Razumevanje predelave zlate rude CIL, CIP: Uporaba natrijevega cianida

Strogo gledano, postopek cianidacije ne spada v kategorijo predelave mineralov, temveč bi ga bilo treba uvrstiti med hidrometalurgijo. Uporaba cianidacije za ekstrakcijo zlata je najpogostejša metoda na svetu. Njeno načelo temelji na kompleksiranju cianidnih ionov s prostim zlatom, da se tvori zlati cianid, s čimer se doseže raztapljanje zlata. Vemo, da zlato v naravi obstaja v prostem stanju; tudi ko je enkapsulirano v drugih mineralih, ostane elementarno zlato, ko je izpostavljeno. Zato lahko rečemo, da je učinkovitost (stopnja izkoristka) postopka cianidacije pri ekstrakciji zlata do neke mere odvisna od sposobnosti sproščanja enkapsuliranega zlata.

Postopek izluževanja CIL (Carbon In Leach), znan tudi kot izpiranje z ogljikom za ekstrakcijo zlata, je postopek, ki vključuje dodajanje aktivnega oglja celulozi ter hkratno izpiranje in adsorpcijo zlata. To poenostavi dva koraka izpiranja celuloze s cianidom in adsorpcijo aktivnega oglja, ki ju najdemo v postopku CIP (Carbon In Pulp), v en korak, kar zmanjša izgube in hkrati zniža stroške upravljanja. V primerjavi s tradicionalnim postopkom CCD prihrani 66 % investicijskih stroškov, zaradi česar je najprimernejši postopek za sodobno predelavo zlate rude. V procesu ogljikove celuloze se »ogljik« in »pulpa« nanašata na aktivno oglje oziroma mineralno celulozo, ne pa na suspenzijo ogljika, kot običajno mislimo. Glede na čas vnosa aktivnega oglja poimenujemo proces luženja, ki mu sledi adsorpcija, karbonska celulozna metoda (CIP), medtem ko hkratno izpiranje in adsorpcijo imenujemo karbonska lužilna metoda (CIL). Zaradi učinkovitejše uporabe proizvodne opreme vse več obratov za proizvodnjo cianida uporablja to metodo. Njegove glavne prednosti vključujejo odpravo potrebe po pranju celuloze in ločevanju med trdno in tekočo snovjo, saj neposredno uporablja zrnato aktivno oglje za adsorpcijo zlata iz celuloze, s čimer nadomešča pranje, ločevanje med trdno in tekočo snovjo ter postopke bistrenja, razplinjevanja in zamenjave cinka v izcedni vodi. To bistveno poenostavi proces industrijske proizvodnje, izboljša učinkovitost in močno zmanjša naložbe v opremo in infrastrukturo.

Postopek cianiranja zahteva strogo fino mletje.

Za tipične zlatonosne oksidirane rude s kremenčevimi žilami je zaradi slabe flotabilnosti zlatonosnih mineralov na splošno težko doseči dobre indikatorje predelave mineralov z uporabo flotacijskih metod. Vendar pa je z uporabo postopka ogljikove celuloze mogoče doseči skupno stopnjo predelave več kot 93 % pod pogojem minimalnih škodljivih nečistoč.

Kot smo že omenili, je učinkovitost postopka cianiranja odvisna od zmožnosti sproščanja inkapsuliranega zlata, zaradi česar je mletje še posebej pomembno pri pripravljalnih postopkih obratov za proizvodnjo ogljikove celuloze. V običajnih obratih za ogljikovo celulozo finost mletja, primerna za cianidacijo, običajno zahteva, da je 80–95 % materiala finejši od -0.074 mm. V nekaterih rudnikih z razpršeno mineralno distribucijo je lahko zahteva celo, da mora biti več kot 95 % finejši od -0.037 mm. To kaže, da je doseganje zahtevane finosti v eni sami fazi mletja v obratih za ogljikovo celulozo precej zahtevno, saj so pogosto potrebne dve ali celo tri stopnje mletja.

Nadzor koncentracije mletja se v glavnem doseže s prilagajanjem prostornine dovodne vode, dovodne količine rude in razmerja povratnega peska. Če je koncentracija mletja previsoka, je treba povečati količino napajalne vode, zmanjšati količino napajalne rude v dvostopenjskem procesu mletja v zaprtem krogu in povečati razmerje povratnega peska in obratno. Nadzor koncentracije preliva je mogoče upravljati s prilagajanjem prostornine napajalne vode preliva, višine pretočnega jezu, velikosti dovoda in iztoka ter velikosti iztoka preliva. Nadzor finosti pretoka zahteva prilagoditev višine pretočnega jeza, velikosti iztoka preliva, količine in razmerja jeklenih kroglic, koncentracije mletja in koncentracije preliva.

Če povzamemo, so vsi tehnični parametri v operaciji mletja med seboj povezani, se dopolnjujejo in medsebojno omejujejo. Zato je treba v procesu prilagajanja in nadzora pristopiti celovito in usklajeno.

Preprečevanje hidrolize cianidi je zelo pomembno.

Cianidi , ki jih pogosto uporabljamo (kalijev cianid, natrijev cianid , kalcijev cianid), so vsi močne baze in šibke kislinske soli, ki so nagnjene k hidrolizi v vodi, pri čemer nastaja vodikov cianid, ki lahko vpliva na koncentracijo cianidnih ionov v pulpi. Zato je ključnega pomena preprečiti hidrolizo cianidov med postopkom luženja. Najučinkovitejša metoda je povečanje koncentracije hidroksidnih ionov, kar običajno imenujemo povečanje pH vrednosti. Najbolj ekonomično sredstvo za uravnavanje pH v industriji je apno, vendar lahko apno med uravnavanjem pH zlahka povzroči tudi flokulacijo. Zato ga dodajamo med mletjem, da zagotovimo dobro disperzijo. Med luženjem s cianidom mora raztopina vzdrževati določeno alkalnost, da se prepreči razgradnja cianidov, vendar alkalnost raztopine cianida ne sme biti previsoka, saj lahko to zmanjša hitrost raztapljanja zlata.

Ko se čas luženja poveča, se stopnja luženja zlata izboljša, vendar po določeni točki dodatno podaljšanje časa luženja ne poveča bistveno stopnje luženja zlata. Zato je bistveno zagotoviti določen čas luženja med izpiranjem s cianidom, da se zagotovi učinkovito izpiranje zlata. Na splošno je vrednost pH med postopki ogljikove celuloze najbolj učinkovita, če je med 10 in 11.

Nadzor koncentracije pulpe je ključni vidik procesa cianiranja.

Ne glede na to, ali gre za zlato in cianid ali zlati cianid in aktivno oglje, je potreben zadosten stik za doseganje dobrih indikatorjev predelave mineralov, kar postavlja visoke zahteve glede koncentracije celuloze. Če je koncentracija previsoka, se lahko zlahka obori na površini aktivnega oglja; če je prenizek, se zlahka usede. Poleg tega je treba za vzdrževanje ustrezne pH vrednosti in koncentracije cianida dodati veliko količino reagentov. Pri izbiri cianidov je treba upoštevati dejavnike, kot so njihova relativna sposobnost raztapljanja zlata, stabilnost in vpliv nečistoč na raztapljanje zlata.

Po letih proizvodne prakse se verjame, da sta koncentracija 40-45 % za ekstrakcijo zlata iz ogljikove celuloze in koncentracija cianida 300-500 ppm primernejša. Vendar, kot smo že omenili, mletje običajno zahteva dve do tri stopnje delovanja, končna koncentracija produkta pa je na splošno pod 20 %. Zato mora celuloza pred vstopom v postopek luženja opraviti postopek zgoščevanja.

Nadzor koncentracije natrijevega cianida med postopkom luženja mora slediti naslednjim načelom: ob zagotavljanju učinkovitosti raztapljanja zlata je treba ustrezno zmanjšati koncentracijo natrijevega cianida , da bo koncentracija natrijevega cianida enakomerna v vseh serijah lužilnih rezervoarjev, ali pa zagotoviti, da je koncentracija natrijevega cianida v prejšnjih lužilnih rezervoarjih višja kot v kasnejših. Manjše kot je območje nihanja koncentracije natrijevega cianida, nadzorovano v vsakem lužilnem rezervoarju, tem bolje. Zaželeno je, da je razmerje med lužilnimi rezervoarji, ki dodajajo natrijev cianid, in skupnim številom lužilnih rezervoarjev večje. Pogostejše merjenje koncentracije natrijevega hidroksida je koristno za nadzor operativnih tehničnih pogojev. Natrijev cianid se običajno dodaja v vsak rezervoar v koncentraciji približno 10 %.

Osnovni mehanizem procesa izluževanja s cianidom

Iz zgornje formule je razvidno, da je postopek cianidacije proces, ki zahteva kisik, saj lahko vnos kisika med proizvodnjo pospeši stopnjo izpiranja. Seveda lahko primerno dodamo tudi oksidante, kot je vodikov peroksid; vendar pa lahko prekomerni oksidanti povzročijo nastanek cianatnih ionov iz cianida, kar ni koristno za proces luženja.

Iz formule lahko razberemo tudi, da 1 mol zlata potrebuje za kompleksiranje le 2 mol cianida. Glede na maso približno 1 g zlata zahteva 0.5 g cianida kot sredstva za izpiranje. Vendar pa v dejanski proizvodnji zaradi vpliva drugih mineralov, kot so srebro, baker, svinec in cink, ki so prav tako lahko podvrženi reakcijam kompleksiranja s cianidom, odmerjanje reagentov ne sme biti omejeno samo na izračune. Prilagoditi ga je treba glede na končno stopnjo izpiranja, prilagoditvam pa je treba slediti, ko se spremenijo lastnosti rude. Običajno se razpon od 200- do 500-krat višji od izračunane vrednosti šteje za razumnega. Če povzamemo, je zagotavljanje koncentracije cianidnih ionov v pulpi nujen pogoj za doseganje dobrih kazalcev.

Ko zlato, adsorbirano na naloženem ogljiku, doseže več kot 3000 g/t, menimo, da je celoten proces adsorpcije ogljikove celuloze končan. Vendar pa lahko rude z visoko vsebnostjo nečistoč bakra in srebra vplivajo tudi na adsorpcijsko zmogljivost aktivnega oglja, kar povzroči, da ogljik, napolnjen z zlatom, ne doseže naših pričakovanih ciljev. Ko aktivno oglje nima več adsorpcijske sposobnosti, ga štejemo za nasičenega. Za nasičeno aktivno oglje moramo desorbirati in elektrolizirati, da dobimo zlato. Nadaljnje operacije pa so bolj zapletene in zahtevajo večjo investicijo. V regijah z visoko gostoto proizvodnje zlata lahko z zlatom napolnjen ogljik prodamo za dobiček ali pa je preprostejša metoda pridobivanje zlata z žganjem.

Shaanxi United Chemical je profesionalni proizvajalec in dobavitelj natrijevega cianida, ključne kemikalije, ki se uporablja v različnih panogah, kot sta rudarstvo in kemična sinteza. Strokovna ekipa pri United Chemical ne zagotavlja samo izdelkov, ampak je tudi posvečen ponudbi celovite tehnične podpore. Z obsežnimi izkušnjami v panogi so naši strokovnjaki sposobni odgovoriti na vsa vprašanja ali izzive, na katere lahko naletite. Z izbiro Shaanxi United Chemical kot vaš dobavitelj natrijevega cianida boste pridobili dostop do bogastva znanja in virov, ki lahko izboljšajo vaše delovanje in izboljšajo učinkovitost. Sodelujte z nami zdaj in izkusite strokovno tehnično podporo in visokokakovostne izdelke.