Исцедување на натриум цијанид во ископување злато

Вовед

Привлечноста на златото и улогата на лужењето со цијанид

Златото го плени човештвото со милениуми, неговиот сјај и реткост што го прави симбол на богатство, моќ и убавина низ културите. Од богатите златни артефакти на древниот Египет до денешните златни резерви што ги чуваат централните банки, значењето на златото во глобалната економија и култура е непобитно. Служи како складиште на вредност, заштита од економските несигурности и клучна компонента во накитот, електрониката и воздушната индустрија.

Во областа на рударството на злато , лужењето со цијанид се појави како доминантен метод на екстракција. Од неговото индустриско усвојување кон крајот на 19 век, лужењето со цијанид ја револуционизираше индустријата за рударство на злато, овозможувајќи екстракција на злато од руди со низок квалитет кои претходно беа неекономични за обработка. Овој метод ги искористува уникатните хемиски својства на цијанидот за растворање на златото од рудата, формирајќи растворливи комплекси од златен цијанид кои можат лесно да се одвојат и рафинираат.

Хемијата зад лужењето со цијанид

Реактивноста на цијанидот со злато

Процесот на истекување на цијанид зависи од единствената хемиска реактивност помеѓу цијанидните јони и златото. Кога натриум цијанидот (NaCN) се раствора во вода, тој дисоцира на натриумови јони (Na⁺) и цијанидни јони (CN⁻). Овие цијанидни јони се многу реактивни кон златото и во присуство на кислород, тие иницираат сложена хемиска реакција.

Хемиската равенка за реакцијата помеѓу злато, натриум цијанид , кислород и вода е како што следува:

4Au + 8NaCN + O2 + 4H4O → XNUMXNa[Au(CN)XNUMX] + XNUMXNaOH

Во оваа реакција, атомите на злато во рудата реагираат со цијанидните јони за да формираат растворлив комплекс, натриум дицијаноаурат (Na[Au(CN)2]). Кислородот присутен во растворот делува како оксидирачки агенс, олеснувајќи ја реакцијата со обезбедување на потребните електрони за формирање на комплексот злато - цијанид. Молекулите на водата исто така играат улога во реакцијата, учествувајќи во формирањето на комплексот и нус-производот, натриум хидроксид (NaOH).

Оваа реакција е редокс процес. Златото се оксидира од неговата елементарна состојба (Au⁰) до оксидациска состојба од +1 во комплексот [Au(CN)₂]⁻, додека кислородот се редуцира. Формирањето на растворлив комплекс злато-цијанид е клучно бидејќи овозможува златото, кое првично било во цврста, нерастворлива форма во рудата, да се раствори во растворот. Ова растворено злато потоа може да се одвои од преостанатите компоненти на рудата преку последователни чекори на обработка, како што се адсорпција на активен јаглен или таложење со употреба на цинков прав.

Зошто цијанид? Уникатните својства на натриум цијанид

Натриум цијанидот има неколку својства што го прават префериран реагенс за лужење злато во рударската индустрија:

1. Висока селективност за злато: Цијанидните јони имаат извонредна способност селективно да го раствораат златото во присуство на многу други минерали што најчесто се наоѓаат во рудите што содржат злато. Оваа селективност е клучна бидејќи овозможува екстракција на злато од руди со низок квалитет каде што златото често е прошарано со големи количини на ганге минерали. На пример, во руда што содржи кварц, фелдспат и други невредни минерали, цијанидот преференцијално ќе реагира со златото, оставајќи ги поголемиот дел од ганге минералите нереагирани и лесно одвоени од растворот што содржи злато.

2. Висока растворливост во вода: Натриум цијанидот е високо растворлив во вода, што е од суштинско значење за неговата примена во процесите на лужење. Високата растворливост гарантира дека цијанидните јони можат брзо да се дисперзираат низ целата рудна кашеста маса, максимизирајќи го контактот помеѓу цијанидот и златните честички. Оваа брза дисперзија води до побрзи стапки на реакција и повисоки стапки на обновување на златото. На пример, на собна температура, значителна количина на натриум цијанид може да се раствори во вода, обезбедувајќи висока концентрација на реактивни цијанидни јони во растворот за лужење.

3. Релативна трошковна ефикасност: Во споредба со некои алтернативни реагенси кои потенцијално би можеле да се користат за екстракција на злато, натриум цијанидот е релативно ефтин. Оваа трошковна ефикасност е главен фактор во неговата широка употреба во индустријата за рударство на злато, особено за операции од голем обем. Рударите можат да добијат натриум цијанид во големи количини по разумна цена, што помага да се одржи вкупната цена на екстракцијата на злато во рамките на економски одржлив опсег.

4. Стабилност во алкални раствори: Цијанидот е стабилен во алкални раствори, што е предност во процесот на лужење. Со одржување на растворот за лужење на висока pH вредност (обично околу 10-11), може да се минимизира распаѓањето на цијанидот во водород цијанид (HCN), високо токсичен и испарлив гас. Оваа стабилност осигурува дека цијанидот останува во својата реактивна форма подолг период, овозможувајќи ефикасно растворање на златото. Вар често се додава во растворот за лужење за да се одржи алкалната средина и да се подобри стабилноста на цијанидот.

Чекор-по-чекор процес на истекување на цијанид во рудниците за злато

Предтретман: дробење и мелење

Пред да започне процесот на лужење со цијанид, рудата што носи злато поминува низ клучна фаза на предтретман. Првиот чекор во оваа фаза е дробење, што е од суштинско значење за намалување на големите парчиња руда на помали парчиња. Ова обично се постигнува со користење на серија дробилки, како што се дробилки за вилица, дробилки со конуси и вртежни дробилки. На пример, дробилката за вилица има едноставна структура и висок сооднос на дробење. Може да се справи со големи руди и првично да ги скрши на помали фрагменти.

По дробењето, рудата потоа се подложува на мелење. Мелењето се врши за дополнително намалување на големината на честичките на рудата, обично во мелница за топчиња или мелница со прачки. Во топчестата мелница се користат челични топчиња за мелење на рудата. Како што мелницата се ротира, топчињата каскадираат надолу, удирајќи и мелејќи ги честичките на рудата. Овој процес е клучен бидејќи ја зголемува површината на рудата. Поголема површина значи дека има повеќе контакт помеѓу честичките што содржат злато во рудата и растворот на цијанид за време на фазата на лужење.

На пример, ако рудата не е правилно смачкана и мелена, златните честички може да бидат заробени во големи рудни парчиња. Растворот на цијанид тогаш ќе има потешкотии да ги достигне овие златни честички, што ќе доведе до помала стапка на екстракција. Со редуцирање на рудата до ситен прав преку мелење, златото станува подостапно за јоните на цијанидот, зголемувајќи ја ефикасноста на процесот на лужење.

Фаза на лужење: Промешано лужење наспроти лужење во грамада

Откако рудата е правилно подготвена, започнува фазата на лужење и постојат два главни методи: лужење со мешање и лужење на купови.

Промешано лужење

При мешано лужење, ситно мелената руда се меша со растворот на цијанид во голем резервоар, често познат како резервоар за лужење или резервоар за мешање. За постојано мешање на смесата се користат механички агитатори, како што се кола. Оваа постојана агитација служи за неколку важни цели. Прво, осигурува дека растворот на цијанид е рамномерно распореден низ кашеста маса на рудата. Оваа рамномерна распределба е од клучно значење бидејќи им овозможува на сите честички со злато да имаат еднакви шанси да реагираат со јоните на цијанидот. Второ, мешањето помага да се задржат честичките на рудата во суспензија, спречувајќи ги да се таложат на дното на резервоарот. Ова е важно бидејќи ако честичките се таложат, реакцијата помеѓу златото и цијанидот може да биде инхибирана.

Промешаното лужење често се претпочита за руди со повисок степен или кога е потребна висока стапка на обновување во релативно краток период. Погоден е и за руди кои се потешки за лужење, бидејќи мешањето може да го подобри контактот помеѓу рудата и растворот на цијанид. Меѓутоа, измешаното лужење бара повеќе енергија поради континуираното работење на агитаторите. Исто така, има релативно висока капитална цена бидејќи бара опрема од големи размери и значителна количина раствор на цијанид.

Исцедење на купови

Лижењето на грамада, од друга страна, е поисплатлив метод, особено за руди со низок степен. Во овој процес, дробената руда се натрупува во големи купишта, обично на непропустлива обвивка за да се спречи истекување на растворот на цијанид. Растворот од цијанид потоа се прска или се капе на врвот на купот на рудата. Како што растворот се пробива низ купот, тој реагира со златото во рудата, растворувајќи го и формирајќи златно-цијанид комплекс. Исцедокот, кој го содржи раствореното злато, потоа се исцедува до дното на купот и се собира во езерце или резервоар за понатамошна обработка.

Лижењето на купот е посоодветна опција за операции од големи размери со руди со низок степен, бидејќи бара помали капитални инвестиции во опрема во споредба со лужењето со мешање. Исто така, има помали потреби за енергија бидејќи нема потреба од континуирано мешање. Меѓутоа, лужењето на купот има подолго време на истекување во споредба со лужењето со мешање, а стапката на обновување може да биде малку помала. Успешноста на лужењето на грамадите зависи и од фактори како што е пропустливоста на купот на рудата. Ако грамадата не е правилно конструирана и честичките од рудата се премногу цврсто спакувани, растворот на цијанид можеби нема да може рамномерно да навлезе, што ќе доведе до нерамномерно лужење и помало обновување на златото.

Обработка по лужење: Обновување на златото од растворот

Откако златото ќе се раствори во растворот на цијанид за време на фазата на лужење, следниот чекор е да се врати златото од овој раствор. Постојат неколку методи кои вообичаено се користат за оваа намена, при што два од најраспространетите се адсорпција на активен јаглен и цементирање на прашина од цинк.

Адсорпција на активен јаглен

Активниот јаглерод има голема површина и висок афинитет за комплекси злато - цијанид. Во процесот на адсорпција на активиран јаглерод, познат и како процес на јаглерод-во-пулпа (CIP) или процес на истекување на јаглерод (CIL), активен јаглен се додава во исцедокот. Златно-цијанидните комплекси во растворот се привлекуваат кон површината на активниот јаглерод и се адсорбираат на него. Ова формира „натоварен“ или „бремен“ јаглерод, кој потоа се одвојува од растворот.

Одвојувањето на натоварениот јаглерод од растворот може да се постигне преку скрининг или филтрација. Откако ќе се одвои, златото потоа се обновува од натоварениот јаглерод. Ова обично се прави преку процес наречен елуција или десорпција, каде што златото се отстранува од јаглеродот со помош на топол, концентриран раствор на натриум цијанид и натриум хидроксид. Добиениот раствор, кој е богат со злато, потоа дополнително се обработува преку електролиза за да се депонира златото на катода, што резултира со формирање на чисто злато.

Цементација на цинк прашина

Цементацијата на цинковата прашина, позната и како процес Мерил - Кроу, е уште еден широко користен метод за враќање на златото од исцедокот. Во овој процес, во растворот што го содржи комплексот злато - цијанид се додава цинкова прашина. Цинкот е пореактивен од златото и го поместува златото од комплексот според следната хемиска реакција:

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

Златото потоа се таложи од растворот како цврста состојба, формирајќи талог од злато - цинк. Овој талог потоа се филтрира и се одвојува од растворот. Златото дополнително се рафинира со топење на талогот за да се отстрани цинкот и другите нечистотии, што резултира со производство на чисто злато. Цементирањето на цинковата прашина е релативно едноставен и јасен процес, но бара внимателна контрола на pH вредноста и концентрацијата на растворот на цијанид за да се обезбеди ефикасно обновување на златото.

Фактори кои влијаат на ефикасноста на лужењето со цијанид

Карактеристики на рудата

Природата на рудата што носи злато е фундаментален фактор што влијае на ефикасноста на лужењето со цијанид. Различни видови руди, како што се сулфидните златни руди и оксидираните златни руди, имаат посебни карактеристики кои можат значително да влијаат на процесот на лужење.

Сулфидни златни руди: Сулфидните златни руди често содржат значителни количини на сулфидни минерали, како што се пирит (FeS₂), арсенопирит (FeAsS) и халкопирит (CuFeS₂). Овие сулфидни минерали можат да претставуваат неколку предизвици за време на цедењето со цијанид. На пример, пиритот е чест сулфиден минерал во рудите што содржат злато. Кога пиритот е присутен во рудата, тој може да реагира со растворот на цијанид и кислородот во средината на цедење. Оксидацијата на пиритот во присуство на кислород и цијанид може да доведе до формирање на разни нуспроизводи, како што се сулфурна киселина (H₂SO₄) и комплекси на железо-цијанид. Формирањето на сулфурна киселина може да ја намали pH вредноста на растворот за цедење, што е штетно за стабилноста на цијанидот. Дополнително, реакцијата на сулфидните минерали со цијанид може да потроши голема количина цијанид, зголемувајќи ја цената на реагенсот. На пример, во руда каде што содржината на сулфиди е висока, потрошувачката на цијанид може да биде неколку пати поголема отколку во руда без сулфиди.

Оксидирани златни руди: Оксидираните златни руди, од друга страна, обично имаат поповолна средина за испирање во споредба со сулфидните руди. Овие руди поминале низ процеси на атмосферско дејство и оксидација, кои веќе оксидирале многу од сулфидните минерали во постабилни оксидни форми. Како резултат на тоа, проблемите поврзани со реакциите на сулфид-цијанид се намалени. Златото во оксидираните руди е често подостапно за растворот на цијанид бидејќи структурата на рудата е генерално попорозна и помалку комплексна. На пример, во латеритна златна руда, која е еден вид оксидирана руда, златото често се наоѓа во поразиперсирана и помалку капсулирана форма. Ова им овозможува на цијанидните јони лесно да стигнат до честичките на златото, што доведува до поголема ефикасност на испирање. Сепак, оксидираните руди може да содржат и некои нечистотии, како што се железни оксиди и хидроксиди, кои можат да го адсорбираат комплексот злато-цијанид или до одреден степен да се мешаат во процесот на испирање.

Големината на честичките на златото во рудата исто така игра клучна улога. Ситно зрнестите златни честички имаат поголем сооднос површина - површина - волумен, што значи дека можат побрзо да реагираат со растворот на цијанид. Спротивно на тоа, на крупните златни честички може да им треба подолго време на лужење или поагресивни услови на лужење за да се постигне висока стапка на обновување. На пример, ако златните честички се многу груби, растворот на цијанид можеби нема да може да навлезе доволно длабоко во честичките, оставајќи дел од златото да не реагира.

Концентрација на цијанид

Концентрацијата на натриум цијанид во растворот за лужење е критичен параметар кој директно влијае и на ефикасноста на екстракцијата на злато и на севкупните трошоци на операцијата.

Влијание врз ефикасноста на испирање: Како што се зголемува концентрацијата на цијанид, првично се зголемува и брзината на реакцијата помеѓу златото и цијанидот. Ова е затоа што повисоката концентрација на цијанидни јони обезбедува повеќе молекули на реактантот достапни за интеракција со честичките злато. На пример, во лабораториски експеримент, кога концентрацијата на цијанид се зголемува од 0.01% на 0.05%, брзината на растворање на златото може значително да се зголеми, што доведува до поголемо обновување на златото во пократок период. Сепак, оваа врска не е линеарна на неодредено време. Откако концентрацијата на цијанид ќе достигне одредено ниво, понатамошните зголемувања може да не резултираат со пропорционално зголемување на брзината на растворање на златото. Всушност, кога концентрацијата на цијанид е превисока, тоа може да предизвика хидролиза на цијанид. Хидролизата на цијанид се јавува кога цијанидот реагира со вода за да формира водород цијанид (HCN) и хидроксидни јони (OH⁻). Реакцијата е како што следува: CN⁻+H₂O⇌HCN + OH⁻. Водород цијанидот е испарлив и многу токсичен гас. Формирањето на HCN не само што го намалува достапниот цијанид за реакцијата на испирање на златото, туку претставува и сериозна опасност по безбедноста и животната средина.

Размислувања за трошоците: Цијанидот е релативно скап реагенс, особено кога се разгледуваат операции за рударство на злато во големи размери. Употребата на поголема концентрација на цијанид од потребната може значително да ги зголеми трошоците за производство. На пример, во операција на лужење на голема грамада, ако концентрацијата на цијанид се зголеми за 0.05% повеќе од оптималното ниво, годишните трошоци за потрошувачка на цијанид може да се зголемат за значителна количина, во зависност од волуменот на растворот за лужење и обемот на операцијата. Од друга страна, употребата на премногу ниска концентрација на цијанид ќе резултира со бавна стапка на лужење, што може да бара подолго време на лужење или поголем волумен на растворот за лужење за да се постигне посакуваното обновување на златото. Ова исто така може да ги зголеми вкупните трошоци поради подолго време на обработка, поголема потрошувачка на енергија и потенцијално пониска продуктивност.

Општо земено, за повеќето операции за ископување злато, соодветниот опсег на концентрација на цијанид е помеѓу 0.03% и 0.1%. Сепак, овој опсег може да варира во зависност од фактори како што се типот на рудата, присуството на нечистотии и специфичниот метод на лужење што се користи. На пример, во процесот на промешување - лужење за релативно чиста златна руда, може да биде доволна помала концентрација на цијанид во опсегот, околу 0.03% - 0.05%. Спротивно на тоа, за сложена златна руда со сулфид во операција на лужење на куп, може да биде потребна малку повисока концентрација на цијанид, можеби поблиску до 0.08% - 0.1%, за да се компензира потрошувачката на цијанид од сулфидните минерали.

pH вредност на растворот

PH вредноста на растворот за истекување на цијанид е од најголема важност во процесот на истекување злато - цијанид, бидејќи влијае на стабилноста на цијанидот, растворливоста на златото и корозијата на опремата.

Стабилност на цијанид: Цијанидот е најстабилен во алкална средина. Кога pH вредноста на растворот е во опсег од 10 - 11, хидролизата на цијанид, која го произведува токсичниот гас водород цијанид (HCN), е минимизирана. Како што споменавме претходно, реакцијата на хидролиза на цијанид е CN⁻+H₂O⇌HCN + OH⁻. Во алкален раствор, високата концентрација на хидроксидни јони (OH⁻) ја поместува рамнотежата на оваа реакција налево, намалувајќи го формирањето на HCN. На пример, ако pH вредноста на растворот за истекување падне на 8 или пониско, стапката на хидролиза на цијанид значително ќе се зголеми, што ќе доведе до губење на цијанид и зголемен ризик од ослободување на HCN, што не е само губење на реагенс, туку и сериозна опасност по безбедноста за работниците и животната средина.

Растворливост на злато: Растворливоста на комплексот злато-цијанид е исто така под влијание на pH вредноста. Во соодветниот алкален pH опсег, формирањето на растворлив комплекс злато-цијанид, како што е Na[Au(CN)₂], е фаворизирано. Кога pH вредноста е премногу ниска, комплексот може да се распадне, намалувајќи ја количината на злато во растворот и со тоа намалувајќи ја ефикасноста на испирање. Дополнително, во кисела средина, други метални јони присутни во рудата може полесно да се растворат, попречувајќи го процесот на испирање на златото. На пример, железните јони (Fe³⁺) од минералите што содржат железо во рудата можат да формираат талог или да се комплексираат со цијанид во кисел раствор, натпреварувајќи се со златото за цијанидните јони.

Корозија на опрема: Одржувањето на точната pH вредност е исто така клучно за заштита на опремата што се користи во процесот на лужење. Во кисела средина, растворот од цијанид може да биде многу корозивен за металната опрема, како што се резервоарите за лужење, цевководи и пумпите. На пример, резервоарите за лужење изработени од челик можат брзо да кородираат во кисел раствор од цијанид, што доведува до протекување и потреба од честа замена на опремата, што ги зголемува трошоците за производство и времето на застој. Спротивно на тоа, алкалниот раствор е многу помалку корозивен за повеќето вообичаени материјали што се користат во опремата за рударство на злато.

За да се одржи соодветната pH вредност, вар (CaO) или натриум хидроксид (NaOH) често се додава во растворот за истекување. Вар е најчесто користен реагенс за прилагодување на pH во операциите за ископување злато поради неговата релативно ниска цена и ефективност. Тој реагира со вода за да формира калциум хидроксид (Ca(OH)2), кој може да ги неутрализира сите кисели компоненти во растворот и да ја зголеми pH вредноста. Додавањето вар, исто така, има дополнителна придобивка од таложење на некои метални јони, како што се железото и бакарот, што може да го намали нивното мешање во процесот на лужење.

Температура и време на истекување

Температурата и времето на лужење се два меѓусебно поврзани фактори кои имаат значително влијание врз ефикасноста на лужењето со цијанид.

Влијание на температурата: Зголемувањето на температурата генерално води до зголемување на брзината на реакцијата цијанид-злато. Ова е затоа што повисоките температури ја зголемуваат кинетичката енергија на молекулите на реактантот, вклучувајќи ги цијанидните јони и атомите на злато на површината на рудата. Како резултат на тоа, фреквенцијата на судири меѓу реактантите се зголемува, а брзината на реакцијата се забрзува. На пример, во експеримент на лабораториско ниво, кога температурата на растворот за лужење се зголемува од 20°C на 40°C, брзината на растворање на златото може да се удвои, па дури и тројно во некои случаи. Сепак, постојат ограничувања за зголемување на температурата. Со зголемувањето на температурата, растворливоста на кислородот во растворот се намалува. Бидејќи кислородот е суштински оксидирачки агенс во реакцијата злато-цијанид, намалувањето на растворливоста на кислородот може да ја ограничи брзината на реакцијата. На многу високи температури, близу 100°C, растворливоста на кислородот станува екстремно ниска, а процесот на лужење може да стане ограничен од кислород. Дополнително, повисоките температури можат да доведат и до зголемена хидролиза на цијанид, како што беше споменато претходно, што го намалува достапниот цијанид за реакцијата на испирање на злато. Покрај тоа, покачените температури можат да ја забрзаат корозијата на опремата, зголемувајќи ги трошоците за одржување и намалувајќи го животниот век на опремата. Во повеќето операции на рударство на злато, температурата на испирање се одржува на умерено ниво, обично помеѓу 15°C и 30°C. Овој температурен опсег обезбедува рамнотежа помеѓу брзината на реакција, растворливоста на кислород, стабилноста на цијанид и издржливоста на опремата.

Ефект од времето на лужење: Времето на лужење е директно поврзано со количината на злато што може да се екстрахира од рудата. Општо земено, како што се зголемува времето на лужење, повеќе злато ќе се раствора во растворот од цијанид. Сепак, врската помеѓу времето на лужење и обновувањето на златото не е линеарна. Првично, стапката на растворање на златото е релативно висока и значителна количина злато може да се екстрахира за краток период. Но, како што продолжува процесот на лужење, стапката на растворање на златото постепено се намалува. Ова е затоа што прво се раствораат најпристапните честички злато, а со текот на времето, преостанатото злато станува потешко да се достигне поради фактори како што е формирањето на реакциони производи на површината на рудата што можат да дејствуваат како бариера. На пример, во операција на лужење со мешање, голем дел од златото може да се раствори во првите 24-48 часа. После тоа, зголемувањето на времето на лужење може да резултира само со маргинално зголемување на обновувањето на златото. Премногу продолжување на времето на лужење може да биде неекономично бидејќи ги зголемува трошоците за работа, вклучувајќи ја потрошувачката на енергија, потрошувачката на реагенси и трошоците за работна сила. Во исто време, тоа може да доведе и до растворање на повеќе нечистотии, што може да го комплицира последователниот процес на добивање злато.

За да се оптимизира ефикасноста на производството, треба да се постигне рамнотежа помеѓу температурата и времето на лужење. Ова често бара спроведување на лабораториски тестови на одредена мостра руда за да се одреди оптималната комбинација на овие два параметри. На пример, за одреден тип руда, може да се открие дека температурата на лужење од 25°C и време на лужење од 36 часа резултираат со највисоко обновување на златото по најниска цена.

Безбедносни и еколошки размислувања

Токсичноста на цијанидот: Мерки на претпазливост при ракување и складирање

Цијанидот, во форма на натриум цијанид што се користи за лужење злато, е исклучително токсична супстанција. Дури и мала количина може да биде смртоносна за луѓето и другите организми. Кога натриум цијанид доаѓа во контакт со киселини, може да ослободи гас водород цијанид, кој е многу испарлив и брзо се апсорбира од телото преку вдишување. Голтање или контакт со кожата со натриум цијанид, исто така, може да доведе до тешко труење. Токсичноста на цијанидот се должи на неговата способност да се врзува за цитохром оксидазата во клетките, нарушувајќи го нормалниот процес на клеточно дишење и предизвикувајќи клетките да не можат да користат кислород, што доведува до брза клеточна смрт.

Со оглед на неговата екстремна токсичност, строгите мерки на претпазливост при ракување и складирање се неопходни. Работниците вклучени во употребата на натриум цијанид мора да добијат сеопфатна обука за безбедност пред да ракуваат со оваа хемикалија. Лична заштитна опрема, вклучително и ракавици направени од соодветни материјали како што се нитрил за да се спречи контакт со кожата, заштитни очила за заштита на очите и опрема за респираторна заштита како гас-маски со соодветни филтри за водород цијанид, мора постојано да се носат за време на ракувањето.

Објектите за складирање на натриум цијанид треба да се наоѓаат во добро проветрена, изолирана област подалеку од извори на топлина, палење и некомпатибилни материи. Местото за складирање треба да биде јасно означено со предупредувачки знаци кои укажуваат на присуство на високо токсична супстанција. Натриум цијанидот треба да се чува во цврсто затворени садови направени од материјали кои се отпорни на корозија од цијанид, како што се одредени видови пластика или нерѓосувачки челик. Овие контејнери треба да се чуваат во секундарен систем за задржување, како што е послужавник отпорен на излевање или шкаф за складирање дизајниран да спречи ширење на какви било потенцијални излевања. Потребни се редовни прегледи на просторот за складирање и контејнерите за да се осигура дека нема протекување или знаци на деградација.

За време на транспортот, натриум цијанид мора да се транспортира во согласност со строгите прописи. Потребни се специјализирани транспортни возила кои се опремени со безбедносни карактеристики за да се спречи излевање и се јасно означени како транспортираат опасни материјали. Процесот на транспорт треба внимателно да се следи и треба да има планови за одговор при итни случаи во случај на несреќа.

Влијанија врз животната средина и управување со отпад

Употребата на цијанид во лужењето злато може да има значителни влијанија врз животната средина, првенствено поради ослободување на отпад што содржи цијанид. Најзагрижувачки отпаден производ е отпадната вода богата со цијанид што се создава за време на процесот на лужење. Доколку оваа отпадна вода не се третира соодветно и се испушта во животната средина, може да има катастрофални ефекти врз водните екосистеми.

Цијанидот е многу токсичен за водните организми. Дури и при ниски концентрации, може да убие риби, безрбетници и други водни животни. На пример, концентрацијата на цијанид до 0.05 mg/L во вода може да биде смртоносна за многу видови риби. Присуството на цијанид во водата, исто така, може да го наруши синџирот на исхрана во водните екосистеми, бидејќи може да ги убие примарните производители и потрошувачи, што ќе доведе до каскада од негативни ефекти врз организмите на повисоко ниво. Дополнително, ако загадената вода се користи за наводнување, тоа може да влијае на квалитетот на почвата и да ги оштети посевите.

За да се ублажат овие влијанија врз животната средина, од клучно значење е правилното управување со отпадот со отпадните води кои содржат цијанид. Постојат неколку вообичаени методи за третман на оваа отпадна вода:

Методи на оксидација: Хемиската оксидација е широко користен пристап. Еден од најчестите оксиданти се соединенијата на база на хлор, како што се натриум хипохлорит (белило) или хлорен гас. Во присуство на алкална средина, овие оксиданти можат да реагираат со цијанид за да го претворат во помалку токсични соединенија. На пример, реакцијата со натриум хипохлорит во алкален раствор може прво да го претвори цијанидот (CN⁻) во цијанат (CNO⁻), а потоа понатаму во јаглерод диоксид (CO₂) и азот (N₂) преку серија реакции. Целокупната реакција може да се претстави на следниов начин:

2CN-+5OCl- + H2O→5HCOXNUMX-+NXNUMX + XNUMXCl-

Друг метод на оксидација е употребата на водород пероксид (H2O2). Водород пероксид може да го оксидира цијанидот во цијанат во присуство на катализатор. Овој метод често се претпочита во некои случаи бидејќи не внесува дополнителни загадувачи како некои методи базирани на хлор.

Неутрализација и таложење: Во некои случаи, отпадните води што содржат цијанид може да содржат и комплекси на тешки метали - цијанид. Со прилагодување на pH вредноста на отпадните води и додавање на соодветни хемикалии, овие тешки метали можат да се таложат. На пример, додавањето вар (CaO) во отпадните води може да ја зголеми pH вредноста и да предизвика таложење на тешки метали како што се бакар, цинк и железо како нивни хидроксиди. Цијанидот потоа може понатаму да се третира со методи на оксидација откако ќе се отстранат тешките метали.

Биолошки третман: Некои микроорганизми имаат способност да го разградат цијанидот. Во системите за биолошки третман, како што се процесите со активна тиња или биофилм реактори, овие микроорганизми можат да се користат за разградување на цијанидот во помалку штетни супстанции. Сепак, биолошкиот третман е посоодветен за отпадни води со ниска до умерена концентрација на цијанид, бидејќи високите концентрации на цијанид можат да бидат токсични за микроорганизмите. Микроорганизмите го користат цијанидот како извор на азот и јаглерод, претворајќи го во амонијак, јаглерод диоксид и други безопасни нуспроизводи преку нивните метаболички процеси.

Покрај пречистувањето на отпадните води, треба да се направат напори и да се минимизира количината на цијанид што се користи во процесот на лужење злато и да се рециклираат и повторно да се користат растворите што содржат цијанид секогаш кога е можно. Ова може да помогне да се намали севкупното влијание врз животната средина од операциите за ископување злато кои се потпираат на истекување на цијанид.

Студии на случај и индустриски практики

Успешни приказни: Операции за истекување со цијанид со висока ефикасност

Неколку операции за ископување злато ширум светот постигнаа извонреден успех во лужењето со цијанид, поставувајќи мерила за индустријата во однос на ефикасноста, економичноста и грижата за животната средина.

Еден таков пример е рудникот Јанакоча во Перу, еден од најголемите рудници за производство на злато на глобално ниво. Рудникот има имплементирано низа иновативни мерки за оптимизирање на процесот на лужење со цијанид. Со спроведување на сеопфатни студии за карактеризација на рудата, инженерите на рудникот беа во можност прецизно да ги разберат својствата на рудата. Ова им овозможи да ја приспособат концентрацијата на цијанид и условите за лужење на специфичните карактеристики на рудата. На пример, тие открија дека за одреден тип руда со висока содржина на сулфиди, потребна е малку повисока концентрација на цијанид од околу 0.08% - 0.1% за да се компензира потрошувачката на цијанид од страна на сулфидните минерали. Ова прецизно прилагодување на концентрацијата на цијанид не само што ја подобри стапката на обновување на златото, туку и ја намали вкупната потрошувачка на цијанид по тон руда.

Во однос на заштитата на животната средина, рудникот Јанакоча направи значителни инвестиции во напредни капацитети за третман на отпадни води. Тие усвоија процес на повеќестепен третман кој комбинира хемиска оксидација, неутрализација и биолошки третман за ефикасно отстранување на цијанидот и другите загадувачи од отпадните води. Прочистената вода потоа се рециклира за употреба во процесот на лужење, намалувајќи ја зависноста на рудникот од изворите на свежа вода и минимизирајќи го влијанието врз животната средина.

Друга успешна приказна е рудникот Поргера во Папуа Нова Гвинеја. Овој рудник се фокусираше на континуирано подобрување на процесот и технолошки иновации. Тие имплементираа најсовремен автоматизиран систем за контрола за нивните резервоари за мешање и лужење. Овој систем континуирано ги следи и прилагодува параметрите како што се брзината на мешање, протокот на растворот од цијанид и температурата на кашестата кашеста маса за лужење. Со одржување на оптимални услови во секое време, рудникот постигна висока стапка на обновување на златото од над 90% во некои операции. Дополнително, рудникот Поргера е активно вклучен во истражување и развој за да пронајде алтернативни реагенси кои можат да го намалат влијанието врз животната средина од процесот на лужење со цијанид. Тие спроведуваат испитувања со нови видови средства за лужење без цијанид , иако лужењето со цијанид сè уште останува примарен метод поради неговата ефикасност и економичност.

Соочени предизвици и усвоени решенија

И покрај неговата широка употреба, истекувањето на цијанид во рудниците за злато не е без свои предизвици. Рудниците често се соочуваат со различни прашања кои можат да влијаат на ефикасноста, трошоците и еколошката одржливост на процесот.

Комплексни својства на рудата

Многу златни руди имаат сложени состави, што може да претставува значителен предизвик за лужењето со цијанид. На пример, рудите што содржат високи нивоа на арсен, како што се оние во некои наоѓалишта во западниот дел на Соединетите држави, може да бидат особено тешки за обработка. Минералите што содржат арсен, како арсенопирит, можат да реагираат со цијанид и кислород, трошат големи количини на цијанид и ја намалуваат ефикасноста на истекувањето на златото. Покрај тоа, присуството на арсен во исцедокот може да го направи третманот на отпадните води покомплексен и предизвик поради токсичноста на соединенијата на арсен.

За да се реши ова прашање, некои рудници усвоија методи за пред-третман. Еден заеднички пристап е печењето, каде што рудата се загрева во присуство на воздух. Печењето ги оксидира минералите кои содржат арсен, претворајќи ги во постабилни форми кои со помала веројатност ќе го попречат процесот на истекување на цијанид. По печењето, рудата потоа може да биде подложена на нормално лужење со цијанид. Друг метод за пред-третман е биооксидацијата, која користи микроорганизми за оксидација на сулфидните и арсенските минерали. Овој метод е поеколошки од печењето бидејќи работи на пониски температури и произведува помало загадување на воздухот.

Зголемување на регулативите за животна средина

Како што расте еколошката свест, операциите за ископ на злато се соочуваат со построги регулативи во врска со употребата и отстранувањето на цијанидот. Во многу земји, дозволените граници за цијанид во отпадните води и емисиите во воздухот се значително заострени. На пример, во Австралија, регулаторните органи за животна средина поставија строги ограничувања на концентрацијата на цијанид во отпадните води што се испуштаат од рудниците за злато. Од рудниците се бара да ги исполнат овие ограничувања за да се избегнат големи казни и потенцијално затворање.

За да се усогласат со овие прописи, рудниците инвестираат во напредни технологии за третман на отпадни води. Некои користат напредни процеси на оксидација, како што е употребата на озон или ултравиолетова (УВ) светлина во комбинација со водород пероксид, за поефикасно разградување на цијанидот во отпадната вода. Овие методи можат да постигнат многу ниски резидуални концентрации на цијанид во третираната вода. Дополнително, рудниците спроведуваат и подобри практики за управување за да спречат излевање и истекување на цијанид. Ова вклучува подобрување на дизајнот и одржувањето на капацитетите за складирање, користење двојни езерца за решенија што содржат цијанид и имплементација на системи за следење во реално време за веднаш да се детектираат потенцијалните истекувања.

Трошоци - ефективност на нестабилниот пазар на злато

Трошоците за операциите на ископување злато, вклучително и лужењето со цијанид, се голема загриженост, особено на нестабилниот пазар на злато. Флуктуациите на цената на златото може значително да влијаат на профитабилноста на рудниците. Цијанидот, како клучен реагенс во процесот на лужење, може да придонесе значителен дел во севкупните трошоци за производство.

За справување со економичноста, рудниците постојано бараат начини да ја намалат потрошувачката на реагенси и да ја зголемат ефикасноста на процесот. Некои рудници користат напредна аналитика и пристапи засновани на податоци за да го оптимизираат процесот на лужење. Со анализа на големи количини на податоци за својствата на рудата, условите за лужење и стапките на обновување на златото, тие можат да ги идентификуваат оптималните работни параметри за секоја серија руда. Ова им овозможува да ја намалат количината на цијанид што се користи без да го жртвуваат обновувањето на златото. На пример, некои рудници имаат имплементирано алгоритми за машинско учење кои можат да ја предвидат оптималната концентрација на цијанид и времето на лужење врз основа на хемискиот состав на рудата и дистрибуцијата на големината на честичките. Дополнително, рудниците исто така истражуваат употреба на алтернативни, поекономични реагенси или адитиви кои можат да го подобрат процесот на лужење и да ја намалат зависноста од цијанид.

Идни трендови во технологијата за лужење со цијанид

Технолошки иновации кои имаат за цел да ја подобрат ефикасноста и да ги намалат ризиците

Иднината на технологијата за истекување на цијанид ветува многу со неколку технолошки иновации на хоризонтот. Една од клучните области на фокус е развојот на понапредна и поефикасна опрема за лужење. На пример, истражувачите работат на дизајнирање резервоари за лужење од новата генерација со подобрени системи за агитација. Овие системи имаат за цел да го подобрат мешањето на кашеста маса на рудата и растворот на цијанид, обезбедувајќи порамномерна дистрибуција на реактантите. Неодамнешен развој е употребата на пресметковна динамика на течности (CFD) за оптимизирање на дизајнот на работните кола за мешање во резервоарите за лужење. Со симулирање на моделите на проток на кашеста маса и растворот, инженерите можат да дизајнираат работни кола кои обезбедуваат подобро мешање, ја намалуваат потрошувачката на енергија и ја подобруваат севкупната ефикасност на процесот на лужење.

Друга област на иновација е развојот на континуирани процеси на лужење. Традиционалните процеси на лужење од сериски тип често страдаат од неефикасност поради потребата од чести операции на стартување и исклучување. Процесите на континуирано лужење, од друга страна, можат да работат континуирано, намалувајќи го времето на застој и зголемувајќи ја продуктивноста. Некои рударски компании веќе ја истражуваат употребата на реактори со континуирано мешање - резервоари (CSTR) при истекување на цијанид. Овие реактори можат да одржуваат стабилна работа, овозможувајќи поконзистентен и поефикасен процес на лужење. Дополнително, процесите на континуирано лужење може полесно да се интегрираат со други операции на единицата во процесот на ископување злато, како што се мелење руда и обновување злато, што доведува до порационализирана и поефикасна севкупна работа.

Во однос на намалувањето на еколошките и безбедносните ризици, се развиваат нови технологии за подобро управување со отпадот што содржи цијанид. На пример, постои зголемен интерес за развој на технологии за сепарација базирани на мембрана за третман на отпадни води богати со цијанид. Мембранската филтрација може ефикасно да го отстрани цијанидот и другите загадувачи од отпадната вода, создавајќи чиста вода која може да се рециклира назад во процесот на истекување. Ова не само што го намалува влијанието на рударството врз животната средина, туку и заштедува на потрошувачката на вода. Некои системи базирани на мембрана се дизајнирани да бидат мобилни, што овозможува третман на самото место на отпадот што содржи цијанид, што е особено корисно за далечински операции на рударство.

Потрага по алтернативни средства за лужење

Потрагата по алтернативни средства за лужење за замена на натриум цијанид е активна област на истражување во последниве години. Главните движечки сили зад ова истражување се потребата да се намалат еколошките и безбедносните ризици поврзани со употребата на цијанид и да се изнајдат поефикасни и поекономични методи за лужење.

Еден од најперспективните алтернативни средства за лужење е тиосулфатот. Тиосулфатот е релативно нетоксичен реагенс кој може да го раствори златото под одредени услови. Механизмот на лужење на тиосулфатот вклучува формирање на комплекс помеѓу злато и тиосулфат јони во присуство на оксидирачки агенс. Во споредба со цијанидот, тиосулфатот има неколку предности. Тој е многу помалку токсичен, што ги намалува безбедносните и еколошките ризици поврзани со неговата употреба. Дополнително, лужењето со тиосулфат е помалку чувствително на присуство на некои нечистотии во рудата, како што се бакар и железо, кои можат да го попречат процесот на лужење со цијанид. Сепак, лужењето со тиосулфат има и некои предизвици. Процесот на лужење е често посложен и бара внимателна контрола на pH вредноста, температурата и концентрацијата на реагенсите. Цената на тиосулфатот е исто така релативно висока, што може да ја ограничи неговата широка употреба во големи рударски операции.

Друга алтернатива е употребата на средства за лужење базирани на халид, како што се бромид и хлорид. Овие агенси можат да го растворат златото преку реакции на оксидација и сложеност. Лижењето базирано на бромид, на пример, покажало високи стапки на растворање на злато во некои студии. Сепак, средствата за лужење базирани на халид имаат и свои недостатоци. Тие можат да бидат корозивни за опремата, што ги зголемува трошоците за одржување. Дополнително, отстранувањето на отпадот создаден од процесите на лужење базирани на халид може да биде предизвик поради потенцијалното влијание врз животната средина на отпадот што содржи халид.

Се истражуваат и биолошки агенси за лужење. Некои микроорганизми, како што се одредени бактерии и габи, имаат способност да произведуваат органски киселини или други супстанции кои можат да го растворат златото. Биолошкото лужење е еколошка опција бидејќи не вклучува употреба на токсични хемикалии. Сепак, процесот е релативно бавен, а условите за раст на микроорганизмите треба внимателно да се контролираат. Истражувањата се во тек за да се подобри ефикасноста на биолошкото лужење и да се направи остварлива алтернатива за операциите за ископување злато од големи размери.

Заклучок

Резиме на значењето и сложеноста на лужењето со цијанид во ископувањето злато

Исцедувањето со цијанид беше, и продолжува да биде, од најголемо значење во индустријата за ископување злато. Неговата способност да извлекува злато од руди со низок степен ги направи операциите за ископување злато економски поисплатливи во голем обем. Уникатните хемиски својства на натриум цијанид, како што се неговата висока селективност за злато, растворливост во вода, економичност и стабилност во алкалните раствори, го направија реагенс на избор за екстракција на злато повеќе од еден век.

Сепак, процесот е далеку од едноставен. Ефикасноста на истекувањето со цијанид е под влијание на мноштво фактори. Карактеристиките на рудата, вклучувајќи го типот на рудата (сулфидна или оксидирана), присуството на нечистотии како сулфидни минерали и големината на честичките на златото во рудата, можат многу да влијаат на процесот на лужење. Концентрацијата на цијанид во растворот за лужење, pH вредноста на растворот, температурата на која се случува лужењето и времето на лужење, сите треба внимателно да се оптимизираат за да се постигнат високи стапки на обновување на златото, притоа минимизирајќи ја потрошувачката на реагенсот и влијанието врз животната средина.

Покрај тоа, токсичноста на цијанидот претставува значителни безбедносни и еколошки предизвици. Строгите мерки на претпазливост при ракување и складирање се од суштинско значење за заштита на работниците од смртоносните ефекти на цијанидот, а правилното управување со отпадот е од клучно значење за да се спречи ослободувањето на отпадот што содржи цијанид во животната средина, што може да има катастрофални последици за водните екосистеми и здравјето на луѓето.

Повик за акција за одржливи и безбедни практики за ископување злато

Како што индустријата за ископување злато се движи напред, императив е рударските компании да дадат приоритет на одржливи и безбедни практики. Ова значи не само оптимизирање на процесот на лужење со цијанид за максимална ефикасност, туку и инвестирање во истражување и развој за да се најдат алтернативни средства за лужење кои можат да ги намалат еколошките и безбедносните ризици поврзани со употребата на цијанид.

Краткорочно, рударските компании треба да се фокусираат на имплементирање на најдобри практики на системи за управување со животната средина. Ова вклучува надградба на капацитетите за третман на отпадни води за да се осигура дека отпадот што содржи цијанид се третира ефикасно пред испуштањето. Треба да се инсталираат системи за следење во реално време за веднаш да се детектираат потенцијални истекувања или истекувања на цијанид, што овозможува брза реакција и ублажување. На работниците треба да им се обезбеди сеопфатна обука за безбедност и пристап до најновата лична заштитна опрема.

Долгорочно, индустријата треба да соработува со истражувачки институции и универзитети за да се забрза развојот на алтернативни технологии за лужење. Ветувачкото истражување на тиосулфат, базирано на халиди и биолошки средства за истекување треба дополнително да се истражи и рафинира. Дополнително, континуираните иновации во опремата и процесите за рударство, како што е развојот на поефикасни резервоари за лужење и процеси на континуирано лужење, може да придонесе за подобрување на севкупната одржливост на операциите за ископување злато.

Потрошувачите исто така имаат улога. Со барање на одговорно - набавено злато, тие можат да влијаат на пазарот и да ги охрабрат рударските компании да усвојат одржливи и безбедни практики. Преку овие колективни напори, индустријата за ископување злато може да продолжи да напредува, додека го минимизира својот еколошки отпечаток и обезбедува безбедност и благосостојба на сите вклучени засегнати страни.