Proses Lesap Sianida dalam Perlombongan Emas: Proses Lengkap dari Pembubaran kepada Pemulihan

Pengenalan

Pengekstrakan emas daripada bijihnya telah menjadi subjek yang sangat diminati selama berabad-abad. Di antara pelbagai kaedah yang ada, Pencairan sianida telah muncul sebagai salah satu teknik yang paling banyak digunakan dalam komersial Perlombongan emas industri. Proses ini membolehkan pembubaran emas yang cekap daripada bahan perumahnya, membolehkan logam berharga diperoleh semula dalam bentuk yang lebih pekat. Artikel ini akan menyelidiki proses lengkap larut lesap sianida dalam perlombongan emas, daripada pembubaran awal emas dalam larutan sianida kepada pemulihan akhir logam.

Pelarutan Emas dalam Larutan Sianida

Tindak Balas Kimia Terlibat

Pelarutan emas dalam larutan sianida adalah berdasarkan siri tindak balas kimia yang kompleks. Tindak balas keseluruhan boleh diwakili oleh persamaan berikut:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

Dalam tindak balas ini, emas (Au) bertindak balas dengan Natrium sianida (NaCN) dengan kehadiran oksigen (O₂) dan air (H₂O) untuk membentuk natrium disianourat (Na[Au(CN)₂]) dan natrium hidroksida (NaOH). Peranan oksigen dalam tindak balas ini adalah penting kerana ia bertindak sebagai agen pengoksidaan, memudahkan pembubaran emas.

Syarat untuk Pembubaran Optimum

Untuk pembubaran emas yang cekap, beberapa syarat perlu dikawal dengan teliti. Kepekatan sianida dalam larutan adalah faktor kritikal. Lazimnya, kepekatan 0.05 - 0.1% NaCN digunakan dalam proses larut lesap. Kepekatan yang lebih tinggi boleh menyebabkan peningkatan penggunaan sianida tanpa peningkatan berkadar dalam pelarutan emas, manakala kepekatan yang lebih rendah boleh mengakibatkan larut lesap yang perlahan dan tidak lengkap.

pH larutan juga memainkan peranan penting. Proses larut lesap paling berkesan dalam medium yang sedikit beralkali, dengan julat pH 9.5 - 11. Pada pH ini, ion sianida hadir dalam bentuk tidak terdisosiasi (HCN), yang lebih reaktif terhadap emas. Penyesuaian pH biasanya dicapai dengan menambahkan kapur (CaO) ke dalam larutan larut lesap.

Suhu adalah satu lagi parameter penting. Walaupun tindak balas boleh berlaku pada suhu ambien, suhu yang sedikit meningkat sekitar 25 - 35°C boleh meningkatkan kadar pelarutan emas. Walau bagaimanapun, peningkatan suhu terlalu banyak boleh menyebabkan penguraian sianida, mengurangkan keberkesanannya.

Pra-rawatan Bijih

Menghancur dan Mengisar

Sebelum proses larut lesap sianida boleh dimulakan, bijih yang mengandungi emas perlu dirawat terlebih dahulu. Langkah pertama dalam pra-rawatan ini biasanya menghancurkan and pengisaran. Bijih dihancurkan untuk mengecilkan saiznya dan kemudian dikisar menjadi zarah halus. Ini meningkatkan luas permukaan bijih, membolehkan sentuhan yang lebih cekap antara zarah emas dan larutan sianida semasa proses larut lesap.

Tahap pengisaran dikawal dengan teliti. Pengisaran berlebihan boleh menyebabkan pembentukan lendir halus, yang boleh menyebabkan masalah semasa langkah pengasingan pepejal-cecair berikutnya. Sebaliknya, pengisaran yang kurang boleh mengakibatkan pendedahan zarah emas yang tidak mencukupi, yang membawa kepada larut lesap yang tidak lengkap.

Memanggang dan Bio-pengoksidaan

Dalam sesetengah kes, bijih emas mungkin mengandungi mineral refraktori yang menghalang pembubaran langsung emas oleh sianida. Untuk bijih tersebut, kaedah pra-rawatan tambahan seperti pemanggangan atau bio-pengoksidaan mungkin diperlukan.

Pembakaran melibatkan pemanasan bijih dengan kehadiran udara untuk mengoksidakan mineral refraktori, seperti sulfida. Proses pengoksidaan ini memecahkan mineral, membebaskan zarah emas dan menjadikannya lebih mudah diakses oleh larutan sianida.

Bio-pengoksidaan, sebaliknya, menggunakan mikroorganisma untuk mengoksidakan mineral refraktori. Ini adalah alternatif yang lebih mesra alam untuk memanggang kerana ia beroperasi pada suhu yang lebih rendah dan menghasilkan lebih sedikit pelepasan berbahaya. Mikroorganisma, biasanya bakteria atau kulat, dipilih berdasarkan keupayaan mereka untuk mengoksidakan mineral refraktori khusus yang terdapat dalam bijih.

Proses Lesap

Lesap Tangki Kacau

Pencairan tangki kacau adalah salah satu kaedah yang paling biasa digunakan untuk larut lesap sianida. Dalam proses ini, bijih pra-rawatan dicampur dengan larutan sianida dalam tangki kacau besar. Tangki itu dilengkapi dengan pengaduk yang memastikan pencampuran menyeluruh bijih dan larutan, menggalakkan sentuhan antara zarah emas dan ion sianida.

Masa larut lesap boleh berbeza-beza bergantung pada sifat bijih dan keadaan operasi. Secara umum, proses larut lesap boleh mengambil masa dari beberapa jam hingga beberapa hari. Pada masa ini, sampel larut lesap diambil secara berkala dan dianalisis untuk memantau kemajuan pembubaran emas.

Lesap Timbunan

Lesap timbunan adalah satu lagi kaedah yang digunakan secara meluas, terutamanya untuk bijih emas gred rendah. Dalam proses ini, bijih yang dihancurkan disusun dalam timbunan besar pada pelapik tidak telap. Larutan sianida kemudiannya disembur ke bahagian atas timbunan dan dibiarkan meresap melalui bijih. Apabila larutan melepasi timbunan, ia melarutkan zarah emas, dan larutan hamil yang terhasil dikumpulkan di bahagian bawah timbunan.

Lesap timbunan adalah kaedah yang lebih kos efektif berbanding dengan Lesap tangki kacau kerana ia memerlukan kurang pelaburan modal dalam peralatan. Walau bagaimanapun, ia adalah proses yang lebih perlahan dan lebih sesuai untuk bijih yang mempunyai kandungan emas yang agak rendah.

Pengasingan Pepejal-Cecair

Penapisan

Selepas proses larut lesap selesai, langkah seterusnya ialah mengasingkan sisa pepejal (tailing) daripada larutan hamil, yang mengandungi emas terlarut. Penapisan adalah salah satu kaedah yang paling biasa digunakan untuk pengasingan pepejal-cecair. Dalam proses ini, buburan (campuran pepejal dan cecair) disalurkan melalui medium penapis, seperti kain penapis atau penekan penapis. Zarah pepejal dikekalkan pada medium penapis, manakala cecair (larutan hamil) melalui dan dikumpulkan.

Pemilihan medium penapis bergantung pada sifat zarah pepejal dan keadaan operasi. Contohnya, dalam kes di mana zarah pepejal sangat halus, kain penapis yang lebih halus mungkin diperlukan.

Dekantasi

Dekantasi ialah kaedah lain yang boleh digunakan untuk pengasingan pepejal-cecair, terutamanya apabila zarah pepejal agak besar dan mudah mendap. Dalam proses ini, buburan dibiarkan berdiri di dalam tangki pengendapan untuk satu tempoh masa. Zarah pepejal mendap ke bahagian bawah tangki kerana graviti, dan cecair supernatan jernih (larutan hamil) kemudiannya dibuang dengan berhati-hati.

Dekantasi adalah kaedah yang lebih mudah dan kurang tenaga - intensif berbanding dengan penapisan. Walau bagaimanapun, ia mungkin tidak begitu berkesan dalam mengasingkan zarah pepejal yang sangat halus.

Pemulihan Emas daripada Penyelesaian Hamil

Penjerapan Karbon Teraktif

Salah satu kaedah yang paling biasa untuk mendapatkan semula emas daripada larutan hamil ialah Penjerapan karbon teraktif. Dalam proses ini, karbon teraktif ditambah kepada larutan mengandung. Kompleks emas - sianida mempunyai pertalian yang kuat untuk permukaan karbon teraktif, dan akibatnya, emas terserap pada zarah karbon.

Zarah karbon kemudiannya diasingkan daripada larutan, biasanya melalui penapisan atau penapisan. Karbon yang dimuatkan emas kemudiannya diproses selanjutnya untuk menyahserap emas. Ini biasanya dilakukan dengan menundukkan karbon kepada rawatan wap suhu tinggi atau dengan menggunakan agen penyahjerapan kimia.

Kerpasan Zink

Pemendakan zink, juga dikenali sebagai proses Merrill - Crowe, adalah kaedah lain untuk pemulihan emas. Dalam proses ini, habuk zink ditambah kepada larutan hamil. Zink adalah lebih elektropositif daripada emas, dan sebagai hasilnya, ia menyesarkan emas daripada kompleks emas - sianida. Tindak balas boleh diwakili oleh persamaan berikut:

2Na[Au(CN)₂] + Zn → 2Au + Na₂[Zn(CN)₄]

Emas yang dimendakkan, bersama-sama dengan sebarang zink yang tidak bertindak balas, membentuk enap cemar pepejal. Enap cemar ini kemudiannya diasingkan daripada larutan, dan emas itu ditapis lagi untuk mendapatkan produk tulen.

Penapisan Emas

Peleburan

Sebaik sahaja emas telah diperoleh semula daripada larutan hamil, ia biasanya perlu ditapis untuk menghilangkan sebarang kekotoran yang tinggal. Peleburan adalah salah satu kaedah yang paling biasa untuk penapisan emas. Dalam proses ini, bahan yang mengandungi emas dipanaskan pada suhu tinggi dengan kehadiran fluks, seperti boraks. Fluks membantu menurunkan takat lebur emas dan juga bertindak balas dengan kekotoran, membentuk sanga yang boleh dipisahkan daripada emas cair.

Emas cair kemudian dituangkan ke dalam acuan untuk membentuk jongkong. Jongkong ini boleh diproses selanjutnya atau dijual sebagai produk separuh siap.

Penapisan Elektrolitik

Penapisan elektrolitik adalah kaedah yang lebih maju untuk penapisan emas. Dalam proses ini, anod yang mengandungi emas diletakkan di dalam sel elektrolitik bersama dengan katod emas tulen. Elektrolit biasanya merupakan larutan klorida emas atau garam emas lain. Apabila arus elektrik dialirkan melalui sel, emas dari anod larut ke dalam elektrolit dan kemudian memendap ke katod.

Kekotoran yang lebih elektropositif daripada emas larut ke dalam elektrolit tetapi tidak memendap ke katod, manakala bendasing yang kurang elektropositif daripada emas kekal sebagai enap cemar di bahagian bawah sel. Ini menghasilkan produk emas ketulenan yang sangat tinggi.

Pertimbangan Alam Sekitar

Pengurusan Sianida

Sianida adalah bahan yang sangat toksik, dan pengurusan sianida yang betul dalam proses perlombongan emas adalah amat penting. Penggunaan sianida dalam perlombongan emas dikawal ketat di banyak negara untuk meminimumkan kesannya terhadap alam sekitar dan kesihatan manusia.

Salah satu aspek utama pengurusan sianida ialah pencegahan tumpahan sianida. Operasi perlombongan dikehendaki mempunyai sistem pembendungan yang betul untuk mengelakkan penyelesaian yang mengandungi sianida daripada bocor ke alam sekitar. Di samping itu, rawatan air sisa yang mengandungi sianida juga penting. Terdapat beberapa kaedah yang tersedia untuk merawat air sisa yang mengandungi sianida, seperti pengoksidaan kimia, rawatan biologi, dan pertukaran ion.

Pelupusan Tailing

Sisa pepejal (tailing) yang dihasilkan selepas proses pemulihan emas juga perlu dilupuskan dengan betul. Tailing boleh mengandungi sejumlah kecil sianida dan logam berat lain, yang boleh menimbulkan ancaman kepada alam sekitar jika tidak diurus dengan betul.

Satu kaedah biasa untuk pelupusan tailing adalah dengan menyimpannya di dalam empangan tailing. Empangan ini direka bentuk untuk mengandungi tailing dan menghalang pembebasan bahan cemar ke alam sekitar. Dalam sesetengah kes, tailing juga mungkin diproses semula untuk mendapatkan semula mana-mana mineral berharga yang tinggal atau untuk mengurangkan kesan alam sekitar.

Kesimpulan

Proses larut lesap sianida dalam perlombongan emas adalah proses yang kompleks dan pelbagai langkah yang melibatkan pembubaran emas dalam larutan sianida, pra-rawatan bijih, larut lesap, pengasingan pepejal - cecair, pemulihan emas, penapisan dan pengurusan alam sekitar. Setiap langkah dalam proses ini dikawal dengan teliti untuk memastikan pengekstrakan dan pemulihan emas yang cekap sambil meminimumkan kesan alam sekitar. Walaupun menghadapi cabaran yang berkaitan dengan penggunaan sianida, proses itu kekal sebagai kaedah yang penting dan digunakan secara meluas dalam industri perlombongan emas komersial kerana kecekapannya yang tinggi dan kos yang agak rendah. Walau bagaimanapun, penyelidikan dan pembangunan berterusan sedang dijalankan untuk membangunkan kaedah alternatif yang lebih mesra alam dan mampan.