బంగారు గనులలో సైనైడ్ లీచింగ్ ప్రక్రియ: రద్దు నుండి పునరుద్ధరణ వరకు పూర్తి ప్రక్రియ

పరిచయం

బంగారాన్ని దాని ఖనిజాల నుండి వెలికితీసే విధానం శతాబ్దాలుగా చాలా ఆసక్తిని కలిగించే అంశంగా ఉంది. అందుబాటులో ఉన్న వివిధ పద్ధతులలో, సైనైడ్ లీచింగ్ వాణిజ్యపరంగా అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే పద్ధతుల్లో ఒకటిగా ఉద్భవించింది గోల్డ్ మైనింగ్ పరిశ్రమ. ఈ ప్రక్రియ బంగారాన్ని దాని హోస్ట్ పదార్థాల నుండి సమర్థవంతంగా కరిగించడానికి అనుమతిస్తుంది, తద్వారా విలువైన లోహాన్ని మరింత సాంద్రీకృత రూపంలో తిరిగి పొందడం సాధ్యమవుతుంది. ఈ వ్యాసం బంగారు గనులలో సైనైడ్ లీచింగ్ యొక్క పూర్తి ప్రక్రియను పరిశీలిస్తుంది, సైనైడ్ ద్రావణాలలో బంగారం ప్రారంభంలో కరిగిపోవడం నుండి లోహం యొక్క తుది పునరుద్ధరణ వరకు.

సైనైడ్ ద్రావణాలలో బంగారం కరిగిపోవడం

రసాయన ప్రతిచర్యలు

సైనైడ్ ద్రావణాలలో బంగారం కరిగిపోవడం అనేది సంక్లిష్టమైన రసాయన ప్రతిచర్యల శ్రేణిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. మొత్తం ప్రతిచర్యను ఈ క్రింది సమీకరణం ద్వారా సూచించవచ్చు:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

ఈ ప్రతిచర్యలో, బంగారం (Au) తో చర్య జరుపుతుంది సోడియం సైనైడ్ (NaCN) ఆక్సిజన్ (O₂) మరియు నీరు (H₂O) సమక్షంలో సోడియం డైసియానోరేట్ (Na[Au(CN)₂]) మరియు సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ (NaOH) ఏర్పడతాయి. ఈ ప్రతిచర్యలో ఆక్సిజన్ పాత్ర చాలా ముఖ్యమైనది ఎందుకంటే ఇది ఆక్సీకరణ కారకంగా పనిచేస్తుంది, బంగారం కరిగిపోవడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.

ఆప్టిమల్ డిసోల్యుషన్ కోసం షరతులు

బంగారాన్ని సమర్థవంతంగా కరిగించడానికి, అనేక పరిస్థితులను జాగ్రత్తగా నియంత్రించాల్సిన అవసరం ఉంది. ద్రావణంలో సైనైడ్ గాఢత ఒక కీలకమైన అంశం. సాధారణంగా, లీచింగ్ ప్రక్రియలో 0.05 - 0.1% NaCN గాఢత ఉపయోగించబడుతుంది. అధిక గాఢత బంగారం కరిగించడంలో దామాషా పెరుగుదల లేకుండా సైనైడ్ వినియోగం పెరగడానికి దారితీయవచ్చు, అయితే తక్కువ గాఢత నెమ్మదిగా మరియు అసంపూర్ణంగా లీచింగ్‌కు దారితీయవచ్చు.

ద్రావణం యొక్క pH కూడా ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. లీచింగ్ ప్రక్రియ 9.5 - 11 pH పరిధి కలిగిన కొద్దిగా ఆల్కలీన్ మాధ్యమంలో అత్యంత ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది. ఈ pH వద్ద, సైనైడ్ అయాన్లు వాటి విడదీయబడని రూపంలో (HCN) ఉంటాయి, ఇది బంగారం వైపు మరింత రియాక్టివ్‌గా ఉంటుంది. లీచింగ్ ద్రావణంలో సున్నం (CaO) జోడించడం ద్వారా pH సర్దుబాటు సాధారణంగా సాధించబడుతుంది.

ఉష్ణోగ్రత మరొక ముఖ్యమైన పరామితి. ప్రతిచర్య పరిసర ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సంభవించినప్పటికీ, 25 - 35°C కొంచెం పెరిగిన ఉష్ణోగ్రత బంగారం కరిగిపోయే రేటును పెంచుతుంది. అయితే, ఉష్ణోగ్రతను ఎక్కువగా పెంచడం వల్ల సైనైడ్ కుళ్ళిపోతుంది, దాని ప్రభావం తగ్గుతుంది.

ఖనిజాల ముందస్తు చికిత్స

క్రషింగ్ మరియు గ్రైండింగ్

సైనైడ్ లీచింగ్ ప్రక్రియ ప్రారంభమయ్యే ముందు, బంగారం కలిగిన ఖనిజాలను ముందస్తుగా శుద్ధి చేయాలి. ఈ ముందస్తు చికిత్సలో మొదటి దశ సాధారణంగా గుజ్జుచేయడం మరియు గ్రైండింగ్. ఖనిజాలను వాటి పరిమాణాన్ని తగ్గించడానికి చూర్ణం చేసి, ఆపై సూక్ష్మ కణాలుగా రుబ్బుతారు. ఇది ధాతువు యొక్క ఉపరితల వైశాల్యాన్ని పెంచుతుంది, లీచింగ్ ప్రక్రియలో బంగారు కణాలు మరియు సైనైడ్ ద్రావణం మధ్య మరింత సమర్థవంతమైన సంబంధాన్ని అనుమతిస్తుంది.

గ్రైండింగ్ స్థాయిని జాగ్రత్తగా నియంత్రిస్తారు. అతిగా గ్రైండింగ్ చేయడం వల్ల సన్నని బురదలు ఏర్పడతాయి, ఇది తదుపరి ఘన-ద్రవ విభజన దశలలో సమస్యలను కలిగిస్తుంది. మరోవైపు, గ్రైండింగ్ చేయకపోవడం వల్ల బంగారు కణాలు తగినంతగా బహిర్గతమవుతాయి, దీని వలన అసంపూర్ణ లీచింగ్ జరుగుతుంది.

వేయించడం మరియు బయో-ఆక్సీకరణ

కొన్ని సందర్భాల్లో, బంగారు ఖనిజాలలో సైనైడ్ ద్వారా బంగారం నేరుగా కరిగిపోకుండా నిరోధించే వక్రీభవన ఖనిజాలు ఉండవచ్చు. అటువంటి ఖనిజాలకు, వేయించడం లేదా బయో-ఆక్సీకరణ వంటి అదనపు ముందస్తు చికిత్స పద్ధతులు అవసరం కావచ్చు.

వేయించడం అంటే సల్ఫైడ్‌ల వంటి వక్రీభవన ఖనిజాలను ఆక్సీకరణం చేయడానికి గాలి సమక్షంలో ధాతువును వేడి చేయడం. ఈ ఆక్సీకరణ ప్రక్రియ ఖనిజాలను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది, బంగారు కణాలను విడుదల చేస్తుంది మరియు వాటిని సైనైడ్ ద్రావణానికి మరింత అందుబాటులోకి తెస్తుంది.

మరోవైపు, బయో-ఆక్సీకరణం వక్రీభవన ఖనిజాలను ఆక్సీకరణం చేయడానికి సూక్ష్మజీవులను ఉపయోగిస్తుంది. ఇది తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పనిచేస్తుంది మరియు తక్కువ హానికరమైన ఉద్గారాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది కాబట్టి ఇది వేయించడానికి మరింత పర్యావరణ అనుకూలమైన ప్రత్యామ్నాయం. సూక్ష్మజీవులు, సాధారణంగా బ్యాక్టీరియా లేదా శిలీంధ్రాలు, ధాతువులో ఉన్న నిర్దిష్ట వక్రీభవన ఖనిజాలను ఆక్సీకరణం చేసే సామర్థ్యం ఆధారంగా ఎంపిక చేయబడతాయి.

లీచింగ్ ప్రక్రియ

స్టిర్డ్ ట్యాంక్ లీచింగ్

సైనైడ్ లీచింగ్ కోసం ఉపయోగించే అత్యంత సాధారణ పద్ధతుల్లో స్టిర్డ్ ట్యాంక్ లీచింగ్ ఒకటి. ఈ ప్రక్రియలో, ముందుగా చికిత్స చేయబడిన ధాతువును పెద్ద స్టిర్డ్ ట్యాంకులలో సైనైడ్ ద్రావణంతో కలుపుతారు. ట్యాంకులు ధాతువు మరియు ద్రావణం యొక్క పూర్తి మిశ్రమాన్ని నిర్ధారించే ఆందోళనకారులతో అమర్చబడి ఉంటాయి, ఇది బంగారు కణాలు మరియు సైనైడ్ అయాన్ల మధ్య సంబంధాన్ని ప్రోత్సహిస్తుంది.

ధాతువు యొక్క స్వభావం మరియు ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులను బట్టి లీచింగ్ సమయం మారవచ్చు. సాధారణంగా, లీచింగ్ ప్రక్రియ చాలా గంటల నుండి చాలా రోజుల వరకు పట్టవచ్చు. ఈ సమయంలో, లీచేట్ యొక్క నమూనాలను క్రమానుగతంగా తీసుకొని బంగారం కరిగిపోయే పురోగతిని పర్యవేక్షించడానికి విశ్లేషిస్తారు.

హీప్ లీచింగ్

కుప్ప లీచింగ్ అనేది విస్తృతంగా ఉపయోగించే మరొక పద్ధతి, ముఖ్యంగా తక్కువ-గ్రేడ్ బంగారు ఖనిజాలకు. ఈ ప్రక్రియలో, పిండిచేసిన ధాతువును ఒక అగమ్య లైనర్‌పై పెద్ద కుప్పలుగా పేర్చుతారు. తరువాత సైనైడ్ ద్రావణాన్ని కుప్ప పైభాగంలోకి స్ప్రే చేసి, ధాతువు గుండా చొచ్చుకుపోయేలా చేస్తారు. ద్రావణం కుప్ప గుండా వెళుతున్నప్పుడు, అది బంగారు కణాలను కరిగించి, ఫలితంగా వచ్చే గర్భవతి ద్రావణం కుప్ప దిగువన సేకరిస్తారు.

హీప్ లీచింగ్ అనేది దీనితో పోలిస్తే మరింత ఖర్చుతో కూడుకున్న పద్ధతి స్టిర్డ్ ట్యాంక్ లీచింగ్ ఎందుకంటే దీనికి పరికరాలలో తక్కువ మూలధన పెట్టుబడి అవసరం. అయితే, ఇది నెమ్మదిగా జరిగే ప్రక్రియ మరియు సాపేక్షంగా తక్కువ బంగారు కంటెంట్ ఉన్న ఖనిజాలకు మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది.

ఘన-ద్రవ విభజన

వడపోత

లీచింగ్ ప్రక్రియ పూర్తయిన తర్వాత, తదుపరి దశ కరిగిన బంగారాన్ని కలిగి ఉన్న గర్భిణీ ద్రావణం నుండి ఘన అవశేషాలను (టైలింగ్స్) వేరు చేయడం. ఘన-ద్రవ విభజనకు వడపోత అనేది సాధారణంగా ఉపయోగించే పద్ధతుల్లో ఒకటి. ఈ ప్రక్రియలో, స్లర్రీ (ఘన మరియు ద్రవ మిశ్రమం) వడపోత వస్త్రం లేదా వడపోత ప్రెస్ వంటి వడపోత మాధ్యమం ద్వారా పంపబడుతుంది. ఘన కణాలు వడపోత మాధ్యమంలో నిలుపుకోబడతాయి, అయితే ద్రవం (గర్భిణీ ద్రావణం) గుండా వెళుతుంది మరియు సేకరించబడుతుంది.

వడపోత మాధ్యమం ఎంపిక ఘన కణాల స్వభావం మరియు ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, ఘన కణాలు చాలా సూక్ష్మంగా ఉన్న సందర్భాలలో, మరింత సూక్ష్మమైన మెష్ చేసిన వడపోత వస్త్రం అవసరం కావచ్చు.

డికాంటేషన్

ఘన-ద్రవ విభజనకు డీకాంటేషన్ మరొక పద్ధతి, ముఖ్యంగా ఘన కణాలు సాపేక్షంగా పెద్దవిగా ఉండి సులభంగా స్థిరపడినప్పుడు. ఈ ప్రక్రియలో, స్లర్రీని కొంతకాలం పాటు స్థిరపడే ట్యాంక్‌లో ఉంచుతారు. గురుత్వాకర్షణ కారణంగా ఘన కణాలు ట్యాంక్ దిగువన స్థిరపడతాయి మరియు స్పష్టమైన సూపర్‌నాటెంట్ ద్రవం (గర్భిణీ ద్రావణం) జాగ్రత్తగా డీకాంటేషన్ చేయబడుతుంది.

వడపోతతో పోలిస్తే డీకాంటేషన్ అనేది సరళమైనది మరియు తక్కువ శక్తి అవసరమయ్యే పద్ధతి. అయితే, చాలా సూక్ష్మమైన ఘన కణాలను వేరు చేయడంలో ఇది అంత ప్రభావవంతంగా ఉండకపోవచ్చు.

గర్భిణీ ద్రావణం నుండి బంగారం రికవరీ

యాక్టివేటెడ్ కార్బన్ అధిశోషణం

గర్భిణీ ద్రావణం నుండి బంగారాన్ని తిరిగి పొందడానికి అత్యంత సాధారణ పద్ధతుల్లో ఒకటి సక్రియం చేయబడిన కార్బన్ శోషణం. ఈ ప్రక్రియలో, గర్భిణీ ద్రావణానికి ఉత్తేజిత కార్బన్ జోడించబడుతుంది. బంగారం - సైనైడ్ కాంప్లెక్స్ ఉత్తేజిత కార్బన్ యొక్క ఉపరితలంపై బలమైన అనుబంధాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు ఫలితంగా, బంగారం కార్బన్ కణాలపైకి శోషించబడుతుంది.

తరువాత కార్బన్ కణాలను ద్రావణం నుండి వేరు చేస్తారు, సాధారణంగా స్క్రీనింగ్ లేదా వడపోత ద్వారా. బంగారంతో నిండిన కార్బన్ బంగారాన్ని డీశోర్బ్ చేయడానికి మరింత ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది. ఇది సాధారణంగా కార్బన్‌ను అధిక-ఉష్ణోగ్రత ఆవిరి చికిత్సకు గురిచేయడం ద్వారా లేదా రసాయన డీశోర్ప్షన్ ఏజెంట్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా జరుగుతుంది.

జింక్ అవపాతం

జింక్ అవపాతం, దీనిని మెర్రిల్ - క్రో ప్రక్రియ అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది బంగారం రికవరీకి మరొక పద్ధతి. ఈ ప్రక్రియలో, గర్భిణీ ద్రావణంలో జింక్ ధూళిని కలుపుతారు. జింక్ బంగారం కంటే ఎక్కువ ఎలక్ట్రోపాజిటివ్‌గా ఉంటుంది మరియు ఫలితంగా, ఇది బంగారం - సైనైడ్ కాంప్లెక్స్ నుండి బంగారాన్ని స్థానభ్రంశం చేస్తుంది. ప్రతిచర్యను ఈ క్రింది సమీకరణం ద్వారా సూచించవచ్చు:

2Na[Au(CN)₂] + Zn → 2Au + Na₂[Zn(CN)₄]

అవక్షేపించబడిన బంగారం, ఏదైనా చర్య జరపని జింక్‌తో కలిసి, ఘన బురదను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ బురదను ద్రావణం నుండి వేరు చేసి, స్వచ్ఛమైన ఉత్పత్తిని పొందడానికి బంగారాన్ని మరింత శుద్ధి చేస్తారు.

బంగారాన్ని శుద్ధి చేయడం

కరిగించు పద్దతుల వల్ల కలుగు

గర్భిణీ ద్రావణం నుండి బంగారాన్ని తిరిగి పొందిన తర్వాత, మిగిలిన మలినాలను తొలగించడానికి దానిని సాధారణంగా శుద్ధి చేయాల్సి ఉంటుంది. బంగారు శుద్ధికి కరిగించడం అత్యంత సాధారణ పద్ధతుల్లో ఒకటి. ఈ ప్రక్రియలో, బంగారం కలిగిన పదార్థాన్ని బోరాక్స్ వంటి ఫ్లక్స్ సమక్షంలో అధిక ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేస్తారు. ఈ ఫ్లక్స్ బంగారం యొక్క ద్రవీభవన స్థానాన్ని తగ్గించడానికి సహాయపడుతుంది మరియు మలినాలతో కూడా చర్య జరుపుతుంది, కరిగిన బంగారం నుండి వేరు చేయగల స్లాగ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.

కరిగించిన బంగారాన్ని అచ్చులలో పోసి కడ్డీలుగా తయారు చేస్తారు. ఈ కడ్డీలను మరింత ప్రాసెస్ చేయవచ్చు లేదా సెమీ-ఫినిష్డ్ ఉత్పత్తిగా అమ్మవచ్చు.

విద్యుద్విశ్లేషణ శుద్ధి

విద్యుద్విశ్లేషణ శుద్ధి అనేది బంగారాన్ని శుద్ధి చేయడానికి మరింత అధునాతన పద్ధతి. ఈ ప్రక్రియలో, బంగారం కలిగిన ఆనోడ్‌ను స్వచ్ఛమైన బంగారు కాథోడ్‌తో పాటు విద్యుద్విశ్లేషణ కణంలో ఉంచుతారు. ఎలక్ట్రోలైట్ సాధారణంగా బంగారు క్లోరైడ్ లేదా ఇతర బంగారు లవణాల ద్రావణం. సెల్ ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని పంపినప్పుడు, ఆనోడ్ నుండి బంగారం ఎలక్ట్రోలైట్‌లో కరిగి, ఆపై కాథోడ్‌పై జమ అవుతుంది.

బంగారం కంటే ఎక్కువ ఎలక్ట్రోపాజిటివ్‌గా ఉండే మలినాలు ఎలక్ట్రోలైట్‌లో కరిగిపోతాయి కానీ కాథోడ్‌పై జమ కావు, బంగారం కంటే తక్కువ ఎలక్ట్రోపాజిటివ్‌గా ఉండే మలినాలు సెల్ దిగువన బురదగా మిగిలిపోతాయి. దీని ఫలితంగా చాలా ఎక్కువ స్వచ్ఛత కలిగిన బంగారం ఉత్పత్తి అవుతుంది.

పర్యావరణ పరిశీలనలు

సైనైడ్ నిర్వహణ

సైనైడ్ అత్యంత విషపూరితమైన పదార్థం, మరియు బంగారు మైనింగ్ ప్రక్రియలో సైనైడ్ యొక్క సరైన నిర్వహణ అత్యంత ముఖ్యమైనది. పర్యావరణం మరియు మానవ ఆరోగ్యంపై దాని ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి అనేక దేశాలలో బంగారు మైనింగ్‌లో సైనైడ్ వాడకం ఖచ్చితంగా నియంత్రించబడుతుంది.

సైనైడ్ నిర్వహణలో కీలకమైన అంశాలలో ఒకటి సైనైడ్ చిందటాలను నివారించడం. మైనింగ్ కార్యకలాపాలలో సైనైడ్ కలిగిన ద్రావణాలు పర్యావరణంలోకి లీక్ కాకుండా నిరోధించడానికి సరైన నియంత్రణ వ్యవస్థలు ఉండాలి. అదనంగా, సైనైడ్ కలిగిన మురుగునీటి శుద్ధి కూడా చాలా కీలకం. రసాయన ఆక్సీకరణ, జీవసంబంధమైన చికిత్స మరియు అయాన్ మార్పిడి వంటి సైనైడ్ కలిగిన మురుగునీటి శుద్ధికి అనేక పద్ధతులు అందుబాటులో ఉన్నాయి.

టైలింగ్స్ తొలగింపు

బంగారం రికవరీ ప్రక్రియ తర్వాత ఉత్పత్తి అయ్యే ఘన అవశేషాలను (టైలింగ్స్) కూడా సరిగ్గా పారవేయాలి. టైలింగ్స్‌లో సైనైడ్ మరియు ఇతర భారీ లోహాలు స్వల్ప మొత్తంలో ఉండవచ్చు, వీటిని సరిగ్గా నిర్వహించకపోతే పర్యావరణానికి ముప్పు కలిగించవచ్చు.

టైలింగ్స్ పారవేయడానికి ఒక సాధారణ పద్ధతి ఏమిటంటే వాటిని టైలింగ్స్ ఆనకట్టలలో నిల్వ చేయడం. ఈ ఆనకట్టలు టైలింగ్స్‌ను కలిగి ఉండటానికి మరియు పర్యావరణంలోకి కలుషితాలు విడుదల కాకుండా నిరోధించడానికి రూపొందించబడ్డాయి. కొన్ని సందర్భాల్లో, మిగిలిన విలువైన ఖనిజాలను తిరిగి పొందడానికి లేదా పర్యావరణ ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి టైలింగ్‌లను తిరిగి ప్రాసెస్ చేయవచ్చు.

ముగింపు

బంగారు గనులలో సైనైడ్ లీచింగ్ ప్రక్రియ అనేది సంక్లిష్టమైన మరియు బహుళ-దశల ప్రక్రియ, ఇందులో సైనైడ్ ద్రావణాలలో బంగారాన్ని కరిగించడం, ఖనిజాలను ముందస్తుగా శుద్ధి చేయడం, లీచింగ్, ఘన-ద్రవ విభజన, బంగారాన్ని తిరిగి పొందడం, శుద్ధి చేయడం మరియు పర్యావరణ నిర్వహణ ఉంటాయి. పర్యావరణ ప్రభావాన్ని తగ్గించేటప్పుడు బంగారాన్ని సమర్థవంతంగా వెలికితీసేందుకు మరియు తిరిగి పొందేందుకు ఈ ప్రక్రియలోని ప్రతి దశను జాగ్రత్తగా నియంత్రించబడుతుంది. సైనైడ్ వాడకంతో సంబంధం ఉన్న సవాళ్లు ఉన్నప్పటికీ, అధిక సామర్థ్యం మరియు సాపేక్షంగా తక్కువ ఖర్చు కారణంగా వాణిజ్య బంగారు మైనింగ్ పరిశ్రమలో ఈ ప్రక్రియ ఒక ముఖ్యమైన మరియు విస్తృతంగా ఉపయోగించే పద్ధతిగా మిగిలిపోయింది. అయితే, పర్యావరణ అనుకూలమైన మరియు స్థిరమైన ప్రత్యామ్నాయ పద్ధతులను అభివృద్ధి చేయడానికి నిరంతర పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి జరుగుతోంది.