Оптимизация выщелачивания цианидом натрия золотомедных руд

Введение

Извлечение золота и меди из золото-медных руд — сложный процесс. Цианирование, особенно с использованием цианида натрия , долгое время было доминирующим методом извлечения золота. Однако присутствие меди в этих рудах создает значительные проблемы для процесса цианирования, влияя как на извлечение золота, так и на расход цианида . В этой статье рассматривается оптимизация выщелачивания цианидом натрия в золото-медных рудах, исследуются основные принципы, проблемы и инновационные решения.

Принципы цианидного выщелачивания

Выщелачивание цианидом основано на уникальной способности ионов цианида образовывать стабильные комплексы с золотом и серебром. Цианид натрия, который хорошо растворяется в воде и относительно стабилен, служит основным выщелачивателем. При растворении в воде он выделяет ионы цианида. Эти ионы реагируют с золотом в присутствии кислорода посредством электрохимического процесса. Золото сначала окисляется, а затем связывается ионами цианида, образуя растворимый комплекс, что позволяет извлекать его из руды.

Проблемы, связанные с медью в золотомедных рудах

Повышенное потребление цианида

Медь в золотомедных рудах реагирует с цианидом, образуя различные комплексы меди и цианида. На каждый 1% присутствующей реактивной меди может быть израсходовано около 30 кг/т NaCN. Такое существенное потребление не только повышает эксплуатационные расходы процесса цианирования, но и требует более тщательного управления использованием цианида.

Ингибирование выщелачивания золота

Высокая концентрация комплексов меди и цианида в выщелачивающем растворе может замедлить растворение золота. Кроме того, медь имеет тенденцию образовывать пассивирующие слои на поверхности частиц золота. Эти слои действуют как барьеры, уменьшая контакт между золотом и ионами цианида и тем самым затрудняя процесс извлечения.

Стратегии оптимизации выщелачивания цианидом натрия золотомедных руд

Предварительная обработка руд

• Физические методы разделения : Для предварительной концентрации руды могут применяться такие методы, как гравитационное разделение, флотация или магнитная сепарация. Путем селективного удаления значительной части медных минералов перед цианированием эти методы снижают содержание меди в материале, который будет подвергаться выщелачиванию. Например, флотация может отделить сульфидные минералы меди от золотосодержащей руды, минимизируя влияние меди во время цианирования.

• Окислительная предварительная обработка : Окислительные процессы, такие как обжиг, биоокисление или окисление под давлением, эффективны для разрушения сульфидных минералов и высвобождения содержащегося в них золота. В контексте золото-медных сульфидных руд окислительная предварительная обработка не только повышает извлечение золота, но и снижает негативное воздействие меди на цианирование. Например, обжиг превращает сульфидные минералы в оксиды, делая золото более доступным для процесса цианидного выщелачивания.

Оптимизация параметров процесса

• Концентрация цианида : Определение оптимальной концентрации цианида имеет ключевое значение. Хотя более высокие концентрации могут ускорить растворение золота, они также приводят к чрезмерному расходу цианида, особенно в присутствии меди. Необходим сбалансированный подход, и в некоторых случаях использование более низкой концентрации цианида в сочетании с другими добавками может дать лучшие результаты.

• Контроль pH : Поддержание правильного уровня pH (обычно около 9-12) в растворе для выщелачивания имеет решающее значение для процесса цианирования. При выщелачивании золото-медной руды регулирование pH может помочь контролировать скорость растворения как меди, так и золота. Небольшое снижение pH иногда может усилить выщелачивание золота за счет подавления выщелачивания меди.

• Температура и перемешивание : Повышение температуры может ускорить реакцию цианидного выщелачивания, но имеет свои пределы. Чрезмерный нагрев может увеличить летучесть цианида и ускорить его окисление до менее реакционноспособных веществ. Адекватное перемешивание необходимо для обеспечения хорошего контакта между частицами руды, раствором цианида и кислородом. Однако чрезмерно интенсивное перемешивание может привести к чрезмерному износу оборудования.

Использование добавок

• Аммиак : Добавление аммиака в процесс цианирования может помочь в работе с медью за счет образования с ней стабильных комплексов. Эти комплексы предотвращают образование некоторых соединений цианида меди, которые препятствуют растворению золота. Однако использование аммиака требует тщательного подхода из-за его токсичности и летучести, которые представляют опасность для окружающей среды.

• Глицин : Недавние исследования показывают, что глицин можно использовать в сочетании с низкими концентрациями цианида для извлечения золота, серебра и меди из золото-медных руд. Глицин образует комплексы как с ионами меди(II), так и с ионами меди(I), способствует растворению меди и может растворять пассивирующие слои на поверхностях золота и меди. Такой подход позволяет значительно снизить потребление цианида, как минимум на 75%.

Сферы деятельности

Японская горнодобывающая операция

Небольшое горнодобывающее предприятие в Японии работало над максимизацией извлечения золота из богатой медью руды с помощью цианирования. В предыдущем цикле цианирования с использованием 800 тонн пыли (золотых отходов) после элюирования было извлечено 1.3 килограмма золота чистотой 94%. Для повышения степени извлечения они использовали известь для повышения pH и аммиак для удаления меди. Кроме того, они проводили элюирование меди из активированного угля перед элюированием золота и регулировали напряжение и силу тока во время элюирования золота и электроосаждения. Эти меры помогли увеличить извлечение золота.

Австралийская низкосортная медно-золотая руда

Австралийская низкосортная медно-золотая руда была переработана с использованием процесса «смешанная флотация — разделение меди и серы — выщелачивание серного концентрата для получения золота». За счет оптимизации флотационных реагентов (использование комбинации бутилксантогената и дибутилдитиофосфата аммония в качестве собирателей) и технологического процесса (несколько стадий черновой и контрольной очистки в замкнутом цикле) они достигли извлечения меди 82.46% и полного извлечения золота 91.87%.

Заключение

Оптимизация процесса выщелачивания золото-медных руд цианидом натрия имеет важное значение для повышения экономической рентабельности и экологической устойчивости золотодобычи. Понимание проблем, связанных с медью, и внедрение таких стратегий, как предварительная обработка, оптимизация параметров процесса и использование добавок, позволит добиться значительного повышения извлечения золота и снижения потребления цианида. Будущие исследования в этой области, вероятно, будут сосредоточены на разработке более эффективных и экологически чистых методов, что позволит еще больше снизить воздействие переработки золото-медных руд на окружающую среду и максимизировать извлечение ресурсов.