Cyanidatiegoudwinning: een focus op percolatiecyanidatieproces

Introductie

Goud heeft door de menselijke geschiedenis heen altijd een aanzienlijke waarde gehad, niet alleen vanwege het gebruik in sieraden, maar ook in diverse industrieën zoals elektronica, tandheelkunde en de lucht- en ruimtevaart. De winning van goud uit erts is een complex proces, waarbij cyanidering een van de meest gebruikte methoden is. Cyanidering van goud omvat het gebruik van cyanide oplossingen om goud uit het erts op te lossen. Dit proces werkt omdat goud stabiele complexen kan vormen met cyanide-ionen. Dit artikel gaat dieper in op het cyanideringsproces, met bijzondere aandacht voor de Percolatie Cyanidatie methode.

Inzicht in cyanidatiegoudwinning

Principe van cyanidering

Het fundamentele principe van cyanidering is gebaseerd op de reactie van goud met cyanide in aanwezigheid van zuurstof. Wanneer goud in contact komt met een cyanide-oplossing en er zuurstof beschikbaar is, vindt er een chemische reactie plaats. Door deze reactie wordt goud geoxideerd en vormt het een oplosbaar complex. De cyanide-ionen spelen een cruciale rol in dit proces door zich te binden aan de goudionen, waardoor ze oplossen in de oplossing. Deze oplosbaarheid maakt de scheiding van goud uit de ertsmatrix mogelijk, wat de eerste stap is in de extractie van goud uit het ruwe erts.

Algemeen proces van cyanidering

Het cyanideringsproces bestaat doorgaans uit verschillende belangrijke stappen:

1. Voorbereiding van erts: Het erts wordt eerst gebroken en vermalen tot een geschikte deeltjesgrootte. Deze stap is essentieel omdat het het oppervlak van het erts vergroot, waardoor het beter in contact komt met de cyanideoplossing. Het proces kan meerdere stappen van breken en malen omvatten om de gewenste fijnheid te bereiken.

2. Uitloging van cyanideNadat het erts is voorbereid, wordt het uitgeloogd met een cyanideoplossing. Er bestaan ​​verschillende uitloogmethoden, waarvan er twee hoofdtypen zijn: agitatiecyanidering en percolatiecyanidering. Bij agitatiecyanidering wordt het erts in geroerde tanks gemengd met de cyanideoplossing. Percolatiecyanidering, waar dit artikel zich op richt, houdt in dat de cyanideoplossing door het ertsbed sijpelt.

3. Scheiding van goud - dragende oplossing: Zodra het uitloogproces is voltooid, moet de goudhoudende oplossing worden gescheiden van het vaste residu. Dit kan worden bereikt door middel van methoden zoals filtratie of sedimentatie.

4. Herstel van goud:Na het scheiden van de goudhoudende oplossing worden verschillende technieken gebruikt om het goud eruit te winnen. Veelgebruikte methoden zijn zinkprecipitatie, waarbij zink aan de oplossing wordt toegevoegd om het goud uit het complex te verdringen en vaste gouddeeltjes te vormen. Een andere methode is adsorptie met actieve kool, waarbij actieve kool wordt gebruikt om het goudcomplex uit de oplossing te adsorberen, waarna het verder wordt verwerkt tot zuiver goud.

Percolatiecyanidatieproces

Hoe percolatiecyanidatie werkt

Percolatiecyanidering is een proces waarbij een verdunde cyanideoplossing door een bed van gebroken of geagglomereerd erts percoleert. Het erts wordt meestal in een grote container geplaatst, zoals een uitloogvat of een hoop. De cyanideoplossing verdeelt zich gelijkmatig over het oppervlak van het ertsbed en sijpelt vervolgens langzaam door het erts dankzij de zwaartekracht. Terwijl de oplossing door het erts stroomt, reageert het cyanide met het in het erts aanwezige goud en vormt een oplosbaar goud-cyanidecomplex. Dit complex verzamelt zich vervolgens op de bodem van de container.

Belangrijkste componenten en stappen bij percolatiecyanidatie

1.Ertsvoorbereiding voor percolatiecyanidering:

• Breken en zevenHet erts wordt eerst vermalen tot een relatief grove deeltjesgrootte, meestal tussen enkele centimeters en enkele millimeters. Dit zorgt ervoor dat er voldoende holtes in het ertsbed zijn waar de cyanideoplossing doorheen kan sijpelen. Na het vermalen kan het erts worden gezeefd om eventuele te grove deeltjes te verwijderen.

• Agglomeratie (optioneel): In sommige gevallen, met name bij ertsen met een hoog kleigehalte of fijnkorrelige materialen, kan agglomeratie noodzakelijk zijn. Agglomeratie houdt in dat een bindmiddel, zoals cement of kalk, aan het erts wordt toegevoegd en met water wordt gemengd. Dit helpt om grotere, stabielere deeltjes te vormen, de permeabiliteit van het ertsbed te verbeteren en verstopping van poriën tijdens het percolatieproces te voorkomen.

2. Uitloogopstelling:

• Uitloogvaten of hoopuitloging:

• Uitloogvaten: Voor kleinschaligere bewerkingen of ertsen met een hogere gehalte worden vaak uitloogvaten gebruikt. Dit zijn grote, met een binnenbekleding uitgeruste containers waarin het erts wordt geplaatst. De vaten zijn voorzien van een dubbele bodem, waardoor de cyanideoplossing zich onder het ertsbed verzamelt zonder de vaste deeltjes mee te nemen. De cyanideoplossing wordt bovenaan in het vat gebracht, via een sproeisysteem of door deze simpelweg over het erts te gieten.

• Uitloging van hoop: Stapeluitloging is geschikter voor grootschalige operaties en ertsen van lage kwaliteit. Bij stapeluitloging wordt het erts op een ondoordringbare afdichting op de grond gestapeld. De hoop kan vrij groot zijn, soms wel enkele hectares. De cyanideoplossing wordt over de hoop verdeeld met behulp van een netwerk van sproeiers of druppelirrigatiesystemen.

• Bereiding van cyanideoplossing:De cyanideoplossing die bij percolatiecyanidering wordt gebruikt, is doorgaans een verdunde oplossing van Natriumcyanide of kaliumcyanide, met een concentratie die gewoonlijk tussen 0.01% en 0.1% (gewichtsprocent) ligt. De oplossing kan ook andere additieven bevatten, zoals kalk, om de pH-waarde van de oplossing aan te passen. Het handhaven van de juiste pH-waarde is cruciaal, omdat dit de stabiliteit van de cyanide en de snelheid van goudoplossing beïnvloedt. De optimale pH-waarde voor cyanidering ligt meestal rond de 10-11.

3. Percolatie en uitspoeling:

• OplossingsdistributieDe cyanideoplossing wordt gelijkmatig verdeeld over het oppervlak van het ertsbed. In het geval van uitloogvaten kan dit worden bereikt met behulp van een geperforeerde buis of een sproeisysteem. Bij uitloging op hoopjes zorgen sproeiers of druppelirrigatiesystemen ervoor dat de oplossing alle delen van de hoop bereikt.

• UitloogtijdDe uitloogtijd bij percolatiecyanidering kan aanzienlijk variëren, afhankelijk van factoren zoals het type erts, de deeltjesgrootte en de concentratie van de cyanide-oplossing. Over het algemeen kan deze variëren van enkele dagen tot enkele weken. Gedurende deze tijd percoleert de cyanide-oplossing continu door het erts, reageert met het goud en lost het op.

• Bewaking en controle:Tijdens het uitloogproces is het essentieel om verschillende parameters te monitoren. Dit omvat het regelmatig controleren van de pH van de oplossing, de cyanideconcentratie en de hoeveelheid opgelost goud. Er worden regelmatig monsters van de oplossing genomen en in een laboratorium geanalyseerd. Indien nodig kunnen de pH of de cyanideconcentratie worden aangepast om het uitloogproces te optimaliseren.

4. Verzamelen en behandelen van zwangere oplossing:

• CollectieDe goudhoudende oplossing, ook wel bekend als de zwangere oplossing, wordt verzameld op de bodem van de uitloogbak of uit het drainagesysteem bij heap-uitloging. In uitloogbakken wordt de zwangere oplossing afgetapt via een klep aan de onderkant van de dubbele bodem. Bij heap-uitloging wordt de oplossing verzameld in opvangbakken of vijvers aan de voet van de hoop.

• Behandeling:Nadat de oplossing is verzameld, wordt deze behandeld om het goud te winnen. Zoals eerder vermeld, omvatten gangbare methoden zinkprecipitatie en adsorptie met actieve kool. Bij zinkprecipitatie worden zinkstof of zinkschaafsel aan de oplossing toegevoegd. Het zink reageert met het goud-cyanidecomplex, waardoor het goud wordt verdrongen en vaste gouddeeltjes ontstaan, die vervolgens kunnen worden gefilterd en verder verwerkt. Bij adsorptie met actieve kool wordt de oplossing door een kolom met actieve kool geleid. Het goud-cyanidecomplex wordt geadsorbeerd aan het oppervlak van de kool, waarna de kool uit de kolom wordt verwijderd en verwerkt om het goud te extraheren.

Voordelen en nadelen van percolatiecyanidatie

Voordelen

1. Geschiktheid voor ertsen van lage kwaliteit: Percolatiecyanidering, met name stapeluitloging, is zeer effectief voor de behandeling van goudertsen met een laag gehalte. Omdat het proces relatief eenvoudig is en geen uitgebreide vermaling en dure apparatuur vereist voor de verwerking van fijnkorrelig erts, kan het economisch rendabel zijn voor ertsen die niet rendabel zouden zijn om te verwerken met andere, complexere methoden.

2. Lage kapitaal- en bedrijfskostenVergeleken met andere goudwinningsmethoden, zoals agitatiecyanidering, waarvoor grote, dure agitatietanks en een hoog energieverbruik voor het mengen nodig zijn, heeft percolatiecyanidering lagere investeringskosten. De benodigde apparatuur, zoals uitloogvaten of eenvoudige stapelbouwmaterialen, is relatief goedkoop. Bovendien zijn de bedrijfskosten ook lager, omdat het minder energie verbruikt en minder arbeid vereist voor de dagelijkse werkzaamheden.

3. Milieuvoordelen (relatief): Wat de milieu-impact betreft, kan percolatiecyanidering enkele voordelen hebben. Zo wordt bij stapeluitloging het erts niet uitgebreid vermalen, waardoor de productie van fijnstof wordt verminderd. Ook helpt het gebruik van beklede uitloogvaten of stapelvoeringen om lekkage van cyanidehoudende oplossingen in het milieu te voorkomen. Er moet echter worden opgemerkt dat cyanide nog steeds een zeer giftige stof is en dat goed milieubeheer cruciaal blijft.

4. Eenvoudig procesHet proces van percolatiecyanidatie is relatief eenvoudig en gemakkelijk te begrijpen en te bedienen. Dit maakt het toegankelijk voor kleinschalige mijnbouwactiviteiten met beperkte technische expertise.

Nadelen

1. Langzame uitloogsnelheidEen van de grootste nadelen van percolatiecyanidering is de relatief lage uitloogsnelheid. Vergeleken met agitatiecyanidering, waarbij het erts continu met de cyanide-oplossing wordt gemengd, is het percolatieproces afhankelijk van de langzame beweging van de oplossing door het ertsbed. Dit kan resulteren in langere uitloogtijden, wat mogelijk niet geschikt is voor processen die een hoge doorvoer of een snelle doorlooptijd vereisen.

2. Laag goudherstel in sommige gevallen: De goudwinning bij percolatiecyanidering kan lager zijn dan bij andere methoden, met name bij ertsen met een complexe mineralogie. Als het goud fijn verdeeld is of vastzit in andere mineralen, kan de cyanideoplossing mogelijk niet alle gouddeeltjes effectief bereiken, wat leidt tot lagere winningspercentages.

3. Cyanide toxiciteitCyanide is een zeer giftige stof en het gebruik ervan bij percolatiecyanidatie brengt aanzienlijke milieu- en veiligheidsrisico's met zich mee. Lekkage of onjuiste behandeling van cyanidehoudende oplossingen kan ernstige gevolgen hebben voor het milieu en de menselijke gezondheid. Strikte veiligheidsmaatregelen en milieuvoorschriften moeten worden nageleefd om deze risico's te minimaliseren.

4. Gevoeligheid voor ertseigenschappenHet succes van percolatiecyanidering is sterk afhankelijk van de eigenschappen van het erts. Ertsen met een hoog kleigehalte kunnen bijvoorbeeld problemen veroorzaken met de permeabiliteit van het ertsbed, wat leidt tot een slechte oplossingsstroom en inefficiënte uitloging. Bovendien kunnen ertsen die bepaalde mineralen bevatten die kunnen reageren met cyanide, zoals koperhoudende mineralen, cyanide verbruiken en de effectiviteit van het uitlogingsproces verminderen.

Vergelijking met andere goudwinningsmethoden

Vergelijking met agitatiecyanidatie

1. Uitloog-efficiëntie: Agitatiecyanidering heeft over het algemeen een hogere uitloogefficiëntie dan percolatiecyanidering. Bij agitatiecyanidering zorgt de continue menging van het erts en de cyanideoplossing voor een beter contact tussen beide, wat resulteert in een snellere oplossing van goud. Dit kan leiden tot kortere uitloogtijden en hogere goudwinningspercentages, vooral bij ertsen met een hoog goudgehalte of complexe mineralogie.

2. Uitrusting en kosten: Voor agitatiecyanidering is complexere en duurdere apparatuur nodig, waaronder grote agitatietanks, krachtige motoren voor het mengen en geavanceerde slurrypompsystemen. Dit resulteert in hogere kapitaalkosten. Percolatiecyanidering daarentegen vereist eenvoudigere apparatuur, zoals uitloogvaten of basisbouwmaterialen, waardoor het kosteneffectiever is in termen van kapitaalinvestering. De operationele kosten van agitatiecyanidering zijn echter niet per se hoger, aangezien de kortere uitloogtijden het hogere energieverbruik voor het mengen kunnen compenseren.

3. Geschiktheid voor ertstypen: Agitatiecyanidering is geschikter voor ertsen die een fijne maling en intensieve verwerking vereisen, zoals sulfiderijke goudertsen. Percolatiecyanidering is daarentegen beter geschikt voor laagwaardige, geoxideerde ertsen die in een grovere toestand verwerkt kunnen worden.

Vergelijking met niet-cyanide goudextractiemethoden

1. milieueffectrapportage: Cyanidevrije goudwinningsmethoden, zoals thioureumuitloging of bio-uitloging, worden vaak als milieuvriendelijker beschouwd omdat ze geen zeer giftig cyanide gebruiken. Deze methoden brengen echter ook hun eigen milieu-uitdagingen met zich mee. Thioureum kan bijvoorbeeld schadelijk zijn voor het milieu als het niet goed wordt beheerd, en bio-uitloging kan specifieke omgevingsomstandigheden en langere verwerkingstijden vereisen. Percolatiecyanidering kan, ondanks het gebruik van cyanide, op een milieuverantwoorde manier worden beheerd met de juiste insluiting en behandeling van cyanidehoudende oplossingen.

2. Kosten en efficiëntie: Cyanidevrije methoden kunnen hogere kosten met zich meebrengen in termen van reagentia of energieverbruik. Thioureum is bijvoorbeeld duurder dan cyanide, en bio-leaching kan gespecialiseerde microbiële culturen en gecontroleerde omgevingsomstandigheden vereisen, wat de kosten kan verhogen. Qua efficiëntie heeft cyanidering, inclusief percolatiecyanidering, over het algemeen een hogere goudwinning vergeleken met sommige cyanidevrije methoden, met name voor traditionele goudertsen.

Conclusie

Percolatiecyanidering is een belangrijke methode in de goudwinningsindustrie, met name voor de behandeling van goudertsen van laag gehalte en geoxideerd goud. De eenvoud, relatief lage kosten en geschiktheid voor bepaalde soorten erts maken het een waardevol proces. Het kent echter ook nadelen, zoals de lage uitloogsnelheid, de kans op een lagere goudwinning en de milieu- en veiligheidsrisico's die gepaard gaan met cyanidegebruik. Naarmate de mijnbouwsector zich blijft ontwikkelen, worden er inspanningen geleverd om het percolatiecyanideringsproces te verbeteren, bijvoorbeeld door middel van betere ertskarakterisering, optimalisatie van procesparameters en de ontwikkeling van effectievere en milieuvriendelijkere manieren om cyanide te beheren. Daarnaast wordt er ook onderzoek gedaan naar alternatieve goudwinningsmethoden die de beperkingen van cyanidering kunnen overwinnen. Ondanks deze uitdagingen zal percolatiecyanidering waarschijnlijk in de nabije toekomst een belangrijke rol blijven spelen in de goudproductie, met name in regio's met overvloedige goudbronnen van laag gehalte.