроорганизмдерді қолданатын био - тотығу да кендердің кейбір түрлері үшін экологиялық таза балама болып табылады.

Реагенттерді басқару

1.Цианидті оңтайландыру

• Кендердің әртүрлі партиялары үшін цианидтің оңтайлы дозасын анықтау үшін тұрақты және дәл байыту сынақтарын жүргізу өте маңызды. Сонымен қатар, цианидті тұтынуды азайта отырып, сілтілеу тиімділігін арттыру үшін балама цианид негізіндегі реагенттерді немесе активаторларды қосуды зерттеуге болады. Мысалы, кейбір зерттеулер кейбір беттік белсенді заттарды қосу цианидтің кен бөлшектерімен сулануын және реакциясын жақсартуға болатынын көрсетті.

2. Сілтілік бақылау

• Оңтайлы сілтілі диапазонды сақтау үшін сілтілеу пульпасының рН деңгейін үнемі бақылаңыз және реттеңіз. Автоматтандырылған рН бақылау жүйелерін дәл және уақтылы реттеуді қамтамасыз ету, цианидтердің ұшпалану қаупін азайту және сілтілеу ортасын оңтайландыру үшін орнатуға болады.

Процесс параметрін оңтайландыру

1. Шламның концентрациясын реттеу

• Шламның концентрациясын нақты уақытта бақылау үшін сенсорларды орнатыңыз және сәйкесінше судың кенге қатынасын реттеңіз. Оны тиімді шаймалау үшін суспензияның оңтайлы концентрациясын сақтау үшін автоматтандырылған басқару жүйесіне біріктіруге болады.

2. Шаймалау уақытын оңтайландыру

• Шаймалау процесінің сәйкес соңғы нүктесін анықтау үшін сілтілеу кезінде ерітіндідегі бағалы металл иондарының концентрациясын талдау сияқты нақты уақыт режиміндегі бақылау әдістерін қолданыңыз. Бұл шамадан тыс шаймалаудың алдын алады және уақыт пен ресурстарды үнемдейді.

3.Оттегі және қозуды оңтайландыру

• Оттегінің жеткілікті және тұрақты жеткізілуін қамтамасыз ету үшін оттегі сенсорларын орнатыңыз. Реакция тиімділігі мен энергияны тұтыну арасындағы ең жақсы тепе-теңдікке жету үшін руда мен сілтілеу сатысының сипаттамаларына негізделген араластыру жылдамдығын реттеңіз.

қорытынды

Асыл металдарды алу кезінде натрий цианидін сілтілеудің тиімділігіне рудаға байланысты, реагентке байланысты және процеске байланысты факторлардың күрделі өзара әрекеттесуі әсер етеді. Осы факторларды түсіну және тиісті оңтайландыру стратегияларын енгізу арқылы тау-кен және металлургия өнеркәсіптері шаймалау тиімділігін арттырып, өндіріс шығындарын азайтып, цианидті қолданумен байланысты қоршаған ортаға әсерді барынша азайта алады. Бұл саладағы үздіксіз зерттеулер мен технологиялық инновациялар тұрақты және тиімді түрде қымбат металдарға өсіп келе жатқан сұранысты қанағаттандыру үшін өте маңызды.n