Как извлечь золото с помощью цианида натрия?

Введение

Извлечение золота с использованием цианида натрия — широко распространенный метод в горнодобывающей промышленности и производстве драгоценных металлов. Цианид обладает уникальной способностью образовывать растворимые комплексы с золотом, что позволяет извлекать золото из различных источников, таких как низкосортные руды, отходы обогащения и некоторые электронные отходы. Однако из-за высокой токсичности цианида этот процесс должен проводиться с особой осторожностью и строгим соблюдением правил техники безопасности и охраны окружающей среды.

Принцип извлечения золота с помощью цианида натрия

В своем природном состоянии золото часто встречается в рудах в смеси с другими минералами. При добавлении цианида натрия к золотосодержащей руде происходит химическая реакция. В присутствии кислорода и воды золото реагирует с цианидом, образуя растворимое соединение. Эта реакция эффективно растворяет золото в растворе цианида, отделяя его от других нерастворимых минералов в руде.

Пошаговый процесс

Подготовка руды

1. Дробление и измельчение : На начальном этапе происходит уменьшение размера руды. Крупные куски руды сначала измельчаются на более мелкие части с помощью дробилок. Затем измельченная руда перемалывается в мелкий порошок в мельницах. Это увеличивает площадь поверхности руды, обеспечивая более эффективный контакт между золотосодержащими частицами и цианидным раствором. Например, на типичном золотодобывающем руднике руда может быть измельчена до размера менее 10 мм на стадии первичного дробления, а затем перемолота до размера частиц, при котором приблизительно 80% частиц имеют размер менее 75 микрометров, на стадии измельчения.

2. Предварительная обработка (при необходимости) : Если руда содержит сульфидные минералы или другие примеси, которые могут препятствовать процессу цианидного выщелачивания , необходима предварительная обработка. Например, при наличии значительного количества пирита в руде он может потреблять кислород и цианид, снижая эффективность извлечения золота. В таких ситуациях руда может подвергаться обжигу или биоокислению. Обжиг предполагает нагревание руды в присутствии воздуха для окисления сульфидных минералов, в то время как биоокисление использует специфические бактерии для окисления сульфидных минералов при более низкой температуре и более экологичным способом.

Выщелачивание

1. Приготовление раствора цианида : Готовят разбавленный раствор цианида натрия . Концентрация раствора цианида обычно составляет от 0.05% до 0.2% (масс./об.), в зависимости от характеристик руды и содержания золота. Для регулирования pH до диапазона 10⁻¹¹ в раствор цианида часто добавляют известь. Такая щелочная среда помогает предотвратить образование токсичного газообразного цианистого водорода, а также способствует растворению золота.

2. Процесс выщелачивания : Измельченная руда затем смешивается с цианидным раствором в больших резервуарах или с помощью установки кучного выщелачивания. При выщелачивании в резервуаре смесь руды и цианида перемешивается механически или с помощью подачи воздуха для обеспечения хорошего контакта между золотосодержащими частицами и цианидом, тем самым увеличивая скорость реакции. При кучном выщелачивании, которое больше подходит для низкосортных руд, измельченная руда укладывается на непроницаемую облицовку, а цианидный раствор распыляется на кучу. Раствор просачивается сквозь руду, растворяя золото по мере своего продвижения. Процесс выщелачивания может длиться от нескольких часов до нескольких дней, в зависимости от таких факторов, как тип руды, размер частиц и условия выщелачивания.

Разделение твердых веществ и жидкостей

После процесса выщелачивания полученная пульпа состоит из твердых отходов (хвостов) и раствора, содержащего соединение золота и цианида. Разделение твердых и жидких компонентов имеет решающее значение. Это может быть достигнуто с помощью таких методов, как фильтрация или седиментация. При фильтрации пульпа пропускается через фильтрующие среды, такие как фильтровальные ткани или фильтр-прессы. Твердые хвосты удерживаются на фильтре, в то время как прозрачный раствор, известный как продуктивный раствор, содержащий растворенное золото, проходит через него. Седиментация заключается в том, чтобы позволить твердым частицам осесть на дне резервуара под действием силы тяжести. Затем надосадочную жидкость, продуктивный раствор, можно осторожно слить.

Извлечение золота из продуктивного раствора

1. Осаждение цинка (процесс Меррилла-Кроу) : Один из распространенных способов извлечения золота из насыщенного раствора — осаждение цинка. В раствор добавляют цинковую пыль или цинковую стружку. Поскольку цинк более реакционноспособен, чем золото, он вытесняет золото из золотосодержащего цианидного соединения. Затем золото выпадает в осадок в виде твердого вещества вместе с некоторыми примесями. После реакции твердый осадок фильтруют и подвергают дальнейшей обработке. Полученное золотосодержащее твердое вещество затем плавят для получения чистого золота.

2. Адсорбция активированным углем (уголь в пульпе/CIP и уголь в процессе выщелачивания/CIL) : В процессе CIP активированный уголь добавляется в суспензию после стадии выщелачивания. Активированный уголь, благодаря своей большой площади поверхности, адсорбирует золотосодержащее цианидное соединение из раствора. Затем золотосодержащее соединение отделяется от суспензии путем просеивания. В процессе CIL активированный уголь добавляется в процессе самого выщелачивания. Затем золотосодержащий уголь удаляется из системы. Золото может быть извлечено из угля с помощью концентрированного раствора цианида или других экстрагирующих агентов. После извлечения золото может быть извлечено из экстракционного раствора такими методами, как электролитическое осаждение или дальнейшее осаждение.

рафинирование

Золото, полученное после осаждения или адсорбции, обычно не является чистым, содержит примеси, такие как другие металлы и неметаллы. Для получения золота высокой чистоты (обычно 99.9% или выше) применяются процессы аффинажа. Одним из распространенных методов аффинажа является электролитическое рафинирование. В этом процессе неочищенное золото помещается в качестве анода в электролитическую ячейку, а катодом служит чистое золото. Используется подходящий электролит, такой как раствор хлорида золота. Когда электрический ток проходит через ячейку, золото в аноде растворяется и осаждается на катоде. Примеси либо остаются в электролите, либо образуют шлам на дне ячейки.

Вопросы безопасности и защиты окружающей среды

1. Токсичность цианида : Цианид натрия чрезвычайно токсичен. Вдыхание, проглатывание или контакт с кожей с цианидом могут привести к летальному исходу. Все работы с цианидом должны проводиться в хорошо проветриваемых помещениях, а работники должны носить соответствующие средства индивидуальной защиты, включая респираторы, перчатки и защитную одежду. Планы действий в чрезвычайных ситуациях должны быть разработаны на случай разливов или воздействия цианида.

2. Воздействие на окружающую среду : Цианид может нанести вред окружающей среде, если его не контролировать должным образом. Отходы золотодобычи могут содержать остаточный цианид. Эти отходы необходимо хранить в надежных хранилищах, чтобы предотвратить выброс цианида в окружающую среду. Для разложения цианида в отходах перед их сбросом или утилизацией могут использоваться такие методы обработки, как химическое окисление или биологическая деградация. Кроме того, строгий мониторинг источников воды вблизи золотодобывающих предприятий необходим для предотвращения загрязнения цианидом.

Заключение

Использование цианида натрия для извлечения золота — сложный, но эффективный процесс. Он включает несколько этапов: от подготовки руды до извлечения и очистки золота. Хотя он предлагает высокоэффективный способ извлечения золота из различных источников, связанные с этим риски для безопасности и окружающей среды должны тщательно контролироваться. Следуя надлежащим процедурам, используя соответствующие технологии и соблюдая правила, золотодобывающая промышленность может продолжать работать устойчивым и ответственным образом.