Diskusija par zelta ieguves tehnoloģiju ar nātrija cianīdu

Ievads

Zelts, dārgmetāls, ko augstu vērtē tā retuma, plastiskuma un izturības pret koroziju dēļ, gadsimtiem ilgi ir bijis bagātības simbols un maiņas līdzeklis. Zelta ieguve no tā rūdām ir sarežģīts process, kas laika gaitā ir attīstījies. Starp dažādām metodēm nātrija cianīda izmantošana zelta ieguvē , kas pazīstama kā cianidēšana, ir bijusi dominējošā tehnika kopš 1970. gs. septiņdesmitajiem gadiem. Šajā emuāra ierakstā tiks sīkāk aplūkota šī tehnika, tās darbības principi, vides un drošības apsvērumi, kā arī nākotnes perspektīvas.

Cianīda loma zelta ieguvē

Kā cianīds reaģē ar zeltu

Cianīds, ķīmisks savienojums, kas satur oglekli un slāpekli, skābekļa klātbūtnē veido šķīstošu kompleksu ar zeltu. Reakciju var attēlot ar šādu ķīmisko vienādojumu:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H4O → 4Na[Au(CN)₂] + XNUMXNaOH

Šajā reakcijā zelts oksidējas un veido stabilu, šķīstošu kompleksu — nātrija aurocianīdu ( Na[Au(CN)₂]). Tas ļauj atdalīt zeltu no rūdas matricas un atgūt to turpmākajos procesos.

Nosacījumi efektīvai cianidēšanai

Lai cianidēšanas process būtu efektīvs, ir jāievēro vairāki nosacījumi. Nātrija cianīda koncentrācija izskalošanas šķīdumā parasti ir no 100 ppm līdz 500 ppm (0.01% - 0.05%). Lai novērstu ūdeņraža cianīda gāzes veidošanos, kas ir ļoti toksiska, tiek uzturēts atbilstošs pH līmenis, parasti aptuveni 10–11. Turklāt skābekļa klātbūtne ir ļoti svarīga, jo tas reakcijā darbojas kā oksidētājs. Tomēr dažos gadījumos izmaksu apsvērumu dēļ dzirnavās ne vienmēr tiek ievadīts papildu skābeklis, lai paātrinātu izskalošanas procesu.

Cianīda izskalošanās process

Rūdas sagatavošana

Pirms cianīda izskalošanas jāsagatavo zeltu saturošā rūda. Tas parasti ietver rūdas sasmalcināšanu un slīpēšanu, lai palielinātu tās virsmas laukumu. Jo smalkākas ir rūdas daļiņas, jo vairāk zelts ir pakļauts cianīda šķīdumam, uzlabojot izskalošanās efektivitāti. Pēc sasmalcināšanas un slīpēšanas rūdu var tālāk apstrādāt, izmantojot gravitācijas separāciju vai flotāciju, lai noņemtu dažus sēņu minerālus un koncentrētu zeltu saturošo frakciju.

Kaudzes izskalošanās

Kaudzes izskalošana ir plaši izmantota metode liela mēroga zelta ieguves operācijās. Šajā procesā sagatavotā rūda tiek sakrauta lielās kaudzēs uz necaurlaidīga slāņa. Pēc tam uz rūdas kaudzes izsmidzina vai pilina atšķaidītu nātrija cianīda šķīdumu . Šķīdumam iesūcoties cauri kaudzei, tas reaģē ar rūdā esošo zeltu, veidojot šķīstošus zelta un cianīda kompleksus. Šie kompleksi tiek savākti kaudzes apakšā dīķī vai savākšanas sistēmā.

Izskalošana kaudzēs ir rentabla, īpaši zemas kvalitātes rūdām. Tomēr ir nepieciešama rūpīga pārvaldība, lai novērstu cianīdu saturošu šķīdumu noplūdi vidē.

PVN izskalošana (kontrolētas dzirnavas)

Izskalošana ar tvertni, kas pazīstama arī kā cianidēšana tvertnē vai maisīšanas izskalošana, bieži tiek veikta specializētās dzirnavās kalnrūpniecības telpās. Izmantojot šo metodi, smalki sasmalcināto rūdu ievieto tvertnēs vai tvertnēs. Pievieno cianīdu saturošu šķīdumu un maisījumu maisa, lai nodrošinātu labu kontaktu starp rūdu un šķīdumu. Lai veicinātu reakciju, tiek ievadīts gaisā esošais skābeklis vai dažreiz papildu skābeklis.

Salīdzinot ar kaudzes izskalošanu , izskalošana tvertnē ļauj labāk kontrolēt izskalošanas apstākļus, piemēram, temperatūru, pH līmeni un maisīšanas ātrumu. Tomēr tā parasti ir dārgāka, jo ir nepieciešams specializēts aprīkojums un lielāks enerģijas patēriņš.

Zelta atgūšana no cianīda šķīdumiem

Kad zelts ir izšķīdis cianīda šķīdumā, tas ir jāatgūst. Tam ir divas galvenās metodes:

1. Oglekļa izskalošana (CIL) un oglekļa izskalošana celulozē (CIP) : CIL procesā aktivēto ogli pievieno tieši ar cianīdu izskalotajai celulozei. Zelta-cianīda kompleksi adsorbējas uz aktivētās ogles virsmas, pateicoties tās lielajai virsmas platībai un spēcīgajām adsorbcijas īpašībām. CIP procesā celuloze vispirms tiek atdalīta no šķīduma, un pēc tam šķīdums tiek izvadīts cauri vairākām tvertnēm, kas piepildītas ar aktivēto ogli. Pēc adsorbcijas ar zeltu piesātinātā ogle tiek izņemta no sistēmas un tālāk apstrādāta, lai atgūtu zeltu.

2. Cinka nogulsnēšana : Zelta-cianīda šķīdumam var pievienot cinka putekļus vai cinka skaidas. Cinks ir elektropozitīvāks nekā zelts, tāpēc tas izspiež zeltu no zelta-cianīda kompleksa. Reakcija ir šāda:

2Na[Au(CN)₂] + Zn → 2Au + Na₂[Zn(CN)XNUMX]

Pēc tam nogulsnēto zeltu var atdalīt no šķīduma, filtrējot vai sedimentējot.

Vides un drošības apsvērumi

Cianīda toksicitāte

Cianīds ir akūti toksiska ķīmiska viela. Lielā koncentrācijā tas var būt nāvējošs cilvēkiem, dzīvniekiem un ūdens organismiem. Zelta ieguves kontekstā galvenās bažas rada iespējamā cianīda noplūde vidē, īpaši virszemes ūdeņos. Zivis ir īpaši jutīgas pret cianīdu, un pat zems cianīda līmenis ūdenī var negatīvi ietekmēt ūdens ekosistēmas.

Vides pārvaldība

Lai samazinātu cianīda izmantošanas ietekmi uz vidi zelta ieguvē, tiek veikti vairāki pasākumi. Raktuvēm ir jāievēro stingri noteikumi par cianīdu saturošu šķīdumu novadīšanu. Sārņu novadīšanas iekārtas, kurās glabā cianīdu saturošus šķīdumus un atkritumus, ir konstruētas ar necaurlaidīgām starplikām, lai novērstu noplūdi. Turklāt tiek izmantotas dažādas apstrādes metodes, lai samazinātu vai noņemtu cianīdu no šķīdumiem pirms iztukšošanas. Šīs metodes ietver ķīmisko oksidēšanu, bioloģisko apstrādi un ultravioletās gaismas izmantošanu cianīda sadalīšanai.

Daudzu ieguves darbību mērķis ir arī pārstrādāt un atkārtoti izmantot cianīda atlikumus apstrādes ķēdēs, lai samazinātu kopējo cianīda patēriņu.

Darba drošības pasākumi

Raktuvju personāls ir pakļauts riskam pakļaut toksisku cianīda līmeni. Lai aizsargātu strādniekus, raktuvēs tiek īstenoti vairāki drošības pasākumi. Tie ietver automatizācijas izmantošanu, lai samazinātu tiešu cilvēka saskari ar cianīdu saturošiem materiāliem, darbinieku nodrošināšanu ar atbilstošu aizsargtērpu, piemēram, cimdiem, priekšautiem un respiratoriem, kā arī regulāru drošības apmācību programmu vadīšanu.

Nākotnes perspektīvas

Neskatoties uz tās plašo izmantošanu, zelta ieguves metode, kuras pamatā ir cianīds, saskaras ar problēmām vides un drošības apsvērumu dēļ. Līdz ar to pieaug interese par alternatīvu, videi draudzīgāku zelta ieguves paņēmienu izstrādi. Dažas no šīm jaunajām metodēm ietver tiosulfāta, bromīda vai jonu šķidrumu izmantošanu kā alternatīvus šķidrinātājus. Tomēr šīs metodes joprojām ir eksperimentālās vai agrīnās komercializācijas fāzē, un tām ir savi ierobežojumi izmaksu lietderības un efektivitātes ziņā.

Tikmēr zelta ieguves nozare turpinās koncentrēties uz cianīda izskalošanās procesa drošības un ekoloģisko raksturlielumu uzlabošanu. Tas ietver turpmāku cianīda izmantošanas optimizēšanu, cianīdu saturošu atkritumu apstrādes metožu uzlabošanu un normatīvās atbilstības stiprināšanu.

Secinājumi

Nātrija cianīda izmantošana zelta ieguvē jau vairākus gadu desmitus ir bijusi mūsdienu zelta ieguves nozares stūrakmens. Tas piedāvā salīdzinoši efektīvu un rentablu veidu, kā iegūt zeltu no dažādām rūdām. Tomēr nevar nepamanīt cianīda toksicitāti un tā iespējamo ietekmi uz vidi. Nozarei virzoties uz priekšu, ir jāatrod līdzsvars starp zelta ieguves ekonomiskajiem ieguvumiem un nepieciešamību aizsargāt cilvēku veselību un vidi. Neatkarīgi no tā, vai uzlabojot esošos uz cianīdu balstītus procesus vai izstrādājot jaunas, alternatīvas tehnoloģijas, zelta ieguves nākotne ir ilgtspējīgāku un drošāku metožu atrašanā.