Pridobivanje zlata s cianidacijo: poglobljen vpogled v postopek agitacijske cianidacije

Na področju pridobivanja zlata ima cianidacija že več kot stoletje pomembno mesto. Od svojega nastanka leta 1887 za pridobivanje zlatih in srebrnih rud se je ta metoda nenehno razvijala in ostaja ena najpogosteje uporabljenih tehnik zaradi visoke stopnje izkoristka, prilagodljivosti različnim vrstam rud in izvedljivosti lokalne proizvodnje.

1. Razumevanje cianidacije pri pridobivanju zlata

Cianidacija je kemični postopek, ki izkorišča sposobnost cianid ioni, ki tvorijo topne komplekse z zlatom. V prisotnosti kisika in vode cianidni ioni reagirajo z atomi zlata. Ta reakcija povzroči nastanek topne spojine, kjer se zlato veže s cianidnimi ioni, kar omogoča, da se zlato raztopi v raztopini. Čeprav je ta postopek zelo učinkovit za ekstrakcijo zlata, prinaša tudi znatne okoljske in varnostne pomisleke, saj je cianid strupena snov.

2. Vrste metod cianidacije

Metode cianidacije lahko na splošno razdelimo v dve glavni kategoriji: mešalno cianidacijo in perkolacijsko cianidacijo.

• Agitacija CianidacijaTa metoda se uporablja predvsem za obdelavo flotacijskih zlatih koncentratov ali v scenarijih cianidacije s čisto muljem. Vključuje močno mešanje rudne pulpe z raztopino cianida. S tem se zagotovi, da delci rude, ki vsebujejo zlato, pridejo v maksimalen stik s cianidnimi ioni, kar olajša ekstrakcijo zlata.

• Perkolacijska cianidacijaPerkolacijska cianidacija, primerna za rude z nizko vsebnostjo zlata, deluje tako, da omogoča, da raztopina cianida pronica skozi plast rude. Ta metoda porabi manj energije v primerjavi z mešalno cianidacijo. Vendar je njena uporaba omejena na rude z dobro prepustnostjo, kar omogoča, da raztopina cianida zlahka teče skoznje.

3. Postopek ekstrakcije zlata z mešanjem in cianidacijo

Vznemirjenost Pridobivanje zlata s cianidacijo Postopek zajema dva glavna podprocesa: postopek cianidacije - nadomeščanja cinka in postopek cianidacije z nefiltrirano ogljikovo suspenzijo.

3.1 Cianidacija - postopek zamenjave cinka (metodi CCD in CCF)

• Priprava surovin za izluževanjePrvi korak vključuje pripravo rude za postopek luženja. To pogosto vključuje drobljenje rude na manjše koščke in nato mletje do fine konsistence. V nekaterih primerih se izvede tudi predobdelava, da so delci zlata v rudi lažje dostopni. Cilj je ustvariti pulpo z optimalno velikostjo delcev, ki spodbuja boljšo interakcijo med rudo in raztopino cianida.

• Agitacija Cianidacija IzpiranjePripravljena rudna pulpa se nato prenese v mešalne rezervoarje, kjer se doda raztopina cianida. Ti rezervoarji so opremljeni z mešali, ki dobro mešajo pulpo in raztopino cianida. V rezervoarje se vnaša kisik, bodisi z zračenjem bodisi z dodajanjem oksidantov. Ta kisik pomaga pri kemični reakciji, ki raztopi zlato v raztopini cianida.

• Protitočno pranje za ločevanje trdnih in tekočih snoviPo postopku luženja nastala brozga sestoji iz trdnih ostankov in tekoče faze, znane kot noseča raztopina, ki vsebuje raztopljeno zlato. Za ločitev teh dveh komponent se v protitočni pralni napravi uporablja vrsta zgoščevalcev ali filtrov. Za pridobivanje čim večje količine raztopine, ki vsebuje zlato, hkrati pa za zmanjšanje količine zlata, izgubljenega s trdnimi ostanki, se uporabljajo metode, kot sta neprekinjena protitočna dekantacija (CCD) ali neprekinjena protitočna filtracija (CCF).

• Čiščenje izlužilne tekočine in deoksidacijaRaztopina, pridobljena s korakom ločevanja trdne in tekoče snovi, lahko vsebuje nečistoče in raztopljeni kisik. Za odstranitev suspendiranih trdnih snovi in ​​drugih onesnaževalcev, ki bi lahko motili nadaljnji postopek pridobivanja zlata, se uporabljajo postopki čiščenja. Deoksidacija je prav tako pomembna, saj lahko kisik povzroči ponovno oksidacijo spojine zlata in cianida, kar zmanjša učinkovitost postopka nadomeščanja cinka, ki sledi.

• Zamenjava in dekapiranje cinkovega prahu (svila)Prečiščeni in deoksidirani nosečni raztopini se doda cinkov prah ali cinkova svila. Cink je bolj reaktiven kot zlato, zato izpodrine zlato iz spojine, ki nastane med postopkom luženja. To povzroči nastanek trdne oborine, ki vsebuje zlato in cink, običajno imenovane zlata blata. Po nadomestni reakciji se zlata blata običajno obdela s kislo raztopino, da se odstranijo morebitni presežki cinka in druge nečistoče.

• Taljenje ingotovZadnja faza postopka cianidacije - nadomestitve cinka je taljenje zlate mulja za proizvodnjo čistih zlatih ingotov. Zlati mulj se tali pri visokih temperaturah v peči in z vrsto korakov rafiniranja se odstranijo preostale nečistoče, kar daje visoko čiste zlate ingote.

3.2 Postopek nefiltrirane cianidacijske ogljikove suspenzije (metodi CIP in CIL)

• Priprava izlužujočega materialaPodobno kot pri postopku cianidacije in nadomeščanja cinka je prva naloga pripraviti rudo za izluževanje. To zahteva zmanjšanje rude na ustrezno velikost delcev z drobljenjem in mletjem.

• Izpiranje z mešanjem in protitočna adsorpcija ogljikaPri metodi ogljika v celulozi (CIP) postopek izluževanja s cianidom najprej poteka v seriji mešalnih rezervoarjev. Ko se zlato raztopi v raztopini, se celulozi doda aktivno oglje. Aktivno oglje ima močno afiniteto do spojine zlato-cianid in adsorbira raztopljeno zlato na svojo površino. Pri metodi ogljika v celulozi (CIL) se aktivno oglje doda v lužilni rezervoar hkrati z raztopino cianida, tako da se proces izluževanja in adsorpcije odvijata hkrati. Tako pri CIP kot pri CIL se vzdržuje protitočni tok ogljika in celuloze, da se maksimizira količina zlata, ki ga adsorbira oglje.

• Desorpcija zlata z naloženim ogljikomPo postopku adsorpcije je treba oglje, nasičeno z zlatom, ločiti od pulpe. Nato se zlato odstrani iz oglja z vročo raztopino kavstičnega cianida. Ta raztopina prekine vez med spojino zlata in cianida ter ogljem, pri čemer se zlato sprosti nazaj v raztopino.

• Elektroliza elektroliziranjaRaztopina, bogata z zlatom, pridobljena s postopkom desorpcije, se elektrolizira. Med tem postopkom skozi raztopino teče električni tok. To povzroči, da se zlati ioni v raztopini reducirajo in odložijo na katodo, pri čemer tvorijo trdno usedlino zlata, ki jo je mogoče nadalje rafinirati.

• Taljenje ingotovZlato, pridobljeno z elektrolitskim pridobivanjem, je relativno čisto, vendar lahko še vedno vsebuje nekaj nečistoč. Taljenje se izvaja za nadaljnje čiščenje zlata in njegovo ulivanje v ingote želene čistosti.

• Regeneracija ogljikaIzrabljeno oglje se lahko po desorbiranju zlata regenerira in ponovno uporabi. To vključuje obdelavo oglja pri visoki temperaturi, da se odstranijo vse adsorbirane nečistoče in se obnovi njegova sposobnost adsorpcije zlata.

4. Primerjava procesov CIP in CIL

• Trajanje postopkaPostopek CIP na splošno traja dlje v primerjavi s CIL. To je zato, ker sta pri CIP izluževanje in adsorpcija ločeni operaciji. Pri CIL se izluževanje in adsorpcija lahko izvedeta hkrati, zato je celoten postopek mogoče zaključiti v krajšem času. Vendar pa postopek CIL zahteva bolj kompleksen nadzor, saj oba procesa potekata sočasno.

• Upravljanje z ogljikom in gnojevkoPri postopku CIL je v obtoku večja količina ogljika, koncentracija ogljika v gnojevki pa je nižja kot pri CIP. Posledično je količina gnojevke, ki jo je treba prenesti za prenos ogljika pri CIL, običajno nekajkrat večja kot pri CIP (približno štirikrat). To vpliva na velikost opreme in porabo energije.

• Zaostanek kovin in stopnja zlata v rešitviPri postopku CIP v sistemu ostane znatna količina kovine (zaostanek kovine), ki je dokaj enakomerno porazdeljena med aktivnim ogljem in raztopino. Pri CIL se večina kovine adsorbira na aktivno oglje. Poleg tega je koncentracija zlata v raztopini pri postopku CIL višja kot pri CIP. To je zato, ker se pri CIL zlato med luženjem tudi nenehno adsorbira, kar obnavlja raztopljeno zlato v raztopini. Pri CIP pa gre za enostopenjski adsorpcijski postopek z omejenim obnavljanjem raztopljenega zlata.

5. Okoljski in varnostni vidiki

Kljub svoji učinkovitosti cianidacija, zlasti mešalna cianidacija, predstavlja znatna okoljska in varnostna tveganja. Cianid je zelo strupen in vsako puščanje ali nepravilno ravnanje lahko povzroči hudo onesnaženje okolja in ogroža zdravje ljudi. Za obravnavo teh tveganj se pri rudarjenju zlata upoštevajo strogi varnostni protokoli. Ti vključujejo pravilno skladiščenje in ravnanje s cianidom, namestitev zadrževalnih sistemov za preprečevanje puščanja in čiščenje odpadne vode, ki vsebuje cianid. Poleg tega si tekoče raziskave prizadevajo razviti alternativna, manj strupena sredstva za izluževanje, ki bi nadomestila cianid pri pridobivanju zlata.

6. Zaključek

Cianizacija z mešanjem igra ključno vlogo v sodobni industriji pridobivanja zlata, saj omogoča visokohitrostno pridobivanje zlata iz različnih vrst rude. Glavna podprocesa, cianidacija - nadomeščanje cinka in nefiltrirana cianidacijska ogljikova suspenzija, imata vsak svoje prednosti in sta izbrana na podlagi dejavnikov, kot so lastnosti rude, obseg delovanja in ekonomska upravičenost. Vendar pa se mora industrija še naprej spopadati z okoljskimi in varnostnimi izzivi, povezanimi z uporabo cianida, da bi zagotovila trajnostno prihodnost pridobivanja zlata.