Зменшення споживання ціаніду натрію при вилуговуванні золотого концентрату

Вступ

У золотодобувній промисловості процес ціанування широко використовується для вилучення золота із золотих концентратів . Ціанід натрію відіграє вирішальну роль у цьому процесі, оскільки він реагує із золотом, утворюючи розчинні комплекси ціаніду золота, які потім можна додатково переробляти для вилучення золота. Однак високе споживання ціаніду натрію не тільки збільшує виробничі витрати, але й викликає значні екологічні проблеми через токсичність ціаніду. Тому пошук ефективних способів скорочення використання ціаніду натрію в процесі вилуговування золота має велике значення як з економічних, так і з екологічних причин.

Фактори, що впливають на споживання ціаніду натрію

Мінералогія золотого концентрату

Склад золотого концентрату має суттєвий вплив на споживання ціаніду натрію . Такі мінерали, як пірит, піротин, халькопірит та інші сульфідні мінерали, можуть реагувати з ціанідом та киснем під час вилуговування. Пірит, наприклад, може окислюватися у присутності кисню та ціаніду, що призводить до утворення різних залізо-ціанідних комплексів та споживання ціаніду в процесі. Крім того, мінерали міді також можуть спричиняти значну витрату ціаніду. Мідь утворює стабільні ціанідні комплекси, і коли в розчині для вилуговування є високий вміст міді, концентрацію ціаніду натрію необхідно збільшити, щоб підтримувати активність вилуговування золота, що ще більше збільшує використання ціаніду.

Умови вилуговування

Значення рН

Рівень pH вилуговувального шламу є критичним фактором. Ціанід існує в різних формах з різними рівнями pH. При низькому pH ціанід може гідролізуватися з утворенням ціаністого водню – леткої та шкідливої ​​речовини. Щоб запобігти цьому, рівень pH системи вилуговування зазвичай підтримується високим, зазвичай близько 10-11.5. Але надмірно високий рівень pH може негативно вплинути на процес вилуговування, наприклад, знизити активність певних ферментів або спричинити осадження іонів металів, що може вплинути на ефективність вилуговування та збільшити споживання ціаніду.

Аерація та постачання кисню

Достатнє постачання кисню є життєво важливим для окислення золота та утворення золото-ціанідних комплексів. Недостатня аерація або низький рівень кисню можуть уповільнити реакцію вилуговування, що призведе до неповної екстракції та потенційно змусить додавати більше ціаніду для досягнення кращих результатів. З іншого боку, надмірна аерація може призвести до непотрібного окислення інших мінералів у концентраті, що також збільшує споживання ціаніду.

Стратегії зменшення споживання ціаніду натрію

Попередня обробка золотого концентрату

Окислювальна попередня обробка

Методи попередньої окислювальної обробки можуть усунути або модифікувати мінерали, що споживають ціанід, у золотому концентраті. Випалювання є поширеним підходом, при якому нагрівання концентрату в присутності кисню окислює сульфідні мінерали та перетворює залізовмісні мінерали на більш стабільні форми, зменшуючи їхню реакційну здатність з ціанідом під час подальшого вилуговування. Однак випалювання має такі недоліки, як високе споживання енергії та потенційне забруднення навколишнього середовища. Біоокислення з використанням мікроорганізмів, таких як Thiobacillus ferrooxidans, є м'якшою, енергоефективнішою та екологічнішою альтернативою. Воно вибірково окислює сульфідні мінерали, ефективно видаляючи ті, що споживають ціанід, та знижуючи потребу в ціаніді натрію під час вилуговування.

Флотація для видалення міді

Коли золотий концентрат містить значну кількість мідних мінералів, флотацію можна використовувати як попередню стадію обробки. Відокремлюючи мідні мінерали від золотовмісної фракції, значно зменшується споживання ціаніду, спричинене утворенням мідно-ціанідного комплексу. Решту концентрату, багатого на золото, потім можна піддати ціанідному вилуговуванні з меншою дозою ціаніду натрію.

Оптимізація умов вилуговування

Контроль pH

Підтримка відповідного та стабільного рівня pH є надзвичайно важливою. Вапно зазвичай використовується для регулювання pH вилуговувального шламу. Воно не тільки підвищує pH, щоб запобігти гідролізу ціаніду, але й допомагає зменшити споживання ціаніду, впливаючи на швидкість вилуговування міді та запобігаючи утворенню певних сполук, що споживають ціаніди. Однак кількість вапна необхідно ретельно контролювати, оскільки надмірна кількість вапна може спричинити осадження корисних іонів металів або збільшити в'язкість шламу, перешкоджаючи дифузії реагентів. Експериментальні дослідження показують, що додавання приблизно 1-2 кг/т вапна для регулювання pH приблизно до 10.5-11.5 часто дає хороші результати у зменшенні споживання ціаніду, зберігаючи при цьому високі швидкості вилуговування золота.

Оптимізація аерації

Для забезпечення ефективного вилуговування золота з мінімальним вмістом ціаніду натрію необхідно оптимізувати швидкість аерації. Більшість заводів з ціанування золота використовують низькотискові безмасляні повітряні компресори для подачі повітря. Такі методи, як встановлення ковпака з малим отвором на кінці труби подачі повітря для створення численних бульбашок малого діаметра, можуть збільшити площу контакту між киснем та вилуговуваною суспензією, підвищуючи ефективність окислення золота та зменшуючи непотрібне споживання ціаніду. Встановлення зворотного клапана для запобігання зворотному потоку повітря також стабілізує систему аерації. Регулювання швидкості аерації відповідно до характеристик концентрату та умов вилуговування допомагає підтримувати оптимальну концентрацію кисню в суспензії, сприяючи вилуговуванню золота та зменшуючи використання ціаніду.

Використання добавок

Добавки на основі свинцю

Додавання добавок на основі свинцю, таких як нітрат свинцю, перед ціанідним вилуговуванням може зменшити споживання ціаніду натрію. Іони свинцю реагують з домішками, такими як сульфід-іони, в золотому концентраті, утворюючи нерозчинні осади, зменшуючи їх вплив на процес вилуговування та споживання ціаніду. Наприклад, при вилуговуванні золотих руд з високим вмістом сульфідних мінералів, додавання 300-600 г/т нітрату свинцю разом з попередньою обробкою лугом протягом 2-3 годин може зменшити споживання ціаніду натрію з 2500-3000 г/т до 1200-1500 г/т та збільшити швидкість вилуговування золота на 2%-4%.

Альтернативні вилуговувачі або добавки

Для зменшення загального споживання ціаніду разом із ціанідом можна використовувати певні альтернативні вилуговувачі або добавки. Одним із таких варіантів є гліцин, нетоксична, придатна для переробки та біорозкладна амінокислота. У деяких випадках технологія вилуговування на основі гліцину дозволила досягти значного зниження вмісту ціаніду, зберігаючи при цьому коефіцієнти вилучення золота, подібні до традиційних методів ціанування. Додавання спеціальних поверхнево-активних речовин також може покращити змочуваність частинок золота та дифузію реагентів у вилуговуваній суспензії, що потенційно може допомогти певною мірою зменшити споживання ціаніду натрію.

Висновок

Зменшення споживання ціаніду натрію в процесі вилуговування золотого концентрату є складним, але важливим завданням. Розуміючи фактори, що впливають на споживання ціаніду, та впроваджуючи такі стратегії, як попередня обробка, оптимізація умов вилуговування та використання добавок, можна досягти значного скорочення використання ціаніду натрію. Це приносить економічну користь золотодобувним підприємствам, знижуючи виробничі витрати, та допомагає пом'якшити екологічні ризики, пов'язані з використанням ціаніду. Очікується, що подальші дослідження та інновації в цій галузі призведуть до більш ефективних та екологічно чистих процесів видобутку золота в майбутньому.