Altın Madenciliğinde Siyanür Sızdırma İşlemi: Çözünmeden Geri Kazanıma Kadar Tüm Süreç

Giriş

Altının cevherlerinden çıkarılması yüzyıllardır büyük ilgi gören bir konu olmuştur. Mevcut çeşitli yöntemler arasında, Siyanür liçi ticari alanda en yaygın kullanılan tekniklerden biri olarak ortaya çıkmıştır Altın madeni endüstri. Bu süreç, altının konakçı materyallerinden verimli bir şekilde çözünmesini sağlayarak değerli metalin daha yoğun bir biçimde geri kazanılmasını mümkün kılar. Bu makale, altın madenciliğinde siyanür liçinin, altının siyanür çözeltilerinde ilk çözünmesinden metalin nihai geri kazanımına kadar olan tüm sürecini inceleyecektir.

Siyanür Çözeltilerinde Altının Çözünmesi

İlgili Kimyasal Reaksiyonlar

Altının siyanür çözeltilerinde çözünmesi karmaşık bir kimyasal reaksiyon serisine dayanır. Genel reaksiyon aşağıdaki denklemle gösterilebilir:

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

Bu reaksiyonda altın (Au) aşağıdakilerle reaksiyona girer: Sodyum siyanür (NaCN) oksijen (O₂) ve su (H₂O) varlığında sodyum disiyanoaürat (Na[Au(CN)₂]) ve sodyum hidroksit (NaOH) oluşturur. Bu reaksiyonda oksijenin rolü, altının çözünmesini kolaylaştıran bir oksitleyici madde olarak hareket ettiği için çok önemlidir.

Optimum Çözünme İçin Koşullar

Altının etkili bir şekilde çözünmesi için, birkaç koşulun dikkatlice kontrol edilmesi gerekir. Çözeltideki siyanür konsantrasyonu kritik bir faktördür. Tipik olarak, süzme işleminde %0.05 - %0.1 NaCN konsantrasyonu kullanılır. Daha yüksek bir konsantrasyon, altın çözünmesinde orantılı bir artış olmadan siyanür tüketiminin artmasına neden olabilirken, daha düşük bir konsantrasyon yavaş ve eksik süzmeye neden olabilir.

Çözeltinin pH'ı da önemli bir rol oynar. Sızdırma işlemi, 9.5 - 11 pH aralığına sahip hafif alkali bir ortamda en etkilidir. Bu pH'ta, siyanür iyonları, altına karşı daha reaktif olan ayrışmamış formlarında (HCN) bulunur. pH'ı ayarlamak genellikle sızdırma çözeltisine kireç (CaO) eklenerek gerçekleştirilir.

Sıcaklık bir diğer önemli parametredir. Reaksiyon ortam sıcaklıklarında gerçekleşebilse de, 25 - 35°C civarındaki hafifçe yükseltilmiş bir sıcaklık altın çözünme hızını artırabilir. Ancak, sıcaklığı çok fazla artırmak siyanürün ayrışmasına ve etkinliğinin azalmasına yol açabilir.

Cevherlerin Ön İşlemi

Kırma ve Öğütme

Siyanür liç işlemi başlamadan önce, altın içeren cevherlerin ön işleme tabi tutulması gerekir. Bu ön işlemin ilk adımı genellikle Ezme ve Bileme. Cevherler boyutlarını küçültmek için ezilir ve sonra ince parçacıklara öğütülür. Bu, cevherin yüzey alanını artırarak liç işlemi sırasında altın parçacıkları ile siyanür çözeltisi arasında daha verimli bir temas sağlar.

Öğütme derecesi dikkatlice kontrol edilir. Aşırı öğütme, sonraki katı-sıvı ayırma adımları sırasında sorunlara yol açabilen ince çamurların oluşmasına yol açabilir. Öte yandan, yetersiz öğütme, altın parçacıklarının yetersiz şekilde açığa çıkmasına ve eksik sızmaya yol açabilir.

Kavurma ve Biyo-oksidasyon

Bazı durumlarda altın cevherleri, altının siyanür tarafından doğrudan çözünmesini önleyen refrakter mineraller içerebilir. Bu tür cevherler için kavurma veya biyo-oksidasyon gibi ek ön işlem yöntemleri gerekebilir.

Kavurma, sülfürler gibi refrakter mineralleri oksitlemek için cevheri havanın varlığında ısıtmayı içerir. Bu oksidasyon süreci mineralleri parçalar, altın parçacıklarını serbest bırakır ve bunları siyanür çözeltisine daha erişilebilir hale getirir.

Öte yandan biyo-oksidasyon, refrakter mineralleri oksitlemek için mikroorganizmaları kullanır. Bu, daha düşük sıcaklıklarda çalıştığı ve daha az zararlı emisyon ürettiği için kavurmaya göre daha çevre dostu bir alternatiftir. Genellikle bakteri veya mantar olan mikroorganizmalar, cevherde bulunan belirli refrakter mineralleri oksitleme yeteneklerine göre seçilir.

Sızdırma İşlemi

Karıştırılmış Tank Sızıntısı

Karıştırmalı tank liçi, siyanür liçi için kullanılan en yaygın yöntemlerden biridir. Bu işlemde, önceden işlenmiş cevher, büyük karıştırılmış tanklarda siyanür çözeltisiyle karıştırılır. Tanklar, cevherin ve çözeltinin iyice karışmasını sağlayan ve altın parçacıkları ile siyanür iyonları arasındaki teması destekleyen karıştırıcılarla donatılmıştır.

Sızdırma süresi cevherin doğasına ve çalışma koşullarına bağlı olarak değişebilir. Genel olarak, sızdırma işlemi birkaç saatten birkaç güne kadar sürebilir. Bu süre zarfında, altın çözünmesinin ilerlemesini izlemek için periyodik olarak sızıntı suyu örnekleri alınır ve analiz edilir.

Yığın Liçi

Yığın liçi, özellikle düşük kaliteli altın cevherleri için yaygın olarak kullanılan bir diğer yöntemdir. Bu işlemde, ezilmiş cevher geçirimsiz bir astar üzerine büyük yığınlar halinde istiflenir. Daha sonra siyanür çözeltisi yığının tepesine püskürtülür ve cevherin içinden sızmasına izin verilir. Çözelti yığından geçerken altın parçacıklarını çözer ve ortaya çıkan yüklü çözelti yığının dibinde toplanır.

Yığın liçi, aşağıdakilere kıyasla daha uygun maliyetli bir yöntemdir: Karıştırmalı tank yıkama çünkü ekipmana daha az sermaye yatırımı gerektirir. Ancak, daha yavaş bir işlemdir ve nispeten düşük altın içeriğine sahip cevherler için daha uygundur.

Katı-Sıvı Ayırma

Süzme

Süzme işlemi tamamlandıktan sonraki adım, çözünmüş altını içeren yüklü çözeltiden katı kalıntıyı (artıkları) ayırmaktır. Filtreleme, katı-sıvı ayırma için en yaygın kullanılan yöntemlerden biridir. Bu işlemde, bulamaç (katı ve sıvı karışımı) bir filtre ortamından, örneğin bir filtre bezi veya filtre presinden geçirilir. Katı parçacıklar filtre ortamında tutulurken, sıvı (yüklü çözelti) geçer ve toplanır.

Filtre ortamının seçimi katı parçacıkların doğasına ve çalışma koşullarına bağlıdır. Örneğin katı parçacıkların çok ince olduğu durumlarda daha ince gözenekli bir filtre bezi gerekebilir.

boşaltma

Dekantasyon, özellikle katı parçacıklar nispeten büyük olduğunda ve kolayca çöktüğünde katı-sıvı ayrımı için kullanılabilen başka bir yöntemdir. Bu işlemde, bulamacın bir süre çökelme tankında bekletilmesine izin verilir. Katı parçacıklar yerçekimi nedeniyle tankın dibine çöker ve berrak üst sıvı (ham çözelti) daha sonra dikkatlice boşaltılır.

Dekantasyon, filtrasyona kıyasla daha basit ve daha az enerji gerektiren bir yöntemdir. Ancak, çok ince katı parçacıkları ayırmada o kadar etkili olmayabilir.

Hamile Çözümden Altının Kurtarılması

Aktif Karbon Adsorpsiyonu

Gebe çözeltiden altının geri kazanılması için en yaygın yöntemlerden biri Aktif karbon adsorpsiyonuBu işlemde, aktif karbon, gebe çözeltiye eklenir. Altın-siyanür kompleksi, aktif karbonun yüzeyine karşı güçlü bir afiniteye sahiptir ve bunun sonucunda altın, karbon parçacıklarına adsorbe edilir.

Karbon parçacıkları daha sonra genellikle eleme veya filtrasyon yoluyla çözeltiden ayrılır. Altın yüklü karbon daha sonra altını desorbe etmek için daha fazla işlenir. Bu genellikle karbonu yüksek sıcaklıkta bir buhar işlemine tabi tutarak veya kimyasal bir desorpsiyon maddesi kullanarak yapılır.

Çinko Çökelmesi

Merrill - Crowe işlemi olarak da bilinen çinko çökeltmesi, altın geri kazanımı için başka bir yöntemdir. Bu işlemde, çinko tozu, gebe çözeltiye eklenir. Çinko, altından daha elektropozitiftir ve sonuç olarak altını altın - siyanür kompleksinden uzaklaştırır. Tepkime aşağıdaki denklemle gösterilebilir:

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

Çökeltilmiş altın, tepkimeye girmemiş çinko ile birlikte katı bir çamur oluşturur. Bu çamur daha sonra çözeltiden ayrılır ve altın daha fazla rafine edilerek saf bir ürün elde edilir.

Altının Rafinasyonu

maden eritme

Altın, gebe çözeltiden çıkarıldıktan sonra, kalan safsızlıkları gidermek için genellikle rafine edilmesi gerekir. Eritme, altın rafine etme için en yaygın yöntemlerden biridir. Bu işlemde, altın içeren malzeme boraks gibi bir akı varlığında yüksek bir sıcaklığa ısıtılır. Akı, altının erime noktasını düşürmeye yardımcı olur ve ayrıca safsızlıklarla reaksiyona girerek erimiş altından ayrılabilen bir cüruf oluşturur.

Erimiş altın daha sonra külçeler oluşturmak için kalıplara dökülür. Bu külçeler daha fazla işlenebilir veya yarı mamul ürün olarak satılabilir.

elektrolitik arıtma

Elektrolitik rafine etme, altın rafine etme için daha gelişmiş bir yöntemdir. Bu işlemde, altın içeren anot, saf altın katotla birlikte bir elektrolitik hücreye yerleştirilir. Elektrolit genellikle altın klorür veya diğer altın tuzlarının bir çözeltisidir. Hücreden bir elektrik akımı geçirildiğinde, anottan gelen altın elektrolit içinde çözünür ve ardından katoda birikir.

Altından daha elektropozitif olan safsızlıklar elektrolit içinde çözünür ancak katoda birikmez, altından daha az elektropozitif olan safsızlıklar ise hücrenin dibinde tortu olarak kalır. Bu, çok yüksek saflıkta bir altın ürünüyle sonuçlanır.

Çevresel hususlar

Siyanür Yönetimi

Siyanür oldukça toksik bir maddedir ve altın madenciliği sürecinde siyanürün uygun şekilde yönetilmesi son derece önemlidir. Altın madenciliğinde siyanürün kullanımı, çevre ve insan sağlığı üzerindeki etkisini en aza indirmek için birçok ülkede sıkı bir şekilde düzenlenir.

Siyanür yönetiminin temel yönlerinden biri siyanür sızıntılarının önlenmesidir. Madencilik operasyonlarının siyanür içeren çözeltilerin çevreye sızmasını önlemek için uygun tutma sistemlerine sahip olması gerekir. Ayrıca siyanür içeren atık suların arıtımı da çok önemlidir. Kimyasal oksidasyon, biyolojik arıtma ve iyon değişimi gibi siyanür içeren atık suların arıtımı için çeşitli yöntemler mevcuttur.

Atık Bertarafı

Altın geri kazanımı sürecinden sonra oluşan katı kalıntının (artıklar) da uygun şekilde bertaraf edilmesi gerekir. Artıklar, doğru şekilde yönetilmezse çevre için tehdit oluşturabilecek eser miktarda siyanür ve diğer ağır metaller içerebilir.

Atık bertarafı için yaygın bir yöntem, bunları atık barajlarında depolamaktır. Bu barajlar, atıkların tutulması ve kirleticilerin çevreye salınmasını önlemek için tasarlanmıştır. Bazı durumlarda, atıklar kalan değerli mineralleri geri kazanmak veya çevresel etkiyi azaltmak için yeniden işlenebilir.

Sonuç

Altın madenciliğinde siyanür liç işlemi, altının siyanür çözeltilerinde çözündürülmesi, cevherlerin ön işlenmesi, liç, katı-sıvı ayırma, altın geri kazanımı, rafinasyon ve çevre yönetimini içeren karmaşık ve çok adımlı bir işlemdir. Bu işlemdeki her adım, çevresel etkiyi en aza indirirken altının verimli bir şekilde çıkarılmasını ve geri kazanılmasını sağlamak için dikkatlice kontrol edilir. Siyanür kullanımıyla ilişkili zorluklara rağmen, işlem yüksek verimliliği ve nispeten düşük maliyeti nedeniyle ticari altın madenciliği endüstrisinde önemli ve yaygın olarak kullanılan bir yöntem olmaya devam etmektedir. Bununla birlikte, daha çevre dostu ve sürdürülebilir alternatif yöntemler geliştirmek için sürekli araştırma ve geliştirme çalışmaları yürütülmektedir.