Nâng cao hiệu quả của quá trình chiết xuất vàng xyanua: Chiến lược và hiểu biết sâu sắc

Giới thiệu

Gói Vàng xyanua quá trình ngâm chiết là nền tảng trong ngành khai thác vàng, nổi tiếng với hiệu quả chiết xuất vàng từ quặng. Bằng cách tận dụng các dung dịch xyanua, quá trình này hòa tan vàng, tạo điều kiện cho quá trình thu hồi sau đó. Ứng dụng lâu dài và thành tích đã được chứng minh của nó đã khiến nó trở thành lựa chọn ưa thích cho nhiều hoạt động khai thác. Tuy nhiên, trong một ngành công nghiệp thúc đẩy hiệu quả và tính bền vững, việc cải tiến liên tục quá trình ngâm chiết xyanua là điều cần thiết. Bài đăng trên blog này đi sâu vào các phương pháp khác nhau để nâng cao hiệu quả của Rò rỉ xyanua vàng, khám phá cả các phương pháp tối ưu hóa truyền thống và các kỹ thuật tiên tiến.

Hiểu về quá trình chiết xuất vàng xyanua

Những điều cơ bản về quá trình thẩm thấu xyanua

Trong quá trình chiết xuất vàng xyanua, các ion xyanua (CN⁻) phản ứng với vàng khi có oxy để tạo thành hợp chất vàng - xyanua hòa tan. Phản ứng tổng thể có thể được đơn giản hóa như sau:

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

Phản ứng này xảy ra theo hai bước chính. Đầu tiên, vàng bị oxy hóa bởi oxy, sau đó vàng bị oxy hóa phản ứng với các ion xyanua để tạo thành phức chất hòa tan. Quá trình ngâm chiết có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau, chẳng hạn như trong các bể lớn để ngâm chiết bằng bể khuấy (dùng cho quặng cấp cao hoặc quặng cô đặc) hoặc trong các đống để ngâm chiết (thích hợp cho quặng cấp thấp).

Các thông số chính ảnh hưởng đến hiệu quả thẩm thấu

1. Nồng độ xyanua: Duy trì nồng độ xyanua tối ưu là rất quan trọng. Nếu nồng độ quá thấp, quá trình hòa tan vàng có thể không hoàn toàn. Ngược lại, nồng độ cao không chỉ làm tăng chi phí xyanua mà còn gây ra rủi ro cho môi trường. Đối với hầu hết các loại quặng, nồng độ xyanua trong khoảng 0.05 - 0.1% thường được sử dụng, nhưng điều này có thể thay đổi tùy thuộc vào đặc điểm của quặng.

2. sẵn có oxy: Oxy là chất phản ứng chính trong phản ứng vàng - xyanua. Cung cấp đủ oxy có thể tăng tốc đáng kể tốc độ thẩm thấu. Trong quá trình thẩm thấu bằng bể khuấy, không khí hoặc oxy nguyên chất có thể được đưa vào bể thẩm thấu. Tỷ lệ xyanua so với oxy (CN⁻/O₂) cũng ảnh hưởng đến cơ chế phản ứng. Khi CN⁻/O₂ > 6. phản ứng chủ yếu được kiểm soát bởi sự khuếch tán oxy, trong khi khi CN⁻/O₂ < 6. phản ứng được kiểm soát bởi sự khuếch tán xyanua.

3. Mức độ pH: Độ pH của dung dịch ngâm chiết đóng vai trò quan trọng. Môi trường kiềm cao (thường là độ pH 10 - 11) được duy trì để ngăn chặn quá trình thủy phân xyanua thành hydro xyanua (HCN), một loại khí độc và dễ bay hơi. Vôi (CaO) thường được thêm vào để điều chỉnh và duy trì độ pH.

4. Nhiệt độ: Tăng nhiệt độ có thể làm tăng tốc độ phản ứng. Tuy nhiên, trên thực tế, nhiệt độ thường được giới hạn ở khoảng 25 - 40°C. Nhiệt độ cao hơn có thể dẫn đến tăng tiêu thụ xyanua do phản ứng phụ và bay hơi.

Chiến lược cải thiện hiệu quả thẩm thấu

Tối ưu hóa các thông số quy trình

1. Kiểm soát kích thước hạt và nghiền: Đảm bảo nghiền quặng đúng cách là điều cơ bản. Kích thước hạt mịn hơn làm lộ ra nhiều diện tích bề mặt hơn của các khoáng chất chứa vàng với dung dịch xyanua, tạo điều kiện cho quá trình chiết tách nhanh hơn và hoàn thiện hơn. Ví dụ, trong một mỏ vàng ở Nam Phi, việc giảm kích thước hạt quặng từ 75μm xuống 53μm đã làm tăng tỷ lệ thu hồi vàng lên 8% trong quá trình chiết tách xyanua.

2. Khuấy và khuấy: Trong quá trình chiết rót bằng bể khuấy, việc khuấy hiệu quả đảm bảo phân phối đồng đều các hạt quặng, dung dịch xyanua và oxy trong bể. Điều này cải thiện sự tiếp xúc giữa các chất phản ứng và tăng tốc độ chiết rót. Hệ thống khuấy tiên tiến với động cơ tốc độ thay đổi có thể được điều chỉnh theo các yêu cầu cụ thể của quặng và điều kiện chiết rót.

3. Tối ưu hóa thời gian ngâm chiết: Xác định thời gian ngâm chiết thích hợp là một sự cân bằng. Ngâm chiết kéo dài có thể làm tăng khả năng thu hồi vàng nhưng cũng dẫn đến mức tiêu thụ xyanua và chi phí vận hành cao hơn. Thông qua các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và mô hình hóa quy trình, thời gian ngâm chiết tối ưu có thể được xác định cho các loại quặng khác nhau. Đối với một số loại quặng có hàm lượng cao, thời gian ngâm chiết là 24 - 48 giờ có thể đủ, trong khi đối với các loại quặng phức tạp hơn, thời gian ngâm chiết có thể kéo dài đến 72 giờ hoặc hơn.

Sử dụng phụ gia và chất xúc tiến

1. Tác nhân oxy hóa: Việc bổ sung các chất oxy hóa như hydro peroxide (H₂O₂), natri peroxide (Na₂O₂) hoặc canxi peroxide (CaO₂) có thể tăng cường quá trình rửa trôi vàng. Các chất oxy hóa này làm tăng hàm lượng oxy hòa tan trong bùn và đẩy nhanh quá trình oxy hóa vàng. Ví dụ, trong một nghiên cứu về quặng vàng chịu lửa ở Úc, việc bổ sung H₂O₂ ở nồng độ 2 kg/t quặng đã làm tăng tốc độ rửa trôi vàng từ 70% lên 85% trong cùng thời gian rửa trôi.

2. Muối kim loại nặng: Một số muối kim loại nặng, như muối chì (ví dụ, Pb(NO₃)₂), có thể hoạt động như chất xúc tiến trong quá trình rửa xyanua. Chúng tạo thành các ô galvanic cục bộ với vàng, đẩy nhanh quá trình hòa tan vàng. Trong một nhà máy xyanua của Canada, việc bổ sung Pb(NO₃)₂ đã giúp duy trì nồng độ oxy hòa tan tốt trong mạch xyanua và khắc phục tác động bất lợi của khoáng chất sulfua lên quá trình xyanua hóa.

3. Đại lý phức tạp: Các tác nhân tạo phức như axit ethylenediaminetetraacetic (EDTA) có thể được sử dụng để tạo phức với các tạp chất trong quặng, chẳng hạn như các ion đồng, kẽm và sắt. Điều này làm giảm sự cạnh tranh của các tạp chất này với vàng đối với các ion xyanua, cải thiện vàng Hiệu quả rửa trôi.

Công nghệ thẩm thấu tiên tiến

1. Lọc giàu oxy: Còn được gọi là quy trình oxy hóa CIG (Carbon - trong - Vàng), phương pháp này liên quan đến việc nạp oxy nguyên chất vào bể ngâm thay vì khí nén. Hàm lượng oxy hòa tan tăng lên trong bùn làm tăng đáng kể tốc độ ngâm. Ngâm giàu oxy có thể giảm thời gian ngâm tới 50% so với các phương pháp ngâm không khí truyền thống và cải thiện tốc độ ngâm vàng từ 10 - 20%.

2. Chiết xuất áp suất: Chiết xuất xyanua áp suất được thực hiện trong bình chịu áp suất. Tăng áp suất làm tăng độ hòa tan của oxy và xyanua trong dung dịch và tăng tốc độ phản ứng. Ở áp suất 2×10⁵ Pa, tốc độ hòa tan vàng có thể gấp 10 - 20 lần so với áp suất bình thường. Công nghệ này đặc biệt hiệu quả đối với quặng vàng chịu nhiệt.

3. Siêu âm - Hỗ trợ chiết xuất: Sóng siêu âm có thể được đưa vào trong quá trình chiết tách. Năng lượng siêu âm tạo ra các bong bóng rỗng trong pha lỏng, chúng sẽ vỡ ra và tạo ra môi trường vi mô có áp suất cao và nhiệt độ cao. Điều này giúp làm sạch bề mặt các hạt vàng, phá vỡ lớp khuếch tán xung quanh các hạt và thúc đẩy dung dịch xyanua thấm vào quặng, do đó nâng cao hiệu quả chiết tách.

Giám sát và kiểm soát quá trình

1. Máy phân tích trực tuyến: Việc triển khai các máy phân tích trực tuyến cho các thông số như nồng độ xyanua, hàm lượng oxy, độ pH và nồng độ vàng trong nước rỉ rác cho phép theo dõi quá trình rỉ rác theo thời gian thực. Ví dụ, một máy phân tích xyanua trực tuyến có thể phát hiện những thay đổi về nồng độ xyanua trong vài giây, cho phép người vận hành điều chỉnh tốc độ bổ sung xyanua kịp thời.

2. Hệ thống điều khiển tự động: Hệ thống điều khiển tự động có thể được sử dụng để điều chỉnh các biến quy trình dựa trên dữ liệu từ các máy phân tích trực tuyến. Ví dụ, việc bổ sung xyanua, vôi và chất oxy hóa có thể được tự động điều chỉnh theo các giá trị cài đặt trước về nồng độ xyanua và độ pH. Điều này làm giảm lỗi của con người và đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của quy trình ngâm chiết.

Kết luận

Nâng cao hiệu quả của quá trình chiết xuất xyanua vàng là một nhiệm vụ đa diện bao gồm việc tối ưu hóa các thông số quy trình truyền thống, sử dụng chất phụ gia và chất xúc tiến, áp dụng Công nghệ thẩm thấu tiên tiến, và triển khai các hệ thống giám sát và kiểm soát quy trình hiệu quả. Bằng cách triển khai các chiến lược này, hoạt động khai thác có thể cải thiện tỷ lệ thu hồi vàng, giảm tiêu thụ xyanua và tăng cường tính bền vững về kinh tế và môi trường nói chung. Khi ngành khai thác vàng tiếp tục phát triển, nghiên cứu và đổi mới liên tục trong công nghệ chiết xuất xyanua sẽ rất quan trọng để đáp ứng các thách thức về độ phức tạp của quặng và các quy định về môi trường.