Cianidacijos aukso gavyba: dėmesys perkoliacijos cianidacijos procesui

Įvadas

Auksas visada turėjo didelę vertę per visą žmonijos istoriją ne tik dėl jo naudojimo juvelyrikoje, bet ir įvairiose pramonės šakose, tokiose kaip elektronika, odontologija ir aviacija. Aukso išgavimas iš rūdų yra sudėtingas procesas, o cianidavimas yra vienas iš plačiausiai naudojamų metodų. Cianidavimo būdu išgaunamas auksas apima Cianidas tirpalai auksui iš rūdos ištirpinti. Šis procesas veikia todėl, kad auksas gali sudaryti stabilius kompleksus su cianido jonais. Šiame straipsnyje išsamiai nagrinėjamas cianidavimo procesas, ypatingą dėmesį skiriant Perkoliacijos cianidavimas metodas.

Cianidacijos aukso gavybos supratimas

Cianidacijos principas

Pagrindinis cianidavimo principas pagrįstas aukso reakcija su cianidu, esant deguoniui. Kai auksas liečiasi su cianido tirpalu ir yra deguonies, įvyksta cheminė reakcija. Šios reakcijos metu auksas oksiduojamas ir sudaro tirpų kompleksą. Cianido jonai atlieka lemiamą vaidmenį šiame procese, nes jungiasi su aukso jonais ir jie ištirpsta tirpale. Šis tirpumas leidžia atskirti auksą nuo rūdos matricos, o tai yra pirmasis žingsnis išgaunant auksą iš neapdorotos rūdos.

Bendras cianidavimo procesas

Cianidavimo procesas paprastai susideda iš kelių pagrindinių etapų:

1. Rūdos paruošimasRūda pirmiausia susmulkinama ir sumalama iki tinkamo dalelių dydžio. Šis žingsnis yra būtinas, nes padidina rūdos paviršiaus plotą, todėl ji geriau kontaktuoja su cianido tirpalu. Norint pasiekti norimą smulkumą, procesas gali apimti kelis smulkinimo ir malimo etapus.

2. Cianido išplovimasRūdai paruošus, ji išplaunama cianido tirpalu. Yra skirtingi išplovimo metodai, iš kurių du pagrindiniai yra maišomasis cianidavimas ir perkoliacinis cianidavimas. Maišymo metu rūda sumaišoma su cianido tirpalu maišomose talpyklose. Perkoliacinis cianidavimas, kuris yra šio straipsnio dėmesio centre, apima cianido tirpalo prasiskverbimą per rūdos sluoksnį.

3. Aukso atskyrimas - guolių tirpalasKai išplovimo procesas baigtas, auksą turintį tirpalą reikia atskirti nuo kietos liekanos. Tai galima pasiekti tokiais metodais kaip filtravimas arba nusodinimas.

4. Aukso atgavimasAtskyrus auksą turintį tirpalą, naudojami įvairūs aukso išgavimo metodai. Įprasti metodai apima cinko nusodinimą, kai į tirpalą pridedama cinko, kad išstumtų auksą iš komplekso ir susidarytų kietos aukso dalelės. Kitas metodas yra aktyvuotos anglies adsorbcija, kai aktyvuota anglis naudojama aukso kompleksui adsorbuoti iš tirpalo, kuris vėliau toliau apdorojamas, kad būtų gautas grynas auksas.

Perkoliacijos cianidacijos procesas

Kaip veikia perkoliacijos cianidacija

Perkoliacinis cianidavimas yra procesas, kurio metu praskiestas cianido tirpalas prasiskverbia per susmulkintos arba aglomeruotos rūdos sluoksnį. Rūda paprastai dedama į didelę talpyklą, pavyzdžiui, išplovimo baką arba krūvą. Cianido tirpalas tolygiai paskirstomas rūdos sluoksnio paviršiuje ir po to, veikiant gravitacijai, lėtai laša žemyn per rūdą. Tirpalui tekant per rūdą, cianidas reaguoja su rūdoje esančiu auksu ir sudaro tirpų aukso ir cianido kompleksą. Šis kompleksas surenkamas talpyklos dugne.

Pagrindiniai perkoliacijos cianidavimo komponentai ir etapai

1. Rūdos paruošimas perkoliacijos cianidacijai:

• Smulkinimas ir sijojimasRūda pirmiausia susmulkinama iki gana stambių dalelių, paprastai nuo kelių centimetrų iki kelių milimetrų. Taip siekiama užtikrinti, kad rūdos sluoksnyje būtų pakankamai tuštumų, per kurias galėtų prasiskverbti cianido tirpalas. Po susmulkinimo rūda gali būti sijojama, kad būtų pašalintos visos per didelės dalelės.

• Aglomeracija (neprivaloma)Kai kuriais atvejais, ypač rūdoms su dideliu molio kiekiu arba smulkiagrūdėms medžiagoms, gali prireikti aglomeracijos. Aglomeracijos metu į rūdą įdedama rišiklio, pavyzdžiui, cemento arba kalkių, ir sumaišoma su vandeniu. Tai padeda susidaryti didesnėms, stabilesnėms dalelėms, pagerina rūdos sluoksnio pralaidumą ir neleidžia užsikimšti poroms perkoliacijos proceso metu.

2. Išplovimo sąranka:

• Išplovimo talpyklos arba krūvos išplovimas:

• Išplovimo talpyklosMažesnio masto operacijoms arba aukštesnės kokybės rūdoms dažniausiai naudojamos išplovimo talpyklos. Tai didelės, išklotos talpyklos, į kurias dedama rūda. Talpos turi dvigubą dugną, kuris leidžia cianido tirpalui kauptis po rūdos sluoksniu, nenešant kietųjų dalelių. Cianido tirpalas įpilamas į talpyklos viršų, purškimo sistema arba tiesiog užpilant ant rūdos.

• Krūvos išplovimasKrūvos išplovimas labiau tinka didelio masto operacijoms ir žemos kokybės rūdoms. Krūvos išplovimo metu rūda sukraunama ant nepralaidžios plėvelės ant žemės. Krūva gali būti gana didelė, kartais užimanti kelis hektarus. Cianido tirpalas paskirstomas po krūvą naudojant purkštuvų tinklą arba lašelinio drėkinimo sistemas.

• Cianido tirpalo paruošimasPerkoliacinėje cianido gamyboje naudojamas cianido tirpalas paprastai yra praskiestas Natrio cianidas arba kalio cianido, kurio koncentracija paprastai yra 0.01–0.1 % masės. Tirpale taip pat gali būti kitų priedų, pavyzdžiui, kalkių, tirpalo pH sureguliavimui. Tinkamo pH palaikymas yra labai svarbus, nes tai turi įtakos cianido stabilumui ir aukso tirpimo greičiui. Optimalus cianido pH paprastai yra apie 10–11.

3. Perkoliacija ir išplovimas:

• Sprendimų paskirstymasCianido tirpalas tolygiai paskirstomas rūdos sluoksnio paviršiuje. Išplovimo bakų atveju tai galima pasiekti naudojant perforuotą vamzdį arba purškimo antgalių sistemą. Išplovimo krūvose metu purkštuvai arba lašelinio drėkinimo sistemos užtikrina, kad tirpalas pasiektų visas krūvos dalis.

• Išplovimo laikasIšplovimo laikas perkoliacinio cianidavimo metu gali labai skirtis priklausomai nuo tokių veiksnių kaip rūdos rūšis, dalelių dydis ir cianido tirpalo koncentracija. Paprastai jis gali svyruoti nuo kelių dienų iki kelių savaičių. Šiuo laikotarpiu cianido tirpalas nuolat prasiskverbia per rūdą, reaguodamas su auksu ir jį ištirpindamas.

• Stebėjimas ir kontrolėIšplovimo proceso metu būtina stebėti įvairius parametrus. Tai apima reguliarų tirpalo pH, cianido koncentracijos tirpale ir ištirpusio aukso kiekio tikrinimą. Tirpalo mėginiai imami reguliariai ir analizuojami laboratorijoje. Prireikus, siekiant optimizuoti išplovimo procesą, galima koreguoti pH arba cianido koncentraciją.

4. Nėščiųjų tirpalo rinkimas ir apdorojimas:

• kolekcijaAukso turintis tirpalas, dar vadinamas nėščiųjų tirpalu, surenkamas išplovimo bako apačioje arba iš drenažo sistemos krūvos išplovimo metu. Išplovimo bakuose nėščiųjų tirpalas išsiurbiamas per vožtuvą, esantį netikro dugno apačioje. Krūvos išplovimo metu tirpalas surenkamas į siurblines arba tvenkinius, esančius krūvos apačioje.

• GydymasSurinkus netirpstančią medžiagą tirpalą, jis apdorojamas, kad būtų išgautas auksas. Kaip minėta anksčiau, įprastiniai metodai apima cinko nusodinimą ir aktyvuotos anglies adsorbciją. Cinko nusodinimo metu į netirpstančią medžiagą tirpalą įdedamos cinko dulkės arba cinko drožlės. Cinkas reaguoja su aukso ir cianido kompleksu, išstumdamas auksą ir sudarydamas kietas aukso daleles, kurias vėliau galima filtruoti ir toliau apdoroti. Aktyvuotos anglies adsorbcijos metu netirpstantis tirpalas praleidžiamas per kolonėlę, pripildytą aktyvuotos anglies. Aukso ir cianido kompleksas adsorbuojamas ant anglies paviršiaus, o anglis pašalinama iš kolonėlės ir apdorojama, kad būtų išgautas auksas.

Perkoliacijos cianidavimo privalumai ir trūkumai

Privalumai

1. Tinkamumas žemos kokybės rūdomsPerkoliacinis cianidavimas, ypač išplovimas iš krūvos, yra labai efektyvus apdorojant žemos kokybės aukso rūdas. Kadangi procesas yra gana paprastas ir nereikalauja didelio malimo bei brangios įrangos smulkiagrūdei rūdai apdoroti, jis gali būti ekonomiškai perspektyvus rūdoms, kurias nebūtų pelninga apdoroti naudojant kitus sudėtingesnius metodus.

2. Mažos kapitalo ir eksploatavimo išlaidosPalyginti su kai kuriais kitais aukso gavybos metodais, tokiais kaip maišymo cianidavimas, kuriam reikia didelių, brangių maišymo bakų ir didelių energijos sąnaudų maišymui, perkoliacinis cianidavimas yra pigesnis. Reikalinga įranga, pavyzdžiui, išplovimo bakai arba paprastos krūvos statybinės medžiagos, yra santykinai nebrangi. Be to, eksploatavimo išlaidos taip pat yra mažesnės, nes sunaudojama mažiau energijos ir kasdienei veiklai reikia mažiau darbo jėgos.

3. Aplinkosauginė nauda (santykinai)Kalbant apie poveikį aplinkai, perkoliacinis cianidavimas gali turėti tam tikrų pranašumų. Pavyzdžiui, išplovimo iš krūvų metu rūda nėra intensyviai malama, todėl sumažėja smulkių dulkių susidarymas. Be to, naudojant išplovimo bakus ar krūvų įdėklus, cianido turinčių tirpalų nutekėjimas į aplinką yra veiksmingas. Tačiau reikėtų pažymėti, kad cianidas vis dar yra labai toksiška medžiaga, todėl tinkamas aplinkos tvarkymas yra labai svarbus.

4. Paprastas procesasPerkoliacinio cianidavimo procesas yra gana paprastas, lengvai suprantamas ir valdomas. Todėl jį gali naudoti mažos apimties kasybos įmonės, turinčios ribotą techninę patirtį.

Trūkumai

1. Lėtas išplovimo greitisVienas iš pagrindinių perkoliacinio cianidavimo trūkumų yra santykinai lėtas išplovimo greitis. Palyginti su maišomuoju cianidavimu, kai rūda nuolat maišoma su cianido tirpalu, perkoliavimo procesas priklauso nuo lėto tirpalo judėjimo per rūdos sluoksnį. Dėl to išplovimo laikas gali pailgėti, o tai gali netikti operacijoms, kurioms reikalingas didelis našumas arba greitas apyvartumas.

2. Kai kuriais atvejais mažas aukso atgavimasAukso išgavimo greitis perkoliacinio cianidavimo metu gali būti mažesnis nei taikant kitus metodus, ypač sudėtingos mineralogijos rūdoms. Jei auksas yra smulkiai pasklidęs arba įstrigęs kituose mineraluose, cianido tirpalas gali negalėti efektyviai pasiekti visų aukso dalelių, todėl išgavimo greitis bus mažesnis.

3. Cianido toksiškumasCianidas yra labai toksiška medžiaga, todėl jo naudojimas perkoliaciniame cianido gavyboje kelia didelę riziką aplinkai ir saugai. Bet koks cianido turinčių tirpalų nuotėkis ar netinkamas jų tvarkymas gali turėti rimtų pasekmių aplinkai ir žmonių sveikatai. Siekiant sumažinti šią riziką, būtina laikytis griežtų saugos priemonių ir aplinkosaugos taisyklių.

4. Jautrumas rūdos savybėmsPerkoliacinio cianidavimo sėkmė labai priklauso nuo rūdos savybių. Pavyzdžiui, rūdos, kuriose yra daug molio, gali sukelti problemų dėl rūdos sluoksnio pralaidumo, dėl to prastas tirpalo srautas ir neefektyvus išplovimas. Be to, rūdos, kuriose yra tam tikrų mineralų, kurie gali reaguoti su cianidu, pavyzdžiui, vario turintys mineralai, gali sunaudoti cianidą ir sumažinti išplovimo proceso efektyvumą.

Palyginimas su kitais aukso gavybos metodais

Palyginimas su maišymo cianidavimu

1. Išplovimo efektyvumasMaišymo cianidavimas paprastai pasižymi didesniu išplovimo efektyvumu, palyginti su perkoliaciniu cianidavimu. Maišymo cianidavimo metu nuolatinis rūdos ir cianido tirpalo maišymas užtikrina geresnį jų sąlytį, todėl auksas greičiau ištirpsta. Tai gali lemti trumpesnį išplovimo laiką ir didesnį aukso išgavimo greitį, ypač rūdoms, kuriose yra daug aukso arba sudėtinga mineralogija.

2. Įranga ir kainaMaišymo cianidavimui reikalinga sudėtingesnė ir brangesnė įranga, įskaitant didelius maišymo bakus, galingus maišymo variklius ir sudėtingas srutų pumpavimo sistemas. Dėl to padidėja kapitalo sąnaudos. Priešingai, perkoliaciniam cianidavimui reikalinga paprastesnė įranga, pavyzdžiui, išplovimo bakai arba pagrindinės krūvos statybinės medžiagos, todėl kapitalo investicijų požiūriu jis yra ekonomiškesnis. Tačiau maišymo cianidavimo eksploatavimo sąnaudos nebūtinai yra didesnės, nes trumpesnis išplovimo laikas gali kompensuoti didesnes energijos sąnaudas maišymui.

3. Tinkamumas rūdos tipamsCianidavimas maišymo būdu labiau tinka rūdoms, kurias reikia smulkiai malti ir intensyviai apdoroti, pavyzdžiui, sulfidų turinčioms aukso rūdoms. Kita vertus, perkoliacinis cianidavimas geriau tinka žemos kokybės, oksiduotoms rūdoms, kurias galima apdoroti rupesnėje būsenoje.

Palyginimas su necianido aukso ekstrahavimo metodais

1. Poveikio aplinkaiAukso išgavimo be cianido metodai, tokie kaip tiourėjos išplovimas arba biologinis išplovimas, dažnai laikomi ekologiškesniais, nes juose nenaudojamas labai toksiškas cianidas. Tačiau šie metodai taip pat turi savų aplinkosauginių iššūkių. Pavyzdžiui, tiourėja gali būti kenksminga aplinkai, jei ji netinkamai tvarkoma, o biologiniam išplovimui gali reikėti specialių aplinkos sąlygų ir ilgesnio apdorojimo laiko. Perkoliacinis cianidavimas, nepaisant cianido naudojimo, gali būti valdomas aplinkai nekenksmingu būdu, tinkamai izoliuojant ir apdorojant cianido turinčius tirpalus.

2. Kaina ir efektyvumasNe cianido metodai gali būti brangesni reagentų ar energijos suvartojimo požiūriu. Pavyzdžiui, tiourea yra brangesnis nei cianidas, o biologiniam išplovimui gali prireikti specializuotų mikrobų kultūrų ir kontroliuojamų aplinkos sąlygų, o tai gali padidinti išlaidas. Kalbant apie efektyvumą, cianidavimas, įskaitant perkoliacinį cianidavimą, paprastai pasižymi didesniu aukso išgavimo greičiu, palyginti su kai kuriais ne cianido metodais, ypač tradicinių aukso rūdų atveju.

Išvada

Perkoliacinis cianidavimas yra svarbus aukso gavybos pramonės metodas, ypač apdorojant žemos kokybės ir oksiduotas aukso rūdas. Dėl paprastumo, santykinai mažos kainos ir tinkamumo tam tikrų tipų rūdoms šis procesas yra vertingas. Tačiau jis turi ir trūkumų, tokių kaip lėtas išplovimo greitis, galimas mažesnis aukso išgavimas ir su cianido naudojimu susijusi rizika aplinkai bei saugai. Kasybos pramonei tobulėjant, dedamos pastangos tobulinti perkoliacinio cianidavimo procesą, pavyzdžiui, geriau apibūdinant rūdas, optimizuojant proceso parametrus ir kuriant efektyvesnius bei aplinkai draugiškesnius cianido valdymo būdus. Be to, taip pat tęsiami alternatyvių aukso gavybos metodų, kurie galėtų įveikti cianidavimo apribojimus, tyrimai. Nepaisant šių iššūkių, perkoliacinis cianidavimas greičiausiai ir toliau vaidins svarbų vaidmenį aukso gamyboje artimiausioje ateityje, ypač regionuose, kuriuose gausu žemos kokybės aukso išteklių.