Извлечение золота цианированием: глубокое погружение в процесс цианирования агитацией

В сфере добычи золота цианирование занимает видное место уже более века. С момента своего создания в 1887 году для добычи золотых и серебряных руд этот метод непрерывно развивался, оставаясь одним из наиболее широко используемых методов благодаря высокой скорости извлечения, адаптации к различным типам руд и возможности локального производства.

1. Понимание цианирования при извлечении золота

Цианирование — это химический процесс, в котором используется способность цианид ионы для образования растворимых комплексов с золотом. В присутствии кислорода и воды ионы цианида реагируют с атомами золота. Эта реакция приводит к созданию растворимого соединения, в котором золото связано с ионами цианида, что позволяет золоту растворяться в растворе. Хотя этот процесс очень эффективен для извлечения золота, он также вызывает значительные проблемы с экологией и безопасностью, поскольку цианид является токсичным веществом.

2. Виды методов цианирования

Методы цианирования можно разделить на две основные категории: цианирование с перемешиванием и цианирование с просачиванием.

• Агитация Цианирование: Этот метод в основном используется для обработки флотационных золотых концентратов или в сценариях цианирования шлама. Он включает в себя энергичное перемешивание рудной пульпы с раствором цианида. Благодаря этому обеспечивается максимальный контакт золотосодержащих частиц в руде с ионами цианида, что облегчает извлечение золота.

• Перколяционное цианирование: Подходит для низкосортных золотых руд, перколяционное цианирование работает, позволяя раствору цианида просачиваться через слой руды. Этот метод потребляет меньше энергии по сравнению с цианированием с перемешиванием. Однако его применение ограничено рудами с хорошей проницаемостью, что позволяет раствору цианида легко протекать.

3. Процесс извлечения золота методом агитационного цианирования

Агитация Цианирование Золото Извлечение Процесс включает в себя два основных подпроцесса: процесс цианирования - замещения цинка и процесс нефильтрованного цианирования угольной суспензии.

3.1 Цианирование – процесс замены цинка (методы CCD и CCF)

• Подготовка сырья для выщелачивания: Начальный этап включает подготовку руды к процессу выщелачивания. Часто это включает дробление руды на более мелкие куски и последующее измельчение до тонкой консистенции. В некоторых случаях также проводится предварительная обработка, чтобы сделать частицы золота в руде более доступными. Цель состоит в том, чтобы создать пульпу с оптимальным размером частиц, что способствует лучшему взаимодействию между рудой и раствором цианида.

• Агитация Цианирование Выщелачивание: Подготовленная рудная пульпа затем переносится в агитационные баки, куда добавляется раствор цианида. Эти баки оснащены мешалками, которые поддерживают пульпу и раствор цианида хорошо перемешанными. Кислород вводится в баки либо посредством аэрации, либо путем добавления окислителей. Этот кислород помогает запустить химическую реакцию, которая растворяет золото в растворе цианида.

• Противоточная промывка для разделения твердой и жидкой фаз: После процесса выщелачивания полученная суспензия состоит из твердых остатков и жидкой фазы, известной как продуктивный раствор, который содержит растворенное золото. Для разделения этих двух компонентов используется ряд загустителей или фильтров в противоточной промывочной установке. Такие методы, как непрерывная противоточная декантация (CCD) или непрерывная противоточная фильтрация (CCF), используются для извлечения как можно большего количества золотосодержащего раствора, при этом минимизируя количество золота, теряемого с твердыми остатками.

• Очистка выщелачивающей жидкости и раскисление: Продуктивный раствор, полученный на этапе разделения твердого вещества и жидкости, может содержать примеси и растворенный кислород. Процедуры очистки применяются для удаления взвешенных твердых частиц и других загрязняющих веществ, которые могут нарушить последующий процесс извлечения золота. Раскисление не менее важно, поскольку кислород может вызвать повторное окисление соединения золота и цианида, снижая эффективность последующего процесса замены цинка.

• Замена и травление цинкового порошка (шелка): Цинковый порошок или цинковый шелк добавляют в очищенный и деоксидированный продуктивный раствор. Цинк более реактивен, чем золото, поэтому он вытесняет золото из соединения, образованного в процессе выщелачивания. Это приводит к образованию твердого осадка, содержащего золото и цинк, обычно называемого золотым шламом. После реакции замещения золотой шлам обычно обрабатывают раствором кислоты для удаления избытка цинка и других примесей.

• Плавка слитков: Заключительный этап процесса цианирования - замены цинка - это плавка золотого шлама для получения чистых золотых слитков. Золотой шлам плавится при высоких температурах в печи, и через ряд этапов очистки удаляются оставшиеся примеси, что дает золотые слитки высокой чистоты.

3.2 Процесс нефильтрованного цианирования угольной суспензии (методы CIP и CIL)

• Подготовка выщелачивающего материала: Подобно процессу цианирования - замены цинка, первой задачей является подготовка руды к выщелачиванию. Это требует уменьшения размера частиц руды до соответствующего размера посредством операций дробления и измельчения.

• Выщелачивание с перемешиванием и противоточная адсорбция углерода: В методе Carbon - in - Pulp (CIP) процесс выщелачивания цианидом происходит сначала в серии емкостей для перемешивания. После того, как золото растворилось в растворе, в пульпу добавляется активированный уголь. Активированный уголь имеет сильное сродство к соединению золота с цианидом и адсорбирует растворенное золото на своей поверхности. В методе Carbon - in - Leach (CIL) активированный уголь добавляется в емкость для выщелачивания одновременно с раствором цианида, поэтому процессы выщелачивания и адсорбции происходят одновременно. Как в CIP, так и в CIL поддерживается противоточный поток углерода и пульпы для максимального увеличения количества золота, адсорбированного углем.

• Десорбция углерода, содержащего золото: После процесса адсорбции, уголь, содержащий золото, необходимо отделить от пульпы. Затем золото удаляется из угля с помощью горячего раствора едкого кали - цианида. Этот раствор разрывает связь между соединением золота - цианида и углеродом, высвобождая золото обратно в раствор.

• Электролиз электролиза: Полученный в результате процесса десорбции богатый золотом раствор подвергается электровыделению. В ходе этого процесса через раствор пропускается электрический ток. Это приводит к восстановлению ионов золота в растворе и их осаждению на катоде, образуя твердый осадок золота, который может быть подвергнут дальнейшей очистке.

• Плавка слитков: Золото, полученное электролизом, относительно чистое, но может содержать некоторые примеси. Плавка выполняется для дальнейшей очистки золота и отливки его в слитки желаемой чистоты.

• Регенерация углерода: Отработанный уголь после десорбции золота может быть регенерирован и использован повторно. Это включает в себя высокотемпературную обработку угля для устранения любых адсорбированных примесей и восстановления его способности адсорбировать золото.

4. Сравнение процессов CIP и CIL

• Продолжительность процесса: Как правило, процесс CIP занимает больше времени в целом по сравнению с CIL. Это связано с тем, что в CIP выщелачивание и адсорбция являются отдельными операциями. В CIL, поскольку выщелачивание и адсорбция происходят одновременно, весь процесс может быть завершен за более короткое время. Однако процесс CIL требует более сложного управления, поскольку оба процесса происходят одновременно.

• Управление выбросами углерода и шлама: В процессе CIL циркулирует больший объем углерода, а концентрация углерода в пульпе ниже, чем в CIP. В результате объем пульпы, который необходимо транспортировать для переноса углерода в CIL, обычно в несколько раз больше, чем в CIP (примерно в четыре раза). Это влияет на размеры оборудования и потребление энергии.

• Запас металла и содержание золота в растворе: В процессе CIP в системе остается значительное количество металла (запас металла), и этот металл довольно равномерно распределяется между активированным углем и раствором. В процессе CIL большая часть металла адсорбируется на активированном угле. Кроме того, концентрация золота в растворе в процессе CIL выше, чем в CIP. Это связано с тем, что в процессе CIL по мере выщелачивания золота оно также непрерывно адсорбируется, что пополняет растворенное золото в растворе. В процессе CIP, с другой стороны, это одноступенчатый процесс адсорбции с ограниченным пополнением растворенного золота.

5. Соображения по вопросам окружающей среды и безопасности

Несмотря на свою эффективность, цианирование, особенно цианирование с перемешиванием, представляет значительные риски для окружающей среды и безопасности. Цианид очень токсичен, и любая утечка или неправильное обращение могут привести к серьезному загрязнению окружающей среды и представлять угрозу для здоровья человека. Для устранения этих рисков золотодобывающие предприятия придерживаются строгих протоколов безопасности. Они включают в себя надлежащее хранение и обращение с цианидом, установку систем сдерживания для предотвращения утечек и очистку цианидсодержащих сточных вод. Более того, текущие исследования направлены на разработку альтернативных, менее токсичных выщелачивающих агентов для замены цианида при извлечении золота.

6. Заключение

Цианирование агитацией играет важную роль в современной золотодобывающей промышленности, обеспечивая высокую скорость извлечения золота из различных типов руды. Два основных подпроцесса, цианирование - замена цинка и нефильтрованное цианирование углеродной суспензии, имеют свои собственные преимущества и выбираются на основе таких факторов, как свойства руды, масштабы производства и экономическая целесообразность. Однако отрасль должна продолжать решать проблемы охраны окружающей среды и безопасности, связанные с использованием цианида, чтобы обеспечить устойчивое будущее добычи золота.