Основной процесс агитационного цианирования на золотых рудниках

Введение

Цианидное выщелачивание, используемое в промышленном производстве с 1887 года, представляет собой процесс выщелачивания минералов , при котором в качестве выщелачивающих агентов используются растворы цианида для извлечения золота и серебра из золото- и серебросодержащих минеральных сырьевых материалов. Цианидное выщелачивание с перемешиванием является одним из важных методов цианидного выщелачивания и широко используется в золотодобывающей промышленности.

Принцип агитационного цианирования и выщелачивания

Цианид, например цианид натрия (NaCN), является ключевым реагентом в процессе цианирования. Цианид натрия представляет собой бесцветный и прозрачный кристалл, часто серовато-желтый из-за примесей. Он хорошо растворим в воде, его растворимость в воде превышает 20%. При подкислении его водного раствора до pH = 7 цианид почти полностью разлагается на летучий газообразный цианистый водород, который является бесцветным и высокотоксичным газом. В растворе цианистый водород является слабой кислотой, трудно ионизируется и не оказывает выщелачивающего действия на золото и серебро. При значении pH 12 цианид в растворе почти полностью диссоциирует на цианид-ионы. Поэтому цианирование необходимо проводить в щелочной среде.

Как правило, в присутствии кислорода цианирование золота представляет собой электрохимический коррозионный процесс. Цианид реагирует с золотом в щелочной среде при участии кислорода, образуя водорастворимые комплексы цианида золота, что позволяет растворять золото из руды.

Процесс агитационного цианирования и выщелачивания

1. Подготовка выщелачивающего сырья

• Дробление : Добытая сырая золотая руда сначала подается в дробилку для дробления. Процесс дробления делится на крупное, среднее и мелкое дробление. Щековые и конусные дробилки часто используются для крупного и среднего дробления, главным образом для измельчения крупных кусков руды на более мелкие частицы, как правило, с контролем размера частиц в несколько сантиметров. Молотковые дробилки в основном используются для мелкого дробления.

• Измельчение : Измельченная руда поступает в шаровую мельницу для дальнейшего измельчения до соответствующего размера частиц. Обычно требуется, чтобы размер частиц руды достигал -200 меш, что составляет 60–90%, для полного диссоциирования золотосодержащих минералов. Как правило, для грубого измельчения используются шаровые мельницы решетчатого типа, а для тонкого измельчения — шаровые мельницы переливного типа.

• Приготовление пульпы : Измельченная рудная пульпа поступает в емкость с мешалкой. Добавляется соответствующее количество воды для регулирования концентрации рудной пульпы, которая обычно составляет 30–50%. Одновременно добавляются такие регуляторы, как известь, для регулирования значения pH рудной пульпы до 10–11, создавая щелочную среду, благоприятную для цианидного выщелачивания и препятствующую растворению других примесей.

2. Агитационное цианирование, выщелачивание

• Добавление реагентов для выщелачивания : В подготовленную рудную пульпу добавляют цианидсодержащие реагенты, такие как цианид натрия (NaCN) или цианид калия (KCN). При интенсивном перемешивании цианид химически реагирует с золотом, образуя водорастворимые комплексы цианида золота.

• Оборудование для выщелачивания : Процесс выщелачивания обычно осуществляется в нескольких последовательно соединенных резервуарах с мешалкой. Резервуары с мешалкой можно разделить на три типа в зависимости от способа перемешивания: резервуары с мешалкой, работающей на сжатом воздухе, резервуары с механической мешалкой или резервуары со смешанным перемешиванием.

• Условия выщелачивания : Концентрация цианида натрия в рудной пульпе обычно составляет 0.02% - 0.1%. В процессе работы добавляется известь для достижения pH рудной пульпы = 9-12. Для поддержания оптимального соотношения между концентрацией растворенного кислорода и концентрацией цианида натрия в рудной пульпе заполняется воздухом. Время выщелачивания обычно составляет 24-48 часов, чтобы обеспечить полное растворение золота.

3. Разделение твердой и жидкой фаз и промывка

• Разделение твердой и жидкой фаз : После выщелачивания рудная пульпа подвергается разделению твердой и жидкой фаз с помощью такого оборудования, как сгустители и фильтры, для получения золотосодержащего раствора и остатка после выщелачивания. В сгустителях используется принцип гравитационного осаждения, благодаря которому твердые частицы рудной пульпы оседают на дно, а надосадочная жидкость представляет собой золотосодержащий раствор. Фильтры дополнительно фильтруют нижний поток из сгустителя для улучшения эффекта разделения твердой и жидкой фаз.

• Промывка : Для достижения достаточного разделения между цианидным выщелачиваемым раствором и остатком выщелачивания обычно используется 3-5-ступенчатый процесс промывки, включающий сгущение, фильтрацию или их комбинацию. Это ключевая операция цианидного выщелачивания. Наиболее распространенным методом является метод непрерывной противоточной декантации (метод CCD). Используемые в этом методе сгустители можно разделить на однослойные и многослойные. Многие цианидные концентраторы в Китае используют 2-3-слойные сгустители для разделения твердой и жидкой фаз и непрерывной противоточной промывки.

4. Извлечение золота

• Метод вытеснения цинковым порошком : цинковый порошок добавляют в золотосодержащий раствор. Цинк реагирует с комплексом цианида золота в реакции вытеснения, восстанавливая золото до металлического золота и вызывая его осаждение. После фильтрации получают золотой шлам, который затем переплавляют, например, методом плавки, для получения неочищенного золота.

• Метод адсорбции на активированном угле : Активированный уголь добавляется в раствор, содержащий золото, и комплекс цианида золота адсорбируется активированным углем. Затем золото извлекается из активированного угля посредством таких процессов, как десорбция и электролитическое осаждение. Этот метод можно далее разделить на метод адсорбции на активированном угле в пульпе (CIP) и метод выщелачивания на активированном угле (CIL).

• Процесс CIP : Сначала проводится цианирование, после чего в рудную пульпу добавляется активированный уголь для адсорбции золота. В процессе CIP выщелачивание и адсорбция являются двумя независимыми операциями. В процессе адсорбции процесс выщелачивания в основном завершен, а размер, количество и условия работы адсорбционных резервуаров определяются параметрами адсорбции.

• Процесс CIL : В резервуар для выщелачивания добавляется активированный уголь, и выщелачивание и адсорбция происходят одновременно, то есть выщелачивание и адсорбция происходят в одно и то же время. В процессе CIL операции выщелачивания и адсорбции проводятся одновременно. Как правило, операция выщелачивания занимает больше времени, чем операция адсорбции. Поэтому размер, аэрация и дозирование резервуара определяются параметрами выщелачивания. Поскольку скорость адсорбции зависит от концентрации растворенного золота в растворе, для увеличения концентрации растворенного золота в адсорбционных резервуарах и одновременного увеличения времени выщелачивания обычно добавляют 1-2 стадии предварительного выщелачивания перед выщелачиванием и адсорбцией.

5. Переработка хвостов

Отходы золотодобычи обычно содержат определенное количество остаточного цианида и других примесей. В целях защиты окружающей среды отходы необходимо надлежащим образом обрабатывать. К распространенным методам обработки относятся методы химического окисления (например, метод диоксида серы в воздухе), естественное разложение или биодеградация, позволяющие снизить концентрацию остаточного цианида ниже национального стандарта и предотвратить загрязнение окружающей среды. Обработанные отходы могут быть утилизированы путем складирования или другими подходящими способами.

Заключение

Цианирование с перемешиванием является важным процессом извлечения золота из золотосодержащих руд. Благодаря ряду процессов, таких как подготовка сырья, цианирование, разделение твердой и жидкой фаз, извлечение золота и обработка отходов, золото может быть эффективно извлечено из золотосодержащих руд. Однако из-за токсичности цианида в процессе использования цианирования с перемешиванием необходимо уделять пристальное внимание безопасности производства и охране окружающей среды для обеспечения устойчивого развития золотодобывающей промышленности.