Taikoma cianidavimo kubilo išplovimo metodo taikymo sritis ir proceso eiga aukso kasykloms

1. Įvadas

Cianidacijos rezervuarų išplovimo metodas yra svarbus aukso kasybos procesas, skirtas auksui išgauti iš rūdų. Šis metodas turi specifinę taikymo sritį ir aiškiai apibrėžtų proceso etapų seriją, kurie atlieka lemiamą vaidmenį efektyviai išgaunant aukso išteklius.

2. Taikoma taikymo sritis

2.1 Rūdos dalelių dydžio reikalavimas

Aukso rūdos, tinkamos išplovimui kubiluose, paprastai pasižymi smulkiagrūdžiu aukso pasiskirstymu. Kai rūdoje esančios aukso dalelės yra labai smulkios, jas sunku atskirti paprastais fizinio atskyrimo metodais, tokiais kaip gravitacinis atskyrimas. Tokiais atvejais galima naudoti cianidavimo kubilų išplovimo metodą. Pavyzdžiui, kai kuriose oksido tipo aukso rūdose auksas dažnai būna smulkių grūdelių pavidalu, kuriuos galima efektyviai apdoroti išplovimu kubiluose.

2.2 Rūdos kokybės reikalavimas

Šis metodas ypač tinka žemos arba itin žemos kokybės aukso rūdoms. Aukštos kokybės aukso rūdoms gali būti teikiami pirmenybė efektyvesniems ir mažiau laiko reikalaujantiems gavybos metodams. Tačiau žemos kokybės rūdoms, kuriose aukso kiekis rūdos masės vienete yra santykinai mažas, tam tikromis sąlygomis išgauti auksą kubiliniame išplovimo metodu vis tiek galima ekonomiškai. Santykinai mažos kubilinio išplovimo proceso sąnaudos daro jį perspektyviu tokių rūdų perdirbimo pasirinkimu.

2.3 Rūdos pralaidumo reikalavimas

Rūdos, kurių pralaidumas mažas, taip pat tinka išplovimui kubiluose. Jei rūdos pralaidumas geras, cianido tirpalas gali per tekėti per rūdą, dėl to cianido ir aukso sąlyčio laikas bus nepakankamas, o tai sumažins aukso išplovimo greitį. Priešingai, rūdoms, kurių pralaidumas mažas, išplovimo kubiluose metodas gali kontroliuoti cianido tirpalo tekėjimo greitį ir sąlyčio laiką rūdoje, kad būtų užtikrinti geresni išplovimo rezultatai. Pavyzdžiui, geležies oksido rūdos, kuriose yra smulkiagrūdžio aukso, ir oksiduotos kvarco gyslų rūdos su smulkiagrūdžiu auksu dažnai pasižymi santykinai prastu pralaidumu ir yra gana tinkamos išplovimui kubiluose. Išplovimo kubiluose metodas gali pasiekti 70–90 % tokių rūdų sodrinimo išgavimo rodiklį.

3. Proceso eiga

3.1 Išplovimo vonių paruošimas

Procese naudojamos išplovimo talpos paprastai gaminamos iš tokių medžiagų kaip mediena, geležis arba betonas. Talpos dugnas gali būti plokščias arba šiek tiek pasviręs, o forma – apvali, stačiakampė arba kvadratinė. Talpos viduje sumontuotas iš perforuotų, rūgštims atsparių plokščių pagamintas netikras dugnas. Ant netikro dugno uždedamas filtro audinys, o ant jo uždedamos grotelės, pagamintos iš medinių arba korozijai atsparių metalinių juostelių. Netikras dugnas naudojamas rūdai filtruoti ir laikyti. Prieš pradedant išplovimo procesą, būtina įsitikinti, kad talpos, ypač išplovimo talpa ir skysto kuro talpa, yra nepralaidžios ir iš esmės sausos.

3.2 Rūdos išankstinis apdorojimas – smulkinimas ir sijojimas

Išgautas aukso turinčias rūdas reikia susmulkinti iki tam tikro dalelių dydžio. Pirmiausia rūdos tiekiamos į smulkinimo etapą paprastam skaidymui. Priklausomai nuo reikiamo rūdos dalelių dydžio, atliekamos stambiojo, vidutinio ir smulkaus smulkinimo operacijos. Paprastai stambiajam smulkinimui naudojamas žandikaulio trupintuvas, kuris gali sumažinti dalelių dydį iki maždaug 50–100 mm. Tada vidutinio ir smulkaus smulkinimo operacijoms naudojamas kūginis trupintuvas, kuris sumažina dalelių dydį iki 5–25 mm. Po susmulkinimo rūdos sijojamos vibruojančiu sietu, kad būtų užtikrintas vienodas dalelių dydis. Stambiagrūdės rūdos, kurios neatitinka reikalavimų, grąžinamos į trupintuvą pakartotiniam smulkinimui, o tinkamo dydžio rūdos patenka į kitą etapą.

3.3 Išplovimo procesas

1. Rūdų krovimas į baką : susmulkintos ir sijotos rūdos kraunamos į išplovimo baką.

2. Išplovimo tirpalo paruošimas : skurdaus skysčio talpoje paruošiamas šarminis cianido tirpalas kaip išplovimo agentas. Cianido tirpalo koncentracija paprastai kontroliuojama tam tikrame diapazone, dažniausiai 0.05–0.1 %, kuris nustatomas eksperimentiškai, atsižvelgiant į konkrečias rūdos savybes. Ši koncentracija gali užtikrinti efektyvią aukso gavybą, kartu sumažinant poveikį aplinkai.

3. Išplovimo operacija : paruoštas išplovimo tirpalas pumpuojamas į išplovimo baką. Išplovimo proceso metu išplovimo tirpalas lėtai prasiskverbia pro rūdos sluoksnį. Rūdoje esantis auksas reaguoja su tirpale esančiu cianidu veikiamas deguonies (paprastai į baką įleidžiamas oras). Pagrindinė cheminės reakcijos lygtis yra: \(4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH\). Šios reakcijos metu auksas sudaro tirpius aukso ir cianido kompleksus ir ištirpsta tirpale. Išplovimo laikas yra gana ilgas, paprastai svyruoja nuo kelių dienų iki kelių savaičių, priklausomai nuo tokių veiksnių kaip rūdos pobūdis, rūdos dalelių dydis ir išplovimo tirpalo koncentracija. Išplovimo proceso metu būtina reguliariai matuoti išplovimo tirpalo koncentraciją, tirpalo pH vertę ir aukso kiekį tirpale, siekiant užtikrinti, kad išplovimo reakcija vyktų optimaliomis sąlygomis.

3.4 Aukso guolio tirpalo (sodraus – skysto) atskyrimas

Kai išplovimas pasiekia tam tikrą laiką ir aptikimo būdu nustatoma, kad skysčio koncentracija ir kokybė atitinka reikalavimus, aukso turintis tirpalas (sodrintas skystis) išleidžiamas iš indo dugno. Sodrintas skystis turi ištirpusių aukso ir cianido kompleksų ir turi būti toliau apdorojamas, kad būtų išgautas auksas.

3.5 Aukso atgavimas

1. Cinko miltelių (lakšto) išstūmimo metodas : Vienas iš įprastų aukso išgavimo metodų yra cinko miltelių (lakšto) išstūmimo metodas. Cinkas pasižymi stipresnėmis redukcinėmis savybėmis nei auksas. Kai į sodrųjį skystį pridedama cinko miltelių arba cinko lakšto, vyksta išstūmimo reakcija. Cheminės reakcijos lygtis yra: \(2Na[Au(CN)_2]+Zn = 2Au+Na_2[Zn(CN)_4]\). Auksas iš aukso ir cianido komplekso išstumiamas cinku ir nusėda kietų dalelių pavidalu. Po išstūmimo reakcijos kietos ir skystos medžiagos mišinys filtruojamas, kad būtų gautos aukso turinčios kietos medžiagos, kurios vėliau toliau apdorojamos lydymui.

2. Aktyvuotos anglies adsorbcijos metodas : Kitas metodas yra aktyvuotos anglies adsorbcija. Aktyvuota anglis turi didelį savitąjį paviršiaus plotą ir stiprų adsorbcijos pajėgumą. Sotus skystis praleidžiamas per kolonėlę, pripildytą aktyvuotos anglies . Tirpale esantys aukso ir cianido kompleksai adsorbuojami ant aktyvuotos anglies paviršiaus. Po adsorbcijos aktyvuota anglis su adsorbuotu auksu (įkrauta anglis) atskiriama nuo tirpalo. Tada įkrauta anglis desorbuojama. Paprastai auksui desorbuoti iš aktyvuotos anglies tam tikroje temperatūroje ir slėgyje naudojamas desorbcijos tirpalas (pvz., natrio hidroksido ir natrio cianido mišinys ). Desorbuotas aukso turintis tirpalas elektrolizuojamas, kad būtų gautas auksas.

3.6 Uodegų ir skystų atliekų apdorojimas

1. Uodegų apdorojimas : Išgavus auksą, likusiose uolienose vis dar yra tam tikras kiekis cianido ir kitų priemaišų. Siekiant atitikti aplinkos apsaugos reikalavimus, uolienos turi būti apdorojamos. Vienas iš įprastų metodų – į uolienas įpilti reagentų, tokių kaip natrio metabisulfitas ir vario sulfatas, kad būtų suskaidytas ir pašalintas cianidas. Po apdorojimo uolienos gali būti tinkamai saugomos arba toliau perdirbamos.

2. Atliekų – skysčių – apdorojimas : proceso metu susidarančiose atliekose – skystose – taip pat yra cianido ir kitų kenksmingų medžiagų. Prieš išleidžiant jas į aplinką, jas reikia apdoroti tokiais procesais kaip cheminis nusodinimas, jonų mainai ir biologinis valymas, siekiant sumažinti kenksmingų medžiagų kiekį ir atitikti nacionalinius išleidimo standartus.

4. Išvada

Cianidavimo kubilo išplovimo metodas aukso kasybos pramonėje yra unikaliai pritaikytas, ypač smulkiagrūdžių, žemos kokybės ir mažo pralaidumo aukso rūdų atveju. Taikant griežtus proceso etapus, šis metodas gali efektyviai išgauti auksą iš rūdų. Tačiau reikėtų pažymėti, kad dėl cianido naudojimo procese reikia imtis griežtų saugos ir aplinkos apsaugos priemonių, siekiant užtikrinti darbuotojų saugą ir sumažinti poveikį aplinkai. Nuolat tobulėjant kasybos technologijoms, tikimasi, kad tolesnis šio proceso tobulinimas ir optimizavimas pagerins aukso gavybos efektyvumą ir sumažins sąnaudas, kartu užtikrinant ekologiškumą.