Rollen til utvaskingsmidler i natriumcyanid-gullutvinning

Introduksjon

Cyanidutvasking har lenge vært en dominerende metode innen gullutvinning på grunn av høy effektivitet og relativt lave kostnader. Prosessen er imidlertid ikke uten utfordringer, som behovet for lange utvaskingstider, høy cyanid forbruk, og tilstedeværelsen av ildfaste mineraler som kan hindre gulloppløsning. Det er her Utvaskingshjelpemidler komme i spill. Utvaskingsmidler er stoffer som tilsettes cyanidutvaskingsløsningen for å forbedre utvinningen av gull, noe som gir en mer effektiv og kostnadseffektiv tilnærming til gullgruvedrift.

Hvordan utvaskingshjelpemidler fungerer

Økende oppløst oksygen

En av hovedfunksjonene til mange utvaskingsmidler er å øke innholdet av oppløst oksygen i cyanidløsningen. For at gull skal løse seg opp i cyanidløsninger, kreves oksygen som oksidasjonsmiddel for å lette oksidasjonen av gull og dets påfølgende kombinasjon med cyanidioner. Under normale forhold er oksygenet som tilføres fra luften ofte utilstrekkelig, noe som begrenser hastigheten som gull løses opp med. Utvaskingsmidler som peroksider og persulfater kan brytes ned og frigjøre oksygen, noe som sikrer en høyere konsentrasjon av oppløst oksygen i oppslemmingen. For eksempel dekomponerer hydrogenperoksid for å gi en ekstra oksygenkilde for reaksjonen mellom gull og cyanid.

Dannelse av galvaniske celler (tungmetallsalter)

Visse tungmetallsalter, som blysalter, MERCURY Salter og vismutsalter kan fungere som utvaskingsmidler ved å lage lokale galvaniske celler. Når disse tungmetallene tilsettes cyanidoppslemmingen, avsettes de på overflaten av gullpartiklene. Dette skaper en potensialforskjell mellom gullet og det avsatte tungmetallet, noe som akselererer oppløsningen av gullet. Gullet fungerer som anoden der oksidasjon skjer, og det tungmetallbelagte området fungerer som katoden. Denne elektrokjemisk-lignende prosessen øker hastigheten som gull utvaskes betydelig.

Fjerning av kelering og urenheter

Noen utvaskingsmidler kan binde seg til eller fjerne urenheter i malmen som kan forstyrre cyanidutvaskingsprosessen. I malmer som inneholder metallioner som kobber, sink og jern, kan disse urenhetene reagere med cyanid, forbruke det og redusere mengden som er tilgjengelig for gulloppløsning. Chelateringsmidler i utvaskingsmidlene danner stabile komplekser med disse urenhetsionene, og holder dem unna og forhindrer at de reagerer med cyanid. Dette reduserer ikke bare cyanidforbruket, men forbedrer også den totale effektiviteten til gullutvaskingsprosessen.

Typer utvaskingsmidler og deres spesifikke roller

Oksidasjonsmidler

1.Peroksider

• hydrogenperoksidHydrogenperoksid er et av de mest brukte oksiderende utvaskingsmidlene. Det kan raskt øke innholdet av oppløst oksygen i cyanidløsningen. I industrielle applikasjoner kan tilsetning av hydrogenperoksid til cyanidutvaskingssystemet forkorte utvaskingstiden betydelig. For eksempel kan utvaskingstiden i noen gullgruver reduseres med opptil 50 % når hydrogenperoksid brukes som utvaskingsmiddel. Det bidrar også til å redusere cyanidforbruket, ettersom den forbedrede oksidasjonen av gull muliggjør mer effektiv utnyttelse av cyanid.

• KalsiumperoksidKalsiumperoksid er spesielt nyttig i malmer med høyt svovelinnhold. Det spaltes saktere enn hydrogenperoksid, noe som gir en mer vedvarende frigjøring av oksygen. I tillegg kan det redusere den katalytiske nedbrytningen av cyanid fra svovelholdige mineraler. I gullmalmer med høyt svovelinnhold kan bruk av kalsiumperoksid som utvaskingsmiddel føre til en økning på 10–15 % i gullutvinning sammenlignet med tradisjonell cyanidutvasking.

• BariumperoksidBariumperoksid har en unik egenskap ved å gi en langsom og stabil frigjøring av oksygen. Dette sikrer en konstant høy konsentrasjon av oppløst oksygen i slammet over en lengre periode. Gulloppløsningshastigheten øker lineært med økningen i bariumperoksidtilsetning, mens cyanidforbruket forblir relativt stabilt. Det er også enkelt å fremstille og bruke i praktisk gruvedrift.

2. Persulfater

• Persulfater er sterke oksidasjonsmidler. Når de tilsettes cyanidutvaskingssystemet, brytes de ned og danner svært reaktive sulfatradikaler. Disse radikalene kan oksidere gull mer effektivt enn molekylært oksygen, noe som fører til en betydelig økning i gullutvaskingshastigheten. I noen tilfeller kan gulloppløsningshastigheten økes opptil åtte ganger sammenlignet med konvensjonell cyanidutvasking med luft som oksygenkilde.

Tungmetallsalter

1. Blysalter

• Blysalter er mye brukt i cyanidutvasking. I malmer som inneholder sulfidmineraler som pyritt og arsenopyritt, kan disse mineralene reagere med cyanid og oksygen, forbruke dem og redusere effektiviteten av gullutvaskingen. Blysalter kan danne et passiverende lag på overflaten av sulfidmineraler, noe som hemmer deres reaksjon med cyanid og oksygen. Samtidig kan bly danne en galvanisk celle med gull, noe som fremmer gulloppløsning. I et kanadisk cyanidanlegg ble de negative effektene av sulfidmineraler på cyanidering overvunnet ved å tilsette blysalter og opprettholde en riktig konsentrasjon av oppløst oksygen, noe som resulterte i en økning på 10–15 % i gullutvinningen.

2. Kvikksølv- og vismutsalter

• Kvikksølvsalter og vismutsalter kan også fungere som akseleratorer i cyanidutvasking. I likhet med blysalter kan de danne galvaniske celler med gull, noe som øker utvaskingshastigheten. På grunn av giftigheten til Mercury og den relativt høye kostnaden for vismut, er bruksområdene deres mer begrensede sammenlignet med blysalter. Men i noen spesifikke tilfeller der malmen har unike egenskaper, kan disse saltene fortsatt betraktes som effektive utvaskingsmidler.

Chelateringsmidler og andre

1. Sitronsyre

• Sitronsyre kan brukes som utvaskingsmiddel i Cyanid gullutvinningI malmer som inneholder metallioner som kobber, sink og jern, kan disse ionene forbruke cyanid og oksygen, noe som reduserer effektiviteten av gullutvaskingen. Sitronsyre kan binde seg til disse metallionene og danne stabile komplekser. For eksempel danner den et kobber-sitrat-kompleks. Dette reduserer ikke bare forbruket av cyanid og oksygen fra disse urenhetsionene, men bidrar også til å dispergere gangsteinmineralene, noe som forbedrer det generelle utvaskingsmiljøet. I noen laboratorieeksperimenter økte tilsetning av sitronsyre til cyanidutvaskingsløsningen gullutvinningen med 5–10 %.

2. Ammoniakkbaserte forbindelser

• I noen tilfeller kan ammoniakkbaserte forbindelser brukes som utvaskingshjelpemidler, spesielt i malmer som inneholder kobber-gullmineraler. Ammoniakk kan danne komplekser med kobberioner, noe som reduserer kobberets innvirkning på cyanidutvaskingen av gull. Ved å justere ammoniakk-cyanidforholdet i utvaskingsløsningen er det mulig å selektivt løse opp gull samtidig som oppløsningen av kobber minimeres, noe som er gunstig for påfølgende gullutvinningsprosesser.

Søknadstilfeller

1. I en gullgruve i Australia

• Gruven bearbeidet en lavgradig gullmalm med høyt svovelinnhold. Ved å bruke en kombinasjon av hydrogenperoksid og blysalter som utlekkingshjelpemidler ble det oppnådd betydelige forbedringer. Utlekkingshastigheten for gull økte med 8–10 % sammenlignet med tradisjonell cyanidutlekking. Tilsetningen av hydrogenperoksid ga ekstra oksygen, noe som forbedret oksidasjonen av gull, mens blysalter hemmet den negative effekten av sulfidmineraler. Cyanidforbruket ble også redusert med omtrent 20 %, noe som førte til betydelige kostnadsbesparelser.

2. En kinesisk gullgruve som håndterer komplekse malmer

• Malmen i denne gruven inneholdt høye nivåer av kobber- og jernforurensninger. Ved å bruke sitronsyre som utvaskingsmiddel i cyanidutvaskingsprosessen økte gullutvinningsgraden fra 70 % til 78 %. Sitronsyre bandt seg med kobber- og jernioner, noe som reduserte deres interferens i gull-cyanid-reaksjonen. Utvaskingstiden ble også noe redusert, noe som forbedret den totale produktiviteten til gruvedriften.

Hensyn til valg og bruk av utvaskingsmidler

1. Malmegenskaper

• Malmens sammensetning er avgjørende for å bestemme riktig utvaskingsmiddel. For malmer med høyt svovelinnhold kan oksidasjonsmidler som kalsiumperoksid eller bariumperoksid være mer passende, da de ikke bare kan gi oksygen, men også redusere den negative effekten av svovel. I malmer med høye nivåer av urene metallioner bør chelateringsmidler som sitronsyre eller ammoniakkbaserte forbindelser vurderes.

2. Kostnadseffektivitet

• Kostnaden for utvaskingsmiddelet, inkludert innkjøpspris, transport og lagring, må evalueres. Noen utvaskingsmidler, som visse vismutsalter, kan være effektive, men relativt dyre. I slike tilfeller må man finne en balanse mellom kostnaden og forbedringen i gullutvinning. I tillegg bør reduksjonen i cyanidforbruk og utvaskingstid på grunn av bruk av utvaskingsmidler også tas med i betraktning i kostnadseffektivitetsanalysen.

3. Miljøpåvirkning

• Siden cyanidutvasking allerede har miljømessige bekymringer på grunn av cyanidets giftighet, bør valg av utvaskingsmiddel også vurdere miljøpåvirkningen. For eksempel kan noen oksidasjonsmidler produsere biprodukter som må behandles på riktig måte. Bruken av kvikksølv salter, selv om de er effektive i noen tilfeller, er svært begrenset på grunn av deres ekstreme giftighet og miljøfarer.

Konklusjon

Utvaskingsmidler spiller en viktig rolle i utvinning av cyanidgull. De kan forbedre effektiviteten av utvaskingsprosessen betydelig ved å øke gullutvinningen, redusere utvaskingstiden og redusere cyanidforbruket. Ved å forstå de ulike typene utvaskingsmidler, deres virkemåter og hvordan man velger de mest passende basert på malmens egenskaper, kan gullgruvearbeidere optimalisere driften sin. Etter hvert som etterspørselen etter gull fortsetter å vokse, vil bruken av utvaskingsmidler i cyanidutvasking sannsynligvis bli enda mer utbredt, noe som bidrar til mer bærekraftig og effektiv gullgruvedrift.