Реагенси кои го инхибираат истекувањето на бакар при цијанидација на златна руда што носи бакар

Вовед

Цијанидирањето е широко користен и ефикасен метод за екстракција на злато од руди со злато, особено во случај на златни руди со бакар. Се заснова на способноста на цијанид јонда формира стабилни комплекси со злато, што овозможува растворање на златото од матрицата на рудата. Основната хемиска реакција во процесот на цијанидација на златото е 4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O=4Na[Au(CN)_2]+4NaOH. Овој процес е камен-темелник на индустријата за ископување злато повеќе од еден век поради неговата релативно висока ефикасност и добро разбрана технологија.

Меѓутоа, кога се работи со бакар - лого златни руди, присуството на минерал на бакарпретставува значителни предизвици. Вообичаените бакарни минерали поврзани со златото, како што се халкопирит (CuFeS_2), халкоцит (Cu_2S), малахит (Cu_2(OH)_2CO_3) и азурит (Cu_3(OH)_2(CO_3)_2), се доста реактивни во растворите на цијанид. На пример, во средина што содржи цијанид, халкоцитот може да реагира на следниов начин: Cu_2S + 4NaCN=2Na[Cu(CN)_2]+Na_2S. Овие реакции доведуваат до консумирање на голема количина цијанид. Прекумерната потрошувачка на цијанид не само што ги зголемува трошоците за производство, туку има и еколошки импликации поради токсичноста на цијанидот.

Покрај тоа, растворањето на бакар може да се меша со последователните процеси на обновување на златото. Високото ниво на бакар во растворот на цијанид може да ја намали ефикасноста на формирањето на комплексот злато - цијанид, со што се намалува златото стапка на истекување. Тоа е затоа што бакарот се натпреварува со златото за цијанидни јони и кислород во растворот, нарушувајќи ја хемиската рамнотежа потребна за ефикасно растворање на златото. Во некои случаи, присуството на бакар, исто така, може да предизвика проблеми во процесите надолу, како што се цинк - цементирање или јаглеродна пулпа (CIP) за обновување на златото, што доведува до пониски стапки на обновување на златото и лош квалитет на производот.

Затоа, изнаоѓањето на ефективни реагенси за спречување на истекувањето на бакар при цијанидирање на бакарните златни руди е од големо значење. Таквите реагенси можат да помогнат да се оптимизира процесот на цијанидација, да се намали потрошувачка на цијанид, и да се подобри севкупната ефикасност на екстракција на злато, правејќи ја рударската работа поекономично исплатлива и поприфатлива за животната средина. Во следните делови, ќе истражиме различни реагенси кои биле проучувани и користени за оваа намена.

Карактеристиките на лужење на бакарот во растворите на цијанид

Во растворите на цијанид, бакарните минерали поврзани со златото покажуваат различни однесувања на лужење. Вообичаени примарни бакарни минерали како што се халкопирит (CuFeS_2) и халкоцит (Cu_2S), заедно со малахит (Cu_2(OH)_2CO_3), азурит (Cu_3(OH)_2(CO_3)_2), борнит (Cu_5FeS_4), коприт, so_luble, релативно се (Cu).

Овие бакарни минерали може да се исцедат на собна температура (25^{\circ}C). Стапката на истекување на бакар варира во голема мера и се движи од 5 - 10% до над 90%. На пример, малахитот и азуритот, кои се бакар-карбонатни минерали, се доста реактивни во растворите на цијанид. Хемиската реакција на малахитот со цијанид може да се изрази како Cu_2(OH)_2CO_3+4NaCN + H_2O = 2Na[Cu(CN)_2]+Na_2CO_3 + 2NaOH. Ова покажува дека под дејство на цијанид, бакарот во малахитот може ефикасно да се раствори.

Кога се работи со високо-бакарни златни концентрати, процесот на лужење за време на цијанидација има некои „клинички“ симптоми. Потрошувачката на цијанид станува исклучително висока. Генерално, за различни бакарни минерали, растворањето на 1 грам бакар бара потрошувачка од 2.3 - 3.4 грама Натриум цијанид. Во исто време, растворањето на бакар, исто така, троши кислород во растворот. На пример, во процесот на лужење на халкоцитот, се јавува реакцијата 2Cu_2S+8NaCN + O_2+2H_2O = 4Na[Cu(CN)_2]+2Na_2S + 4NaOH, која не само што троши голема количина цијанид, туку и значително количество кислород.

Покрај тоа, ефектот на истекување станува релативно слаб. Високото ниво на бакар во растворот на цијанид може да ја намали ефикасноста на формирањето на комплексот злато - цијанид. Бакарот се натпреварува со златото за јони на цијанид и кислород во растворот. Како резултат на тоа, хемиската рамнотежа потребна за ефикасно растворање на златото е нарушена. Ова доведува до намалување на стапката на истекување на златото и може да предизвика проблеми во последователните процеси на обновување на златото, како што се цинк-цементација или јаглерод-во-пулпа (CIP), што на крајот резултира со пониски стапки на обновување на златото и намален квалитет на производот.

Вообичаени реагенси за инхибирање на истекувањето на бакар

Оловни соли

Оловните соли често се користат како реагенси за да го инхибираат истекувањето на бакар при цијанидирање на бакарните златни руди. Најчесто користените соли на олово вклучуваат оловно нитрат (Pb(NO_3)_2), олово ацетат (C_4H_6O_4Pb\cdot3H_2O) и оловен оксид (PbO).

Земете олово ацетат како пример. Истражувањата покажаа дека додавањето на олово ацетат пред истекувањето со цијанид може ефикасно да го инхибира истекувањето на бакар, да го подобри истекувањето на златото и среброто и да ја намали потрошувачката на Натриум цијанид. За одреден златен концентрат со содржина на бакар од 4.92%, кога 150 g/t олово ацетат директно се додаваат пред лужењето, во услови на финост на мелење од -0.037 mm големина на честички што претставува 95%, време на лужење од 48 часа, концентрација на натриум цијанид од 0.5%, концентрација на натриум цијанид од 12%, 40% концентрација на златен пул и 1.20 pH од 97.55. остаток од лужење може да се намали на 60.28 g/t, стапката на истекување на златото достигнува 14.37%, стапката на обновување на среброто е XNUMX%, а потрошувачката на натриум цијанид е XNUMX kg/t. Ова јасно го покажува позитивниот ефект на оловниот ацетат во овој процес.

Инхибиторниот механизам на оловните соли може да биде поврзан со формирање на нерастворливи соединенија. На пример, оловото може да реагира со супстанции кои содржат сулфур во рудата и да формира нерастворлив олово сулфид. Оваа реакција го намалува количеството на супстанци кои содржат сулфур кои можат да реагираат со бакарни минерали, а со тоа го инхибираат растворањето на бакарните минерали. Покрај тоа, оловните соли може да влијаат и на површинските својства на бакарните минерали, намалувајќи ја нивната реактивност во растворот на цијанид.

Хелатни агенси (на пример, лимонска киселина)

Хелативните агенси, како што е лимонската киселина, исто така може да играат улога во инхибирањето на истекувањето на бакар за време на цијанидацијата. Средствата за помош како што е лимонската киселина делуваат преку уникатен механизам. Лимонската киселина содржи карбоксилни и хидроксилни групи, кои можат да хелираат со штетни јони како што се Cu^{2 +}, Zn^{2+}, Fe^{2+} и Fe^{3+} во пулпата за да формираат стабилни хелати.

На пример, карбоксилната група во лимонската киселина може да се координира со металните јони преку единствениот пар електрони на атоми на кислород, формирајќи структура слична на прстен. Со хелирање на овие метални јони, лимонската киселина може да ги елиминира нивните негативни влијанија врз процесот на истекување со цијанидација, како што е намалувањето на нивната потрошувачка на кислород во растворот. Покрај тоа, лимонската киселина може да го инхибира растворањето на минералите како што се калциум - и магнезиум - минерали. Може да стапи во интеракција со површината на овие минерали од ганг, менувајќи го нивниот површински полнеж и хидрофилни - хидрофобни својства, што го отежнува нивното растворање во растворот на цијанид. Оваа инхибиција на минералите од ганг може исто така да го подобри „ефикасниот активен кислород“ во пулпата. Кога е помала веројатноста да се растворат гангите минерали, тие трошат помалку кислород, а повеќе кислород е достапен за цијанидирање на златото, што е корисно за истекување на златото. Општо земено, додавањето на лимонска киселина може да помогне да се создаде поповолна хемиска средина за цијанидирање на златото, намалување на мешањето на другите метални јони и подобрување на ефикасноста на екстракцијата на злато.

Други (Краток вовед)

Покрај горенаведените реагенси, контролирањето на концентрацијата на цијанидните јони исто така може да биде ефикасен начин за слабеење на растворањето на бакарот. Кога концентрацијата на цијанидните јони е правилно контролирана во одреден опсег, брзината на реакција на бакарните минерали со цијанид може да се намали. На пример, за некои златни руди со релативно висока содржина на лесно растворливи бакарни минерали, со одржување на концентрацијата на слободните CN^ - јони на релативно ниско ниво (како 0.05% - 0.10%), стапката на растворање на бакарните минерали може значително да се забави, додека стапката на растворање на златните минерали е сè уште релативно висока.

Друг метод е да се користи системот амонијак - цијанид. Во системот на амонијак - цијанид, амонијакот може да формира комплекси со бакарни јони, кои можат до одреден степен да го инхибираат истекувањето на бакарот. Сепак, поради високата нестабилност на амонијакот, тешко е да се одржи стабилна концентрација во процесот на индустриско производство, што ја ограничува неговата индустриска примена во големи размери. Иако овој метод има предност во намалувањето на истекувањето на бакарот, предизвиците во практичното работење и економичноста треба дополнително да се решат.

Фактори кои влијаат на ефектот на реагенсите

Ефективноста на реагенсите што се користат за инхибирање на истекувањето на бакар за време на цијанидирањето на бакарните златни руди е под влијание на неколку фактори, кои се клучни за разбирање за оптимизирање на процесот на цијанидација.

Својства на руда

1. Вид на минерали на бакар

1. Различни бакарни минерали имаат различни реактивности во растворите на цијанид. На пример, бакар-карбонатните минерали како што се малахитот (Cu_2(OH)_2CO_3) и азуритот (Cu_3(OH)_2(CO_3)_2) се релативно пореактивни во споредба со некои примарни сулфидни бакарни минерали како халкопирит (CuFeS_2). Малахитот лесно реагира со цијанид според реакцијата Cu_2(OH)_2CO_3+4NaCN + H_2O = 2Na[Cu(CN)_2]+Na_2CO_3 + 2NaOH. Оваа висока реактивност значи дека кога се користат реагенси за да се спречи истекувањето на бакар, може да биде потребна поголема доза за руди богати со такви реактивни минерали на бакар.

2. Спротивно на тоа, халкопирит има посложена структура и бара повеќе енергија и специфични услови за реакција за да се раствори во раствори на цијанид. Сепак, под одредени услови, сепак може да придонесе за значителна потрошувачка на цијанид. Разбирањето на доминантниот бакар-минерален тип во рудата е првиот чекор во одредувањето на соодветниот реагенс и неговата доза.

2. Содржина на бакарни минерали

1. Колку е поголема содржината на бакар-минерал во рудата, толку е поголем потенцијалот за лужење на бакар и соодветната потрошувачка на цијанид. На пример, во златна руда со содржина на бакар од 5%, количината на цијанид потрошена од реакциите на лужење на бакар ќе биде многу поголема отколку во руда со содржина на бакар од 1%. Како резултат на тоа, реагенсот потребен за да се спречи истекувањето на бакарот мора да биде пропорционално приспособен. Рудата со поголема содржина на бакар може да бара поголема количина на соли на олово или хелатни агенси за ефикасно да се потисне растворањето на бакар. Истражувањата покажаа дека за секој 1% зголемување на содржината на лесно растворлив бакар во рудата, потрошувачката на инхибитор базиран на олово-сол можеби ќе треба да се зголеми за 10-20 g/t за да се одржи истото ниво на инхибиција на истекувањето на бакар.

Услови на процесот

1. Концентрација на цијанид

1. Концентрацијата на цијанид во растворот игра двојна - улога во истекувањето на бакарот и ефективноста на инхибиторите. Кога концентрацијата на цијанид е ниска, брзината на реакциите на истекување на бакар се намалува. На пример, ако концентрацијата на слободен цијанид (CN^ -) се одржува на 0.05% - 0.10%, стапката на растворање на бакарните минерали може значително да се забави. Меѓутоа, ако концентрацијата на цијанид е премногу ниска, стапката на истекување на златото исто така може негативно да влијае.

2. Кога се користат реагенси како оловни соли, оптималната концентрација на цијанид за нивната ефикасност може да варира. Во некои случаи, може да биде потребна малку повисока концентрација на цијанид (околу 0.15% - 0.20%) за да се осигура дека инхибиторот на олово - сол може да формира нерастворливи соединенија со супстанции што содржат сулфур во рудата, ефикасно да го инхибира истекувањето на бакар. Но, ако концентрацијата на цијанид е превисока, може да го поттикне растворањето на бакарните минерали и покрај присуството на инхибитори.

2. pH вредност

1. PH на растворот на цијанид е критичен и за истекување на бакар и за дејството на инхибиторите. Општо земено, процесот на цијанидација се изведува во алкална средина, обично со pH во опсег од 10 - 11. Во овој опсег на pH, стабилноста на цијанидниот јон се одржува, а хидролизата на цијанидот е минимизирана.

2. За хелатни агенси како што е лимонската киселина, pH вредноста на растворот влијае на нивната хелатна способност. Лимонската киселина содржи карбоксилни и хидроксилни групи кои хелираат со метални јони. Во алкален медиум, се промовира дисоцијацијата на овие функционални групи, со што се подобрува нивната хелатна способност со бакарни јони. Меѓутоа, ако pH вредноста е превисока (над 12), може да предизвика несакани - реакции кои може да ја намалат ефективноста на хелаторниот агенс. На пример, во високо алкален раствор, некои комплекси на метал-хелат може да се распаднат, ослободувајќи ги хелираните бакарни јони назад во растворот.

3. Време на лужење

1. Времето на лужење може да влијае на степенот на истекување на бакар и на перформансите на инхибиторите. Како што се зголемува времето на лужење, повеќе бакар може да се раствори доколку не се инхибира ефикасно. На пример, во краткорочен процес на лужење (помалку од 12 часа), количината на исцеден бакар може да биде релативно мала, а инхибиторот може полесно да ја контролира брзината на истекување на бакар. Но, ако времето на лужење се продолжи на 48 часа или повеќе, кумулативниот ефект на реакциите на лужење бакар може да стане позначаен.

2. Во случај на инхибитори на олово - сол, подолго време на истекување може да бара повисока почетна доза на инхибиторот. Тоа е затоа што со текот на времето, формираните нерастворливи соединенија што содржат олово може постепено да се трошат или нивната ефикасност може да се намали поради континуираното присуство на реактивни супстанции во растворот на цијанид. Значи, времето на лужење треба внимателно да се земе предвид при одредување на количината и видот на реагенсот што ќе се користи за инхибиција на лужењето на бакар.

Студии на случај и практични апликации

Случај 1: Примена на соли на олово во рудник за злато во Јужна Африка

Рудник за злато во Јужна Африка преработувал бакарна златна руда со содржина на бакар од приближно 3%. Пред употребата на оловните соли како инхибитор, процесот на цијанидација се соочи со неколку предизвици. Потрошувачката на цијанид беше исклучително висока, достигнувајќи до 15 kg/t руда, а стапката на истекување на златото беше само околу 80%. Високата содржина на бакар во рудата доведе до значително растворање на бакар за време на цијанидирањето, што не само што трошеше големо количество цијанид, туку и го попречуваше процесот на лужење на златото.

По додавањето на оловниот нитрат (Pb(NO_3)_2) во доза од 200 g/t руда, забележани се забележителни промени. Потрошувачката на цијанид е намалена на 8 kg/t руда, што е намалување за околу 47%. Стапката на лужење злато се зголеми на 90%. Економските придобивки беа значителни. Имајќи ја предвид цената на цијанидот и вредноста на дополнителното злато што е собрано, рудникот заштеди приближно 50 долари по тон преработена руда. Од еколошка перспектива, намалената потрошувачка на цијанид значеше помал еколошки ризик поврзан со истекување и отстранување на цијанид. Намалена е и количината на отпад што содржи цијанид, што беше корисно за локалната еколошка средина.

Случај 2: Апликација за хелатен агенс (лимонска киселина) во рудник за злато во Австралија

Во еден австралиски рудник за злато, рудата содржела значително количество бакарни минерали, главно халкопирит и некои бакар-карбонатни минерали. Почетниот процес на цијанидација без употреба на хелатен агенс имаше стапка на истекување на златото од 75% и стапка на истекување на бакар од 30%. Високата стапка на истекување на бакар доведе до голема потрошувачка на цијанид, околу 12 kg/t руда.

Кога во процесот на цијанидација беше додадена лимонска киселина во доза од 1 kg/t руда, ситуацијата се подобри. Стапката на истекување на бакар е намалена на 10%, а стапката на лужење злато се зголеми на 85%. Потрошувачката на цијанид се намали на 6 kg/t руда. Економски, цената на додавањето на лимонска киселина беше релативно ниска во споредба со заштедите во потрошувачката на цијанид и зголеменото обновување на златото. Рудникот процени дека може да го зголеми својот годишен профит за околу 300,000 долари. Еколошки, намаленото истекување на бакар значеше помалку бакар - отпадни води кои беа полесни за третман и имаше помало влијание врз водните ресурси во околината.

Случај 3: Примена на нов инхибитор (MZY) во кинески рудник за злато

Еден рудник за злато во Кина се занимавал со огноотпорна бакарна руда која носи златна руда. Традиционалниот процес на цијанидирање имаше стапка на истекување на златото од само 70% и висока стапка на истекување на бакар, што предизвика голема количина на потрошувачка на цијанид. По додавањето на нов инхибитор MZY во одредена доза, заедно со оптимизираните услови на процесот, вклучувајќи додавање на 18 kg/t вар и 1.2 kg/t натриум цијанид, стапката на истекување на златото достигна 83% - 84%, а стапката на истекување на бакар беше намалена на 4% - 5%.

Овој нов процес не само што ја подобри ефикасноста на лужењето на златото, туку и значително ја намали потрошувачката на цијанид. Економските придобивки беа двојни: зголеменото обновување на златото додаде повеќе вредност на производството, а намалената потрошувачка на цијанид ги спаси трошоците. Во однос на заштитата на животната средина, помалата потрошувачка на цијанид и помалку отпадот што содржи бакар го намали оптоварувањето на животната средина, што го прави рударството поодржливо. Овие студии на случај јасно ја демонстрираат практичната вредност на користењето реагенси за инхибирање на истекувањето на бакар при цијанидирање на златни руди кои носат бакар, како во однос на економските придобивки, така и во однос на заштитата на животната средина.

Заклучок

Во процесот на цијанидација на бакарните златни руди, лужењето на бакар не само што доведува до голема потрошувачка на цијанид, туку има негативно влијание врз стапката на лужење на златото и последователните процеси на обновување на златото. Затоа, употребата на реагенси за инхибирање на истекувањето на бакар е од големо значење.

Оловните соли, како што се оловото нитрат, оловниот ацетат и оловниот оксид, можат ефикасно да го инхибираат истекувањето на бакар со формирање на нерастворливи соединенија со супстанции што содржат сулфур во рудата или менување на површинските својства на бакарните минерали. Хелативните агенси како лимонската киселина можат да се хелираат со бакарни јони и други штетни метални јони, намалувајќи ги нивните негативни влијанија врз процесот на цијанидација. Дополнително, контролирањето на концентрацијата на цијанид и користењето на системот амонијак - цијанид, исто така, може да игра улога во слабеењето на растворањето на бакар до одреден степен.

Ефективноста на овие реагенси е под влијание на различни фактори. Својствата на рудата, вклучувајќи го видот и содржината на бакарните минерали, ја одредуваат реактивноста на бакарот во рудата и на тој начин влијаат на количината на потребен реагенс. Условите на процесот како што се концентрацијата на цијанид, pH вредноста и времето на истекување, исто така, имаат значително влијание врз перформансите на реагенсите. На пример, соодветна концентрација на цијанид и pH вредност може да ја осигураат стабилноста на растворот на цијанид и ефективноста на реагенсот, додека времето на лужење може да влијае на кумулативниот ефект на реакциите на лужење бакар.

Преку студии на случај, ја видовме практичната примена на овие реагенси. Во Јужна Африка, употребата на олово нитрат во рудник за злато ја намали потрошувачката на цијанид и ја зголеми стапката на истекување на златото, што донесе значителни економски придобивки и еколошки предности. Во Австралија, додавањето на лимонска киселина во рудник за злато ефикасно го намали истекувањето на бакар и потрошувачката на цијанид, истовремено зголемувајќи ја стапката на истекување на златото, што беше корисно и за економски и за еколошки аспекти. Во кинескиот рудник за злато, употребата на нов инхибитор MZY, заедно со оптимизираните услови на процесот, ја подобрија ефикасноста на лужењето на златото и ја намалија стапката на истекување на бакар, постигнувајќи добри економски и еколошки резултати.

Општо земено, кога се работи за цијанидирање на бакарни златни руди, потребно е сеопфатно да се земат предвид карактеристиките на рудата и барањата на процесот и да се избере соодветниот реагенс и условите за работа. Идните истражувања може да се фокусираат на понатамошно истражување на поефикасни и еколошки реагенси, како и оптимизирање на комбинацијата на реагенси и параметри на процесот за да се постигнат поефикасни, економични и еколошки одржливи процеси на екстракција на злато.