Каков оптимальный диапазон концентраций цианида натрия для выщелачивания золота?

В золотодобывающей промышленности цианид Выщелачивание остается одним из наиболее широко используемых методов извлечения золота из руды. Цианид натрия, в частности, популярен за свою эффективность, стабильность и относительно низкую стоимость. Определение оптимального цианид натрия Концентрация имеет решающее значение, поскольку она напрямую влияет на эффективность извлечения золота, эксплуатационные расходы и экологические аспекты.

Теоретические соображения

Теоретически, растворение золота в растворе цианида происходит по определенной химической реакции. Для растворения каждого грамма золота требуется приблизительно 0.92 грамма Цианид натрия требуются на основе электрохимических реакций. Однако в реальных сценариях фактическое потребление Цианид натрия значительно выше, часто в 50–100 раз превышая теоретическую величину.

Факторы, влияющие на оптимальную концентрацию

Характеристики руды

1. Минералогия золота: Тип золотосодержащих минералов, присутствующих в руде, играет важную роль. Если золото находится в мелкозернистой, легкообрабатываемой форме, то потребуется другая концентрация цианида по сравнению с золотом, связанным с сульфидными минералами или другими тугоплавкими материалами. Например, в некоторых золотоносных кварцевых жилах, где золото относительно легкообрабатываемое, может быть достаточно более низких концентраций цианида.

2. Размер частиц и проницаемость: Более мелкозернистые руды обычно имеют большую площадь поверхности, что обеспечивает более эффективный контакт между раствором цианида натрия и частицами золота. В результате, более низкая концентрация цианида может быть эффективной. Напротив, более крупнозернистые руды могут нуждаться в более высокой концентрации для обеспечения полного выщелачивания. Кроме того, проницаемость частиц руды влияет на поток раствора цианида через руду, влияя на требуемую концентрацию.

3. Присутствие других металлов: Медь, в частности, сильно реагирует с цианидом натрия. Она может потреблять значительное количество цианида в процессе выщелачивания. На каждый грамм растворенной меди обычно требуется от 2.3 до 3.4 грамма цианида. В рудах с высоким содержанием меди может потребоваться более высокая концентрация цианида натрия, чтобы обеспечить достаточное количество цианида для растворения золота. Другие металлы, такие как цинк, свинец и железо, также могут влиять на потребление цианида, хотя и в меньшей степени.

Условия процесса

1. уровень pH: pH выщелачивающего раствора является критическим фактором. Цианид натрия гидролизуется в растворе, образуя синильную кислоту (HCN), которая является высокотоксичным газом. Степень гидролиза зависит от pH раствора. При pH 10.5 образуется только 6.1% синильной кислоты, а при pH 9.0 образуется 67.1%. Чтобы минимизировать потери цианида при гидролизе и обеспечить стабильность раствора цианида, pH обычно поддерживают между 11 и 12 на заводах CIP (уголь в пульпе) для золота. Это также влияет на оптимальную концентрацию цианида натрия, так как более щелочная среда может потребовать немного более высокой концентрации для эффективного выщелачивание золота.

2. Концентрация растворенного кислорода: Кислород необходим для растворения золота в растворе цианида. Для реакции требуются как ионы цианида (CN⁻), так и кислород (O₂). Максимальная растворимость кислорода при комнатной температуре и давлении составляет 8.2 мг/л. Если концентрация растворенного кислорода в пульпе составляет менее 4 мг/л, это может ограничить скорость растворения золота. В таких случаях в пульпу можно вводить воздух или добавлять перекись водорода для увеличения концентрации кислорода. Соотношение кислорода и цианида имеет решающее значение; дисбаланс может привести к снижению скорости выщелачивания. Поскольку концентрация кислорода влияет на кинетику реакции, она также влияет на оптимальную концентрацию цианида натрия. Более высокая концентрация кислорода может позволить немного снизить концентрацию цианида, и наоборот.

Типичные диапазоны концентраций на практике

1. В процессах CIP и CIL (выщелачивание с использованием углерода): В типичном цикле CIP или CIL, где золотосодержащая руда находится в форме пульпы, а уголь используется для адсорбции растворенного золота, концентрация цианида натрия обычно поддерживается в диапазоне 0.3 - 0.4 грамма на литр (0.03 - 0.04%). Было обнаружено, что этот диапазон концентраций эффективен для широкого спектра типов руд при нормальных рабочих условиях. Однако для более сложных руд или руд с высоким содержанием примесей концентрация может быть скорректирована в сторону повышения, иногда достигая 0.6 - 0.8 грамма на литр (0.06 - 0.08%).

2. Выщелачивание в чанах: Выщелачивание в чанах часто используется для крупнозернистых руд или когда руда обрабатывается партиями. В этом процессе концентрация цианида натрия обычно выше, около 1.0 грамма на литр (0.1%). Более высокая концентрация компенсирует потенциально меньшую площадь поверхности более крупных частиц руды и помогает гарантировать, что раствор цианида может проникать в руду и эффективно растворять золото.

3. Для цианирования хвостов: При цианировании хвостов с предыдущих этапов обработки (например, после гравитационного разделения) концентрация цианида может варьироваться в зависимости от остаточного содержания золота и характера хвостов. Как правило, концентрация цианида может варьироваться от 0.5 до 2 кг/т руды, что при пересчете в концентрацию раствора может быть в диапазоне 0.05–0.2 грамма на литр (0.005–0.02%). Более низкая концентрация часто достаточна, поскольку хвосты могли быть уже предварительно обработаны, и оставшееся золото более доступно.

Последствия для окружающей среды и безопасности

При определении оптимальной концентрации цианида натрия для выщелачивания золота важно учитывать экологические и охранные аспекты. Цианид является высокотоксичным веществом, и любой выброс в окружающую среду может иметь серьезные последствия. Поддержание надлежащей концентрации не только способствует эффективному извлечению золота, но и минимизирует количество цианида, которое может присутствовать в потоках отходов. Кроме того, правильное обращение и хранение цианида натрия имеют решающее значение для предотвращения случайных разливов или выбросов.

Заключение

Оптимальный диапазон концентрации цианида натрия для выщелачивания золота варьируется в зависимости от множества факторов, включая характеристики руды и условия процесса. В целом, для большинства распространенных операций по выщелачиванию золота, таких как CIP, CIL и выщелачивание в чанах, концентрация колеблется от 0.03% до 0.1% (0.3–1.0 грамма на литр). Однако для каждого конкретного рудного тела рекомендуется проводить подробные лабораторные испытания, такие как бутылочные роликовые и колоночные испытания, чтобы точно определить наиболее подходящую концентрацию цианида натрия. Это обеспечит максимальное извлечение золота при минимизации затрат и воздействия на окружающую среду.