Cyanidatiegoudwinning: een diepgaande duik in het agitatiecyanidatieproces

Cyanidatie neemt al meer dan een eeuw een prominente plaats in op het gebied van goudwinning. Sinds de introductie in 1887 voor de winning van goud- en zilvererts, heeft deze methode zich voortdurend ontwikkeld en is het nog steeds een van de meest gebruikte technieken vanwege de hoge winningssnelheid, de aanpasbaarheid aan verschillende ertssoorten en de haalbaarheid voor lokale productie.

1. Inzicht in cyanidering bij goudwinning

Cyanidering is een chemisch proces dat gebruik maakt van het vermogen van cyanide ionen om oplosbare complexen met goud te vormen. In aanwezigheid van zuurstof en water reageren cyanide-ionen met goudatomen. Deze reactie resulteert in de vorming van een oplosbare verbinding waarbij goud gebonden is aan cyanide-ionen, waardoor het goud in de oplossing oplost. Hoewel dit proces zeer effectief is voor de extractie van goud, brengt het ook aanzienlijke milieu- en veiligheidsrisico's met zich mee, omdat cyanide een giftige stof is.

2. Soorten cyanidatiemethoden

Cyanideringsmethoden kunnen grofweg worden ingedeeld in twee hoofdcategorieën: agitatiecyanidering en percolatiecyanidering.

• Agitatie CyanideringDeze methode wordt voornamelijk gebruikt voor de behandeling van flotatiegoudconcentraten of in alle gevallen van cyanidering met slijm. Hierbij wordt de ertspulp krachtig gemengd met de cyanide-oplossing. Hierdoor komen de goudhoudende deeltjes in het erts maximaal in contact met de cyanide-ionen, wat de goudwinning vergemakkelijkt.

• Percolatie Cyanidatie: Percolatiecyanidering is geschikt voor goudertsen van lage kwaliteit en werkt door de cyanideoplossing door een ertsbed te laten druppelen. Deze methode verbruikt minder energie dan agitatiecyanidering. De toepassing ervan is echter beperkt tot ertsen met een goede permeabiliteit, waardoor de cyanideoplossing er gemakkelijk doorheen kan stromen.

3. Agitatiecyanidatie goudwinningsproces

De agitatie Cyanidatie Goudwinning Het cyanideringsproces omvat twee belangrijke subprocessen: het cyanideringsproces (zinkvervangingsproces) en het ongefilterde cyanideringkoolstofslibproces.

3.1 Cyanidering - Zinkvervangingsproces (CCD- en CCF-methoden)

• Voorbereiding van uitlooggrondstoffenDe eerste stap omvat het gereedmaken van het erts voor het uitloogproces. Dit omvat vaak het vermalen van het erts tot kleinere stukken en het vervolgens vermalen tot een fijne consistentie. In sommige gevallen wordt ook een voorbehandeling uitgevoerd om de gouddeeltjes in het erts beter toegankelijk te maken. Het doel is om een ​​pulp te creëren met een optimale deeltjesgrootte, wat een betere interactie tussen het erts en de cyanideoplossing bevordert.

• Agitatie Cyanidering UitlogingDe bereide ertspulp wordt vervolgens overgebracht naar roertanks, waar een cyanideoplossing wordt toegevoegd. Deze tanks zijn uitgerust met roerwerken die de pulp en de cyanideoplossing goed mengen. Zuurstof wordt in de tanks gebracht, hetzij door beluchting, hetzij door oxidatiemiddelen toe te voegen. Deze zuurstof stimuleert de chemische reactie die het goud in de cyanideoplossing oplost.

• Tegenstroomwassen voor scheiding van vaste stoffen en vloeistoffenNa het uitloogproces bestaat de resulterende slurry uit vaste residuen en een vloeibare fase, bekend als de 'zwangere oplossing', die opgelost goud bevat. Om deze twee componenten te scheiden, wordt een reeks verdikkers of filters gebruikt in een tegenstroomwasopstelling. Methoden zoals continue tegenstroomdecantatie (CCD) of continue tegenstroomfiltratie (CCF) worden gebruikt om zoveel mogelijk van de goudhoudende oplossing terug te winnen en tegelijkertijd het verlies van goud met de vaste residuen te minimaliseren.

• Zuivering van uitloogvloeistof en deoxidatieDe 'zwangere' oplossing die wordt verkregen uit de scheiding van vaste stoffen en vloeistoffen kan onzuiverheden en opgeloste zuurstof bevatten. Zuiveringsprocedures worden toegepast om zwevende deeltjes en andere verontreinigingen te verwijderen die het daaropvolgende goudwinningsproces zouden kunnen verstoren. Deoxidatie is eveneens belangrijk omdat zuurstof de heroxidatie van de goud-cyanideverbinding kan veroorzaken, waardoor de effectiviteit van het daaropvolgende zinkvervangingsproces afneemt.

• Vervanging en beitsen van zinkpoeder (zijde)Zinkpoeder of zinkzijde wordt toegevoegd aan de gezuiverde en gedeoxideerde oplossing. Zink is reactiever dan goud en verdringt daarom goud uit de verbinding die tijdens het uitloogproces wordt gevormd. Dit resulteert in de vorming van een vast neerslag dat goud en zink bevat, algemeen bekend als goudmodder. Na de vervangingsreactie wordt de goudmodder meestal behandeld met een zure oplossing om overtollig zink en andere onzuiverheden te verwijderen.

• SmeltstavenDe laatste fase van het cyanideringsproces - zinkvervanging - is het smelten van de goudmodder om zuivere goudstaven te produceren. De goudmodder wordt bij hoge temperaturen in een oven gesmolten en via een reeks raffinagestappen worden de resterende onzuiverheden verwijderd, wat resulteert in zeer zuivere goudstaven.

3.2 Ongefilterde cyanidatiekoolstofslurryproces (CIP- en CIL-methoden)

• Voorbereiding van uitloogmateriaalNet als bij het cyanideringsproces - zinkvervanging, is de eerste taak het erts voorbereiden op uitloging. Dit vereist het verkleinen van het erts tot een geschikte deeltjesgrootte door middel van breken en malen.

• Agitatie-uitloging en tegenstroom-koolstofadsorptie: Bij de Carbon-in-Pulp (CIP)-methode vindt het cyanide-uitloogproces eerst plaats in een reeks roertanks. Zodra het goud in de oplossing is opgelost, wordt actieve kool aan de pulp toegevoegd. Actieve kool heeft een sterke affiniteit met de goud-cyanideverbinding en adsorbeert het opgeloste goud aan zijn oppervlak. Bij de Carbon-in-Leach (CIL)-methode wordt de actieve kool gelijktijdig met de cyanide-oplossing aan de uitloogtank toegevoegd, zodat het uitloog- en adsorptieproces gelijktijdig plaatsvinden. Bij zowel CIP als CIL wordt een tegenstroom van koolstof en pulp gehandhaafd om de hoeveelheid goud die door de koolstof wordt geadsorbeerd te maximaliseren.

• Goud - Geladen koolstofdesorptieNa het adsorptieproces moet de met goud beladen koolstof van de pulp worden gescheiden. Vervolgens wordt het goud van de koolstof verwijderd met behulp van een hete loog-cyanideoplossing. Deze oplossing verbreekt de binding tussen de goud-cyanideverbinding en de koolstof, waardoor het goud weer in de oplossing vrijkomt.

• ElektrolyseDe goudrijke oplossing die uit het desorptieproces wordt verkregen, ondergaat elektrolytische winning. Tijdens dit proces wordt een elektrische stroom door de oplossing geleid. Hierdoor worden de goudionen in de oplossing gereduceerd en afgezet op een kathode, waardoor een vaste goudlaag ontstaat die verder kan worden gezuiverd.

• Smeltstaven:Het goud dat door elektrolyse wordt verkregen, is relatief zuiver, maar kan nog steeds onzuiverheden bevatten. Het smelten wordt uitgevoerd om het goud verder te zuiveren en in staven van de gewenste zuiverheid te gieten.

• Koolstofregeneratie: De verbruikte koolstof kan, nadat het goud is gedesorbeerd, worden geregenereerd en hergebruikt. Dit houdt in dat de koolstof aan een hogetemperatuurbehandeling wordt onderworpen om geadsorbeerde onzuiverheden te verwijderen en het vermogen om goud te adsorberen te herstellen.

4. Vergelijking van CIP- en CIL-processen

• Procesduur: Over het algemeen duurt het CIP-proces langer dan het CIL-proces. Dit komt doordat bij CIP de uitloging en adsorptie afzonderlijke processen zijn. Omdat bij CIL de uitloging en adsorptie gelijktijdig plaatsvinden, kan het hele proces in een kortere tijd worden voltooid. Het CIL-proces vereist echter een complexere besturing, omdat beide processen gelijktijdig plaatsvinden.

• Koolstof- en slibbeheer: Bij het CIL-proces circuleert er een groter volume koolstof en is de koolstofconcentratie in de slurry lager dan bij CIP. Hierdoor is het volume slurry dat moet worden getransporteerd voor koolstofoverdracht bij CIL meestal meerdere malen groter dan bij CIP (ongeveer vier keer). Dit heeft invloed op de dimensionering van de apparatuur en het energieverbruik.

• Metaalachterstand en goudgehalte in oplossing: Bij het CIP-proces blijft er een aanzienlijke hoeveelheid metaal achter in het systeem (metaalachterstand), en dit metaal is redelijk gelijkmatig verdeeld tussen de actieve kool en de oplossing. Bij CIL wordt het meeste metaal geadsorbeerd aan de actieve kool. Bovendien is de goudconcentratie in de oplossing bij CIL hoger dan bij CIP. Dit komt doordat bij CIL, terwijl het goud wordt uitgeloogd, het ook continu wordt geadsorbeerd, waardoor het opgeloste goud in de oplossing wordt aangevuld. CIP daarentegen is een adsorptieproces in één stap met een beperkte aanvulling van opgelost goud.

5. Milieu- en veiligheidsoverwegingen

Ondanks de effectiviteit brengt cyanidering, met name agitatiecyanidering, aanzienlijke milieu- en veiligheidsrisico's met zich mee. Cyanide is zeer giftig en lekkage of onjuiste behandeling kan leiden tot ernstige milieuvervuiling en een bedreiging vormen voor de menselijke gezondheid. Om deze risico's te beperken, houden goudmijnen zich aan strikte veiligheidsprotocollen. Deze omvatten de juiste opslag en behandeling van cyanide, de installatie van insluitingssystemen om lekkages te voorkomen en de behandeling van cyanidehoudend afvalwater. Bovendien is er voortdurend onderzoek gericht op de ontwikkeling van alternatieve, minder giftige uitloogmiddelen ter vervanging van cyanide bij de goudwinning.

6. Conclusie

Agitatiecyanidering speelt een cruciale rol in de moderne goudmijnindustrie en maakt snelle goudwinning uit diverse ertssoorten mogelijk. De twee belangrijkste deelprocessen, cyanidering (zinkvervanging en ongefilterde cyanideringkoolstofslurry), hebben elk hun eigen voordelen en worden gekozen op basis van factoren zoals ertseigenschappen, bedrijfsschaal en economische haalbaarheid. De industrie moet echter de milieu- en veiligheidsuitdagingen die gepaard gaan met cyanidegebruik blijven aanpakken om de duurzame toekomst van de goudwinning te waarborgen.