Extracția aurului prin cianurare: O analiză aprofundată a procesului de cianurare prin agitare

În domeniul extracției aurului, cianurarea a ocupat o poziție proeminentă timp de peste un secol. De la începutul său în 1887 pentru extracția minereurilor de aur și argint, această metodă a evoluat continuu, rămânând una dintre cele mai utilizate tehnici datorită ratei ridicate de recuperare, adaptabilității la diverse tipuri de minereu și fezabilității pentru producția locală.

1. Înțelegerea cianurării în extracția aurului

Cianurarea este un proces chimic care valorifică capacitatea ionilor de cianură de a forma complexe solubile cu aurul. În prezența oxigenului și a apei, ionii de cianură reacționează cu atomii de aur. Această reacție are ca rezultat crearea unui compus solubil în care aurul este legat de ionii de cianură, permițând aurului să se dizolve în soluție. Deși acest proces este foarte eficient pentru extragerea aurului, el aduce și probleme semnificative de mediu și siguranță, deoarece cianura este o substanță toxică.

2. Tipuri de metode de cianurare

Metodele de cianurare pot fi clasificate, în general, în două categorii principale: cianurare prin agitare și cianurare prin percolare.

• Cianurare prin agitare : Această metodă este utilizată în principal pentru tratarea concentratelor de aur prin flotație sau în scenarii de cianurare completă a nămolului. Aceasta implică amestecarea viguroasă a pulpei de minereu cu soluția de cianură. Procedând astfel, se asigură că particulele aurifere din minereu intră în contact maxim cu ionii de cianură, facilitând extracția aurului.

• Cianurarea prin percolare : Potrivită pentru minereuri aurifere de conținut scăzut, cianurarea prin percolare funcționează permițând soluției de cianură să se scurgă printr-un pat de minereu. Această metodă consumă mai puțină energie în comparație cu cianurarea prin agitare. Cu toate acestea, aplicarea sa este limitată la minereuri care au o permeabilitate bună, permițând soluției de cianură să curgă ușor.

3. Procesul de extracție a aurului prin agitare și cianurare

Procesul de extracție a aurului prin agitare și cianurare cuprinde două subprocese principale: procesul de cianurare - înlocuire a zincului și procesul de cianurare nefiltrată cu suspensie de carbon.

3.1 Cianurare - Procedeu de înlocuire a zincului (metode CCD și CCF)

• Pregătirea materiei prime pentru levigare : Etapa inițială implică pregătirea minereului pentru procesul de levigare. Aceasta include adesea zdrobirea minereului în bucăți mai mici și apoi măcinarea acestuia până la o consistență fină. În unele cazuri, se efectuează și un pretratament pentru a face particulele de aur din minereu mai accesibile. Scopul este de a crea o celuloză cu o dimensiune optimă a particulelor, care promovează o mai bună interacțiune între minereu și soluția de cianură.

• Leșiere prin agitare și cianurare : Pulpa de minereu preparată este apoi transferată în rezervoare de agitare, unde se adaugă o soluție de cianură. Aceste rezervoare sunt echipate cu agitatoare care mențin pulpa și soluția de cianură bine amestecate. Oxigenul este introdus în rezervoare, fie prin aerare, fie prin adăugarea de agenți oxidanți. Acest oxigen ajută la declanșarea reacției chimice care dizolvă aurul în soluția de cianură.

• Spălare în contracurent pentru separarea solid-lichid : După procesul de levigare, suspensia rezultată constă din reziduuri solide și o fază lichidă cunoscută sub numele de soluție pregnantă, care conține aur dizolvat. Pentru a separa aceste două componente, se utilizează o serie de agenți de îngroșare sau filtre într-o configurație de spălare în contracurent. Metode precum Decantarea Continuă în Contracurent (CCD) sau Filtrarea Continuă în Contracurent (CCF) sunt utilizate pentru a recupera cât mai mult posibil din soluția auriferă, reducând în același timp cantitatea de aur pierdută odată cu reziduurile solide.

• Purificarea lichidului de levigare și dezoxidarea : Soluția pregnantă obținută în etapa de separare solid-lichid poate conține impurități și oxigen dizolvat. Se implementează proceduri de purificare pentru a îndepărta solidele în suspensie și alți contaminanți care ar putea perturba procesul ulterior de recuperare a aurului. Dezoxidarea este la fel de importantă deoarece oxigenul poate provoca reoxidarea compusului aur-cianură, reducând eficacitatea procesului de înlocuire a zincului care urmează.

• Înlocuirea și decaparea pulberii de zinc (mătase) : Pulberea de zinc sau mătasea de zinc se adaugă la soluția de zinc purificată și dezoxidată. Zincul este mai reactiv decât aurul, așa că îl înlocuiește din compusul format în timpul procesului de levigare. Acest lucru duce la formarea unui precipitat solid care conține aur și zinc, denumit în mod obișnuit nămol auriu. După reacția de înlocuire, nămolul auriu este de obicei tratat cu o soluție acidă pentru a îndepărta excesul de zinc și alte impurități.

• Topirea lingourilor : Etapa finală a procesului de cianurare - înlocuire a zincului este topirea nămolului de aur pentru a produce lingouri de aur pur. Nămolul de aur este topit la temperaturi ridicate într-un cuptor și, printr-o serie de etape de rafinare, impuritățile rămase sunt îndepărtate, rezultând lingouri de aur de înaltă puritate.

3.2 Procesul de cianurare nefiltrată a suspensiei de carbon (metode CIP și CIL)

• Pregătirea materialului pentru levigare : Similar procesului de cianurare - înlocuire a zincului, prima sarcină este pregătirea minereului pentru levigare. Aceasta necesită reducerea minereului la o dimensiune adecvată a particulelor prin operațiuni de concasare și măcinare.

• Leșiere prin agitare și adsorbție a carbonului în contracurent : În metoda Carbon-in-Pulp (CIP), procesul de leșiere cu cianură are loc mai întâi într-o serie de rezervoare de agitare. Odată ce aurul s-a dizolvat în soluție, se adaugă carbon activ în celuloză. Cărbunele activ are o afinitate puternică pentru compusul aur-cianură și adsorbe aurul dizolvat pe suprafața sa. În metoda Carbon-in-Leach (CIL), cărbunele activ este adăugat în rezervorul de leșiere simultan cu soluția de cianură, astfel încât procesele de leșiere și adsorbție au loc în același timp. Atât în ​​CIP, cât și în CIL, se menține un flux în contracurent de carbon și celuloză pentru a maximiza cantitatea de aur adsorbită de carbon.

• Desorbția carbonului încărcat cu aur : După procesul de adsorbție, carbonul încărcat cu aur trebuie separat de celuloză. Apoi, aurul este îndepărtat din carbon folosind o soluție fierbinte de cianură caustică. Această soluție rupe legătura dintre compusul cianură de aur și carbon, eliberând aurul înapoi în soluție.

• Electroliza prin electrodeducere : Soluția bogată în aur obținută prin procesul de desorbție este supusă electrodeducerii. În timpul acestui proces, un curent electric este trecut prin soluție. Acest lucru face ca ionii de aur din soluție să fie reduși și depuși pe un catod, formând un depozit solid de aur care poate fi rafinat ulterior.

• Topirea lingourilor : Aurul obținut prin electroextraccióne este relativ pur, dar poate conține totuși unele impurități. Topirea se efectuează pentru a purifica în continuare aurul și a-l turna în lingouri de puritatea dorită.

• Regenerarea carbonului : După ce aurul a fost desorbit, carbonul uzat poate fi regenerat și reutilizat. Aceasta implică supunerea carbonului unui tratament la temperatură înaltă pentru a elimina orice impurități adsorbite și a-i restabili capacitatea de a adsorbi aurul.

4. Compararea proceselor CIP și CIL

• Durata procesului : În general, procesul CIP durează mai mult în comparație cu CIL. Acest lucru se datorează faptului că în CIP, levigarea și adsorbția sunt operațiuni separate. În CIL, deoarece levigarea și adsorbția au loc simultan, întregul proces poate fi finalizat într-un timp mai scurt. Cu toate acestea, procesul CIL necesită un control mai complex, deoarece ambele procese au loc concomitent.

• Gestionarea carbonului și a nămolului : În procesul CIL, există un volum mai mare de carbon în circulație, iar concentrația de carbon din nămol este mai mică decât în ​​CIP. Drept urmare, volumul de nămol care trebuie transportat pentru transferul de carbon în CIL este de obicei de câteva ori mai mare decât cel din CIP (de aproximativ patru ori). Acest lucru are un impact asupra dimensionării echipamentelor și a consumului de energie.

• Restanțele de metal și gradul de aur în soluție : În procesul CIP, există o cantitate semnificativă de metal care rămâne în sistem (rezistențe de metal), iar acest metal este distribuit destul de uniform între cărbunele activ și soluție. În CIL, cea mai mare parte a metalului este adsorbită pe cărbunele activ. În plus, concentrația de aur în soluție în procesul CIL este mai mare decât în ​​CIP. Acest lucru se datorează faptului că în CIL, pe măsură ce aurul este levigat, acesta este, de asemenea, adsorbit continuu, ceea ce reface aurul dizolvat în soluție. În CIP, pe de altă parte, este un proces de adsorbție într-o singură etapă, cu refacere limitată a aurului dizolvat.

5. Considerații de mediu și siguranță

În ciuda eficienței sale, cianurarea, în special cianurarea prin agitație, prezintă riscuri semnificative pentru mediu și siguranță. Cianura este extrem de toxică, iar orice scurgere sau manipulare necorespunzătoare poate duce la o poluare severă a mediului și poate reprezenta o amenințare pentru sănătatea umană. Pentru a aborda aceste riscuri, operațiunile miniere de aur respectă protocoale stricte de siguranță. Acestea includ depozitarea și manipularea corespunzătoare a cianurii, instalarea de sisteme de izolare pentru a preveni scurgerile și tratarea apelor uzate care conțin cianură. Mai mult, cercetările în curs vizează dezvoltarea de agenți de levigare alternativi, mai puțin toxici, pentru a înlocui cianura în extracția aurului.

6. Concluzie

Cianurarea prin agitare joacă un rol vital în industria minieră modernă a aurului, permițând extracția la rată mare a aurului din diverse tipuri de minereu. Cele două subprocese principale, cianurarea - înlocuirea zincului și suspensia de carbon nefiltrată prin cianurare, au fiecare propriile merite și sunt alese pe baza unor factori precum proprietățile minereului, amploarea operațiunilor și viabilitatea economică. Cu toate acestea, industria trebuie să continue să abordeze provocările de mediu și de siguranță asociate cu utilizarea cianurii pentru a asigura viitorul durabil al extracției aurului.