Natrio cianido, kaip vario slopintuvo, taikymas vario-molibdeno kasykloje

Įvadas

Sudėtingame vario-molibdeno rūdos sodrinimo procese veiksmingas vario ir molibdeno mineralų atskyrimas yra labai svarbus siekiant maksimaliai padidinti rūdos ekonominę vertę. Natrio Cianidas ilgą laiką buvo naudojamas kaip galingas slopintuvas flotacijos procese, selektyviai slopinantis vario mineralus, leidžiančius pirmenybę teikti molibdeno flotacijai. Šiame straipsnyje gilinamasi į taikymą Natrio cianidas konkrečioje vario-molibdeno kasykloje, tyrinėjant jos veikimo mechanizmą, praktinį įgyvendinimą bei su jo naudojimu susijusius iššūkius ir sprendimus.

Natrio cianido kaip depresanto veikimo mechanizmas

Natrio cianidas (NaCN) yra labai veiksmingas sulfidinių mineralų, tokių kaip chalkopiritas (vario rūda), slopiklis. Flotacijos sistemoje, Natrio cianidas disocijuoja vandenyje, kad išsiskirtų cianido jonai (CN⁻). Šie cianido jonai gali reaguoti su metalo jonais vario mineralų paviršiuje. Pavyzdžiui, su chalkopiritu (CuFeS₂) cianido jonai gali sudaryti stabilius metalo-cianido kompleksus. Reakciją galima pavaizduoti taip:

CuFeS₂ + 4CN⁻ → Cu(CN)₄²⁻ + FeS₂ + 2e⁻

Ši reakcija efektyviai ištirpdo vario jonus ant chalkopirito paviršiaus, sudarydama hidrofilinį vario-cianido kompleksų sluoksnį. Dėl to vario mineralo paviršius tampa mažiau hidrofobiškas, todėl sumažėja jo gebėjimas prisitvirtinti prie oro burbuliukų flotacijos ląstelėje. Priešingai, molibdenitas (MoS₂), pagrindinis molibdeną turintis mineralas, normaliomis flotacijos sąlygomis yra santykinai inertiškas cianido jonams. Molibdenitas turi natūralų hidrofobinį paviršių dėl sluoksninės struktūros, todėl jį lengvai plukdo kolektorius ir oro burbuliukai flotacijos procese, o vario mineralus slopina natrio cianidas.

Atvejo tyrimas: vario-molibdeno kasykla

Rūdos charakteristikos

Vario-molibdeno kasykloje yra sudėtingos mineralogijos rūdos korpusas. Pagrindiniai vario mineralai yra chalkopiritas ir bornitas, o molibdenas daugiausia yra molibdenito pavidalu. Rūdoje paprastai yra vidutiniškai 0.8 % vario ir 0.03 % molibdeno. Mineralų dalelių pasiskirstymas taip pat yra įvairus, o kai kurie smulkiagrūdžiai mineralai kelia iššūkių efektyviam atskyrimui.

Flotacijos proceso srautas

1. Masinio plūdimo etapas

• Pradiniame flotacijos etape naudojamas masinis flotacijos metodas. Į rūdos masę pridedamas kolektorius, pvz., natrio izopropilksantatas, kad kartu plūduriuotų vario ir molibdeno mineralai. Taip susidaro tūrinis vario-molibdeno koncentratas. Šio etapo tikslas – praturtinti vertingas mineralines medžiagas iš gango mineralų.

2. Atskyrimo Flotacijos etapas

• Po birių flotacijų, birus koncentratas toliau apdorojamas atskyrimo flotacijos etape. Šiame etape į minkštimą pridedamas natrio cianidas. Natrio cianido pridėjimo greitis yra kruopščiai kontroliuojamas, atsižvelgiant į vario kiekį koncentrate ir pageidaujamą atskyrimo efektą. Paprastai dozė svyruoja nuo 300 iki 500 gramų vienai tonai biraus koncentrato.

• Tada plaušiena kondicionuojama daugelyje kondicionavimo rezervuarų, kad būtų užtikrintas tolygus natrio cianido pasiskirstymas ir veiksminga jo reakcija su vario mineralais. Po kondicionavimo minkštimas patenka į flotacijos ląsteles. Flotacinėse ląstelėse depresijos vario mineralai grimzta į dugną kaip uodegos, o molibdenitas oro burbuliukų pagalba išplaukia į paviršių ir surenkamas kaip molibdeno koncentratas.

3. Molibdeno valymo etapai

• Atskyrimo flotacijos metu gautas molibdeno koncentratas toliau apdorojamas keliais valymo flotacijos etapais. Šiuose valymo etapuose gali būti pridėta papildomų reagentų, siekiant dar labiau pagerinti molibdeno koncentrato grynumą. Valymo etapų uodegos paprastai grąžinamos atgal į atitinkamą atskyrimo arba masinio flotavimo proceso tašką, kad būtų galima maksimaliai išgauti vertingas mineralines medžiagas.

Metalurgijos rezultatai

1. Molibdeno atkūrimas ir laipsnis

• Prieš įgyvendinant optimizuotą natrio cianido atskyrimo procesą, kasykloje buvo išgaunama apie 60 % molibdeno, o apie 40 % molibdeno koncentrato. Kruopščiai pakoregavus natrio cianido dozę ir proceso parametrus, molibdeno išgaunamas kiekis padidėjo iki daugiau nei 75%. Molibdeno koncentrato klasė taip pat daugeliu atvejų buvo pagerinta iki 45% ar daugiau.

2. Vario slopinimo efektas

• Natrio cianido naudojimas veiksmingai sumažino vario mineralus. Vario kiekis galutiniame molibdeno koncentrate sumažintas nuo maždaug 5 % iki mažiau nei 2 %. Šis reikšmingas vario kiekio molibdeno koncentrate sumažinimas ne tik pagerina molibdeno produkto kokybę, bet ir sumažina tolesnio molibdeno koncentrato rafinavimo lydymo procese išlaidas.

Natrio cianido naudojimo iššūkiai ir sprendimai

Aplinkos ir saugos klausimai

1. Natrio cianido toksiškumas

• Natrio cianidas yra labai toksiškas. Bet koks nuotėkis arba netinkamas tvarkymas kasybos ir sodrinimo proceso metu gali kelti rimtą grėsmę aplinkai ir žmonių sveikatai. Atsitiktinai nutekėjus, cianido jonai gali greitai patekti į dirvožemį ir vandens šaltinius, sukeldami taršą ir sukeldami pavojų vandens gyvūnijai ir augalams.

2.Sprendimai

• Griežti saugos protokolai: kasykloje buvo įdiegti griežti natrio cianido laikymo, transportavimo ir naudojimo saugos protokolai. Natrio cianidui laikyti naudojamos specializuotos saugyklos su dvisienėmis talpyklomis ir nuotėkio aptikimo sistemomis. Visi darbuotojai, dirbantys su natrio cianido tvarkymu, privalo reguliariai lankyti saugos mokymus, įskaitant reagavimo į avarijas procedūras nutekėjus.

• Atliekų ir nuotekų valymasKasykloje įrengtos pažangios nuotekų valymo sistemos. Po flotacijos proceso atliekos ir nuotekos, kuriose yra natrio cianido likučių, yra apdorojamos, kad būtų pašalintas arba detoksikuotas cianidas. Vienas iš įprastų metodų yra vandenilio peroksido arba hipochlorito naudojimas cianido jonams oksiduoti į mažiau toksiškas formas, tokias kaip cianatas (CNO⁻) arba azotas, ir Anglis dioksidas. Tada išvalytos nuotekos yra atidžiai stebimos, siekiant užtikrinti, kad cianido koncentracija atitiktų aplinkosaugos išleidimo standartus prieš jas išleidžiant.

Proceso optimizavimo iššūkiai

1. Rūdos kokybės kintamumas

• Rūdos kokybė vario-molibdeno kasykloje gali labai skirtis. Skirtingos rūdos partijos gali turėti skirtingą vario ir molibdeno santykį, mineraloginę sudėtį ir dalelių dydžio pasiskirstymą. Šis kintamumas gali turėti įtakos natrio cianido, kaip depresanto, veiksmingumui. Pavyzdžiui, rūdose, kuriose yra daugiau smulkiagrūdžių vario mineralų, gali prireikti daugiau natrio cianido, kad būtų pasiektas toks pat vario slopinimo lygis.

2.Sprendimai

• Realaus laiko rūdos analizė: Kasykla investavo į pažangią analitinę įrangą, kad realiuoju laiku būtų atlikta gaunamos rūdos analizė. Rentgeno spindulių fluorescencija (XRF) ir lazeriu sukelta skilimo spektroskopija (LIBS) naudojami greitai nustatyti cheminę rūdos sudėtį. Remiantis analizės rezultatais, galima laiku pakoreguoti natrio cianido ir kitų reagentų dozę.

• Modelis – pagrįstas procesų valdymas: Sukurtas matematinis modelis, leidžiantis numatyti optimalią natrio cianido dozę ir proceso parametrus pagal rūdos charakteristikas. Modelyje atsižvelgiama į tokius veiksnius kaip vario ir molibdeno santykis, mineraloginė sudėtis ir dalelių dydis. Ši modeliu paremta proceso valdymo sistema leidžia tiksliau valdyti flotacijos procesą, gerinant vario-molibdeno atskyrimo efektyvumą net ir esant rūdos kokybės kintamumui.

Išvada

natrio cianido panaudojimas kaip a Vario depresantas Flotacijos procese pasirodė esąs veiksmingas siekiant atskirti vario ir molibdeno mineralus. Kruopščiai kontroliuojant natrio cianido dozavimą, optimizuojant flotacijos proceso srautą ir įgyvendinant griežtas aplinkosaugos ir saugos priemones, kasykloje pavyko pagerinti molibdeno koncentrato regeneraciją ir rūšį, tuo pačiu efektyviai slopinant vario mineralus. Tačiau su natrio cianido naudojimu susijusiems iššūkiams, pvz., aplinkosaugos ir saugos problemoms bei procesų optimizavimui, atsižvelgiant į rūdos kokybės kintamumą, reikia nuolat skirti dėmesio ir įgyvendinti tinkamus sprendimus. Kasybos pramonei pereinant prie tvaresnės ir veiksmingesnės praktikos, reikia atlikti tolesnius tyrimus ir plėtrą, kad būtų galima rasti alternatyvių depresantų arba patobulinti esamą natrio cianidu pagrįstą procesą, kad būtų sumažintas jo poveikis aplinkai, išlaikant aukštas metalurgijos savybes.