Влияние сопутствующих минералов на процесс выщелачивания цианидом

Введение

Цианирование является широко используемым процессом извлечения золота и серебра из руды. Однако присутствие различных Связанные полезные ископаемые в руде может существенно влиять на эффективность и результативность этого процесса. Понимание этих воздействий имеет решающее значение для оптимизации цианид операции выщелачивания и улучшение извлечения ценных металлов.

Железные минералы

пирит

Пирит - распространенный минерал сульфида железа в золотосодержащих рудах. Во время выщелачивания цианидом, когда пирит находится в пульпе, он может окисляться с образованием сульфата железа. Этот сульфат железа затем реагирует с цианидом, образуя ферроцианат. Эта реакция потребляет большое количество Цианид натрия, который является ключевым реагентом для выщелачивания золота. Более того, под действием извести и воздуха пирит может также трансформироваться в растворимый сульфид, коллоидную серу или тиосульфат. Этот процесс преобразования использует кислород, который необходим для растворения золота в системе цианид - выщелачивание. В целом, это оказывает отрицательное влияние на эффективность выщелачивания золота.

пирротин

Пирротин — еще один минерал сульфида железа, который влияет на выщелачивание цианидом. Он легко реагирует с цианидом, образуя тиоцианат. Кроме того, сульфат железа, образующийся при его окислении, также реагирует с цианидом, образуя ферроцианат. Исследования показали, что пирротин может вызывать значительное снижение скорости растворения золота, например, снижая ее на 28.1% в некоторых случаях. Это также приводит к существенному увеличению потребления цианида, часто в четыре раза.

Медные минералы

Халькопирит и халькозин

Медные минералы, такие как халькопирит и халькоцит, оказывают заметное влияние на выщелачивание цианидом. Цианистый раствор может растворять медные минералы, но скорость растворения варьируется. Халькопирит относительно стабилен среди минералов сульфида меди, в то время как халькоцит более реактивен. В цианистом растворе медь в этих минералах, обычно в двухвалентном состоянии, нестабильна. Двухвалентная медь окисляет цианид, превращаясь в одновалентную медь и образуя комплексы с цианидом в пульпе. Для халькозита это может вызвать значительное снижение скорости растворения золота, до 36.81% в некоторых экспериментах, и десятикратное увеличение расхода цианида.

Малахит (минерал оксида меди)

Малахит - распространенный минерал оксида меди. Он легко растворяется в растворе цианида натрия, что приводит к значительному увеличению потребления цианида. Реакция между малахитом и цианидом расходует большое количество ионов цианида. В результате как сульфид меди, так и оксид меди могут оказывать существенное негативное влияние на процесс извлечения цианида - золота.

Минералы мышьяка

Реальгар и Аурипигмент

Реальгар и аурипигмент очень вредны для выщелачивания цианидом. В сильнощелочном растворе, используемом для погружения в цианид, они образуют такие соединения, как тиоарсенит. Тиоарсенит может реагировать с кислородом в растворе, образуя арсенит, потребляя большое количество кислорода в минеральной суспензии. Кроме того, когда мышьяковые минералы окисляются в растворе, на поверхности золотых частиц образуется пленка из соединений мышьяка. Эта пленка напрямую препятствует контакту золота с цианидом, что серьезно влияет на растворение золота. Исследования показали, что реальгар и аурипигмент могут снизить скорость растворения золота на 41.95% и 49.90% соответственно, и увеличить расход цианида в 13.8 и 15.0 раз.

Арсенопирит

Арсенопирит — распространенный минерал, содержащий мышьяк. В отличие от реальгара и аурипигмента, арсенопирит относительно стабилен в цианидной системе. Хотя он содержит мышьяк, при нормальных условиях выщелачивания цианидом он не распадается легко и, таким образом, оказывает относительно небольшое влияние на выщелачивание цианидом по сравнению с другими минералами, содержащими мышьяк.

Ведущие минералы

Галенит и свинцовые квасцы

Галенит и свинцовые квасцы являются основными свинцовосодержащими минералами в золотых рудниках. Галенит может окисляться до свинцовых квасцов. В сильнощелочном растворе свинцовые квасцы могут образовывать щелочную свинцово-кислую соль, которая реагирует с цианидом в растворе, образуя нерастворимый сильнощелочной цианид. Небольшое количество свинцовых минералов может фактически помочь цианидному выщелачиванию золотых рудников. Однако большое количество свинцовых минералов повлияет на эффективность выщелачивания золота, потребляя цианид и, возможно, образуя осадки, которые могут помешать процессу выщелачивания.

Минералы, содержащие сурьму

Стибнит

Стибнит является основным сульфидным минералом, содержащим сурьму. В процессе выщелачивания цианидом его отрицательные эффекты аналогичны эффектам аурипигмента. Он легко растворяется в сильнощелочном растворе, образуя тиоантимонит, который затем окисляется до антимонита. Кроме того, отрицательно заряженные коллоидные частицы стибнита в щелочно-цианистом растворе могут прилипать к поверхности частиц золота, физически препятствуя растворению золота.

Углеродсодержащие вещества

Золотые рудники могут содержать углеродные вещества, включая неорганический углерод и органический углерод, такой как гуминовая кислота. Когда эти углеродные вещества присутствуют, они могут поглощать растворенное золото в растворе цианида. Это снижает скорость выщелачивания золота в растворе, явление, известное как «грабеж золота». Углеродные вещества конкурируют с процессом извлечения за растворенное золото, что приводит к потере извлечения золота.

Стратегии по смягчению воздействия сопутствующих минералов

Предварительная обработка руд

• Предварительная обработка окислением: Для руд с железо-сульфидными, мышьяковистыми или сурьмяными минералами предварительная окислительная обработка может быть эффективной. Окисление разрушает эти минералы, освобождая заключенное золото и снижая их вредное воздействие на выщелачивание цианидом. Распространенные методы предварительной окислительной обработки включают обжиг, окисление под давлением и биоокисление.

• Медь - Предварительное выщелачивание: В случае руд с высоким содержанием меди можно провести предварительное выщелачивание меди. Удаляя медь перед выщелачиванием цианидом, можно минимизировать количество цианида, потребляемого медными минералами, тем самым повышая эффективность выщелачивания золота цианидом.

Оптимизация условий выщелачивания цианида

• Регулировка дозировки реагентов: В зависимости от типа и количества сопутствующих минералов можно регулировать количество цианида и других реагентов. Например, если в растворе много медных минералов, небольшое увеличение дозировки цианида при одновременном контроле значения pH может помочь обеспечить эффективное растворение золота.

• Контроль состояния пульпы: Также важно контролировать концентрацию пульпы, температуру и скорость перемешивания. Правильная концентрация пульпы обеспечивает эффективное распространение цианида и кислорода в пульпе. Поддержание соответствующей температуры (обычно 15–30 °C) уравновешивает скорость растворения золота и стабильность раствора цианида.

Использование добавок

• Добавки для ингибирования минеральных реакций: Такие добавки, как соли свинца, могут использоваться для предотвращения реакции некоторых вредных минералов. Например, добавление ацетата свинца может реагировать с сульфид-ионами, образующимися при распаде серосодержащих минералов, образуя нерастворимые осадки сульфида свинца. Это снижает количество цианида и кислорода, потребляемых серосодержащими минералами.

• Конкурентные адсорбенты: В случае руд с углеродистыми веществами добавление конкурентных адсорбентов, таких как активированный уголь, во время выщелачивания цианидом может снизить эффект «золотого воровства». Активированный уголь конкурирует с углеродом в руде за растворенное золото, тем самым увеличивая скорость выщелачивания золота.

Заключение

Сопутствующие минералы в золотых и серебряных рудах оказывают разнообразное и значительное влияние на процесс выщелачивания цианидом. Железо, медь, мышьяк, свинец, минералы, содержащие сурьму, и углеродистые вещества могут влиять на эффективность выщелачивания, потребляя реагенты, предотвращая контакт золота с цианидом или поглощая растворенное золото. Однако с помощью соответствующих методов предварительной обработки, оптимизации условий выщелачивания и использования добавок эти негативные воздействия можно уменьшить. Это позволяет более эффективно извлекать золото и серебро из сложных минерализованных руд, повышая экономическую жизнеспособность горнодобывающих работ.