Сокращение расхода цианида натрия при выщелачивании золотосодержащего концентрата

Введение

В золотодобывающей промышленности, процесс цианирования широко используется для извлечения золота из золотой концентратс. Натрий цианид играет решающую роль в этом процессе, поскольку он реагирует с золотом, образуя растворимые комплексы цианида золота, которые затем могут быть подвергнуты дальнейшей обработке для извлечения золота. Однако высокий расход цианид натрия не только увеличивает себестоимость продукции, но и вызывает серьезные экологические проблемы из-за токсичности цианида. Поэтому, открытие эффективных способов сокращения Цианид натрия использование в процессе выщелачивания золота имеет большое значение как по экономическим, так и по экологическим причинам.

Факторы, влияющие на потребление цианида натрия

Минералогия золотого концентрата

Состав золотого концентрата оказывает глубокое влияние на Цианид натрия потребление. Такие минералы, как пирит, пирротин, халькопирит и другие сульфидные минералы, могут реагировать с цианидом и кислородом во время выщелачивания. Пирит, например, может окисляться в присутствии кислорода и цианида, что приводит к образованию различных комплексов железа с цианидом и потреблению цианида в процессе. Более того, медные минералы также могут вызывать существенное потребление цианида. Медь образует устойчивые цианидные комплексы, и когда в выщелачивающем растворе высокое содержание меди, необходимо увеличить концентрацию цианида натрия для поддержания выщелачивающей активности золота, что еще больше увеличивает использование цианида.

Условия выщелачивания

Значение рН

Уровень pH выщелачивающего шлама является критическим фактором. Цианид существует в разных формах при разных уровнях pH. При низком уровне pH цианид может гидролизоваться с образованием цианистого водорода, летучего и вредного вещества. Чтобы предотвратить это, уровень pH выщелачивающей системы обычно поддерживают высоким, обычно около 10–11.5. Но слишком высокий уровень pH может негативно повлиять на процесс выщелачивания, например, снизить активность определенных ферментов или вызвать осаждение ионов металлов, что может повлиять на эффективность выщелачивания и увеличить расход цианида.

Аэрация и снабжение кислородом

Достаточное количество кислорода жизненно необходимо для окисления золота и образования комплексов золота с цианидом. Недостаточная аэрация или низкий уровень кислорода могут замедлить реакцию выщелачивания, что приведет к неполному извлечению и потенциально заставит добавлять больше цианида для достижения лучших результатов. С другой стороны, чрезмерная аэрация может привести к ненужному окислению других минералов в концентрате, что также увеличит потребление цианида.

Стратегии по сокращению потребления цианида натрия

Предварительная обработка золотосодержащего концентрата

Окислительная предварительная обработка

Методы окислительной предварительной обработки могут устранить или модифицировать минералы, потребляющие цианид, в золотом концентрате. Обжиг является распространенным подходом, при котором нагревание концентрата в присутствии кислорода окисляет сульфидные минералы и преобразует железосодержащие минералы в более стабильные формы, снижая их реакционную способность с цианидом во время последующего выщелачивания. Однако обжиг имеет недостатки, такие как высокое потребление энергии и потенциальное загрязнение окружающей среды. Биоокисление с использованием микроорганизмов, таких как Thiobacillus ferrooxidans, является более мягкой, более энергоэффективной и экологически чистой альтернативой. Он селективно окисляет сульфидные минералы, эффективно удаляя те, которые потребляют цианид, и снижая потребность в цианиде натрия при выщелачивании.

Флотация для удаления меди

Когда золотой концентрат содержит значительное количество медных минералов, флотация может использоваться как этап предварительной обработки. Отделяя медные минералы от золотосодержащей фракции, она значительно снижает расход цианида, вызванный образованием комплекса меди с цианидом. Оставшийся богатый золотом концентрат затем может подвергаться цианидному выщелачиванию с меньшей дозировкой цианида натрия.

Оптимизация условий выщелачивания

Контроль pH

Поддержание соответствующего и стабильного pH имеет важное значение. Известь обычно используется для регулирования pH выщелачивающего шлама. Она не только повышает pH для предотвращения гидролиза цианида, но и помогает снизить расход цианида, влияя на скорость выщелачивания меди и предотвращая образование определенных соединений, потребляющих цианид. Однако количество извести необходимо тщательно контролировать, так как избыточное количество извести может вызвать осаждение полезных ионов металлов или увеличить вязкость шлама, что затруднит диффузию реагентов. Экспериментальные исследования показывают, что добавление около 1–2 кг/т извести для регулирования pH до примерно 10.5–11.5 часто дает хорошие результаты в снижении расхода цианида при сохранении высоких скоростей выщелачивания золота.

Оптимизация аэрации

Для обеспечения эффективного выщелачивания золота с минимальным содержанием цианида натрия необходимо оптимизировать скорость аэрации. Большинство заводов по цианированию золота используют воздушные компрессоры низкого давления без масла для подачи воздуха. Такие методы, как установка колпака с небольшим отверстием на конце трубы подачи воздуха для создания многочисленных пузырьков малого диаметра, могут увеличить площадь контакта между кислородом и выщелачиваемым шламом, повышая эффективность окисления золота и сокращая ненужный расход цианида. Установка обратного клапана для предотвращения обратного потока воздуха также стабилизирует систему аэрации. Регулировка скорости аэрации в соответствии с характеристиками концентрата и условиями выщелачивания помогает поддерживать оптимальную концентрацию кислорода в шламе, способствуя выщелачиванию золота и сокращая использование цианида.

Использование добавок

Добавки на основе свинца

Добавление добавок на основе свинца, таких как нитрат свинца, перед выщелачиванием цианидом может снизить расход цианида натрия. Ионы свинца реагируют с примесями, такими как сульфид-ионы в золотом концентрате, образуя нерастворимые осадки, что снижает их влияние на процесс выщелачивания и расход цианида. Например, при выщелачивании золотых руд с высоким содержанием сульфидных минералов добавление 300–600 г/т нитрата свинца вместе с предварительной обработкой щелочью в течение 2–3 часов может снизить расход цианида натрия с 2500–3000 г/т до 1200–1500 г/т и увеличить скорость выщелачивания золота на 2–4%.

Альтернативные выщелачиватели или добавки

Некоторые альтернативные выщелачиватели или добавки могут использоваться с цианидом для снижения общего потребления цианида. Глицин, нетоксичная, перерабатываемая и биоразлагаемая аминокислота, является одним из таких вариантов. В некоторых случаях технология выщелачивания на основе глицина достигла значительного снижения цианида при сохранении показателей извлечения золота, аналогичных традиционным методам цианирования. Добавление определенных поверхностно-активных веществ также может улучшить смачиваемость частиц золота и диффузию реагентов в выщелачивающем шламе, что потенциально помогает в некоторой степени снизить потребление цианида натрия.

Заключение

Сокращение потребления цианида натрия в процессе выщелачивания золотого концентрата является сложной, но важной задачей. Понимая факторы, влияющие на потребление цианида, и реализуя такие стратегии, как предварительная обработка, оптимизация условий выщелачивания и использование добавок, можно добиться значительного сокращения использования цианида натрия. Это приносит экономическую выгоду золотодобывающим предприятиям за счет сокращения производственных затрат и помогает снизить экологические риски, связанные с использованием цианида. Ожидается, что продолжение исследований и инноваций в этой области приведет к более эффективному и экологически безопасному добыча золота процессы в будущем.