Прымяненне цыяніду натрыю ў якасці дэпрэсанта медзі ў медна-малібдэнавай шахце

Увядзенне

У складаным працэсе ўзбагачэння медна-малібдэнавай руды эфектыўнае падзел мінералаў медзі і малібдэна мае вырашальнае значэнне для максімізацыі эканамічнай каштоўнасці руды. Цыянід натрыю здаўна выкарыстоўваецца ў якасці магутнага дэпрэсанта ў працэсе флотацыі для селектыўнага інгібіравання мінералаў медзі, што дазваляе пераважна флотаваць малібдэн. У гэтым артыкуле падрабязна разглядаецца прымяненне цыяніду натрыю ў канкрэтнай медна-малібдэнавай шахце, даследуецца яго механізм працы, практычная рэалізацыя, а таксама праблемы і рашэнні, звязаныя з яго выкарыстаннем.

Працоўны механізм цыяніду натрыю ў якасці депрессанта

Цыянід натрыю (NaCN) з'яўляецца высокаэфектыўным дэпрэсантам для сульфідных мінералаў, такіх як халькапірыт (медная руда). У сістэме флотацыі цыянід натрыю дысацыюе ў вадзе, вызваляючы іоны цыяніду (CN⁻). Гэтыя іоны цыяніду могуць рэагаваць з іёнамі металаў на паверхні медных мінералаў. Напрыклад, з халькапірытам (CuFeS₂) іоны цыяніду могуць утвараць стабільныя комплексы метал-цыянід. Рэакцыю можна прадставіць наступным чынам:

CuFeS₂ + 4CN⁻ → Cu(CN)₄²⁻ + FeS₂ + 2e⁻

Гэтая рэакцыя эфектыўна растварае іоны медзі на паверхні халькапірыту, утвараючы гідрафільны пласт медна-цыянідных комплексаў. У выніку паверхня меднага мінерала становіцца менш гідрафобнай, што зніжае яго здольнасць прымацоўвацца да паветраных бурбалак ва флотацыйнай ячэйцы. Наадварот, малібдэніт (MoS₂), асноўны мінерал, які змяшчае малібдэн, адносна інертны да цыянідных іонаў пры звычайных умовах флотацыі. Малібдэніт мае натуральную гідрафобную паверхню дзякуючы сваёй слаістай структуры, што дазваляе яму лёгка флотавацца калектарам і паветранымі бурбалкамі ў працэсе флотацыі, у той час як медныя мінералы дэпрэсуюцца цыянідам натрыю.

Прыклад: медна-малібдэнавы руднік

Характарыстыка руды

Медна-малібдэнавы руднік валодае рудным целам складанай мінералогіі. Асноўнымі мінераламі медзі з'яўляюцца халькапірыт і барніт, у той час як малібдэн у асноўным прысутнічае ў выглядзе малібдэніту. Звычайна руда змяшчае ў сярэднім 0.8% медзі і 0.03% малібдэна. Размеркаванне часціц мінералаў таксама разнастайнае, з некаторымі дробназярністымі мінераламі, якія ствараюць праблемы для эфектыўнага падзелу.

Паток працэсу флотации

1. Стадыя аб'ёмнай флотацыі

• На пачатковай стадыі працэсу флотации выкарыстоўваецца метад аб'ёмнай флотации. Збіральнік, такі як ізапрапілавы ксантагенат натрыю, дадаецца ў цэлюлозу, каб разам змяшчаць медныя і малібдэнавыя мінералы. Пры гэтым утвараецца аб'ёмны медна-малібдэнавы канцэнтрат. Мэтай гэтага этапу з'яўляецца ўзбагачэнне каштоўных мінералаў з жыльных мінералаў.

2.Стадыя сепарацыйнай флотацыі

• Пасля аб'ёмнай флотации аб'ёмны канцэнтрат далей перапрацоўваецца на этапе сепарационной флотации. На гэтым этапе ў мякаць дадаецца цыяністы натрый. Хуткасць дадання цыяніду натрыю старанна кантралюецца ў залежнасці ад утрымання медзі ў масавым канцэнтраце і жаданага эфекту падзелу. Звычайна дазоўка вагаецца ў межах 300 - 500 грам на тону сыпкага канцэнтрату.

• Затым цэлюлоза кандыцыянуецца ў шэрагу кандыцыянераў для забеспячэння раўнамернага размеркавання цыяніду натрыю і яго эфектыўнай рэакцыі з мінераламі медзі. Пасля кандыцыянавання пульпа паступае ў камеры флотации. У камерах флотации дэпрэсіўныя мінералы медзі апускаюцца на дно ў выглядзе хвастоў, а малібдэніт ўсплывае на паверхню з дапамогай бурбалак паветра і збіраецца ў выглядзе малібдэнавага канцэнтрату.

3. Этапы ачысткі малібдэна

• Канцэнтрат малібдэна, атрыманы ў выніку сепарацыйнай флотацыі, далей апрацоўваецца праз некалькі этапаў ачышчальнай флотации. На гэтых этапах ачысткі могуць быць дададзены дадатковыя рэагенты для далейшага павышэння чысціні малібдэнавага канцэнтрату. Хвасты са стадый ачысткі звычайна перапрацоўваюцца назад у адпаведную кропку ў працэсе падзелу або аб'ёмнай флотацыі, каб максымізаваць аднаўленне каштоўных мінералаў.

Металургічныя вынікі

1.Аднаўленне і клас малібдэна

• Перад укараненнем аптымізаванага працэсу падзелу на аснове цыяніду натрыю аднаўленне малібдэна ў шахце складала каля 60 %, а ўзровень малібдэнавага канцэнтрату - каля 40 %. Пасля дбайнай карэкціроўкі дазоўкі цыяніду натрыю і параметраў працэсу аднаўленне малібдэна павялічылася да больш чым 75%. Марка малібдэнавага канцэнтрату ў большасці выпадкаў таксама была палепшана да 45% і вышэй.

2. Медны дэпрэсіўны эфект

• Выкарыстанне цыяніду натрыю эфектыўна прыгнятае мінералы медзі. Утрыманне медзі ў канчатковым малібдэнавым канцэнтраце было зніжана прыкладна з 5% да менш чым 2%. Гэта значнае зніжэнне ўтрымання медзі ў малібдэнавым канцэнтраце не толькі паляпшае якасць малібдэнавага прадукту, але і зніжае выдаткі на далейшае рафінаванне малібдэнавага канцэнтрату ў працэсе плаўкі.

Праблемы і рашэнні пры выкарыстанні цыяніду натрыю

Праблемы аховы навакольнага асяроддзя і бяспекі

1. Таксічнасць цыяніду натрыю

• Цыянід натрыю вельмі таксічны. Любая ўцечка або няправільнае абыходжанне падчас працэсу здабычы і ўзбагачэння могуць прадстаўляць сур'ёзную пагрозу для навакольнага асяроддзя і здароўя людзей. У выпадку выпадковай уцечкі іёны цыяніду могуць хутка патрапіць у глебу і крыніцы вады, выклікаючы забруджванне і ствараючы небяспеку для водных насельнікаў і раслін.

2.Рашэнні

• Строгія пратаколы бяспекі : На шахце ўкаранёны строгія пратаколы бяспекі для захоўвання, транспарціроўкі і выкарыстання цыяніду натрыю. Для захоўвання цыяніду натрыю выкарыстоўваюцца спецыялізаваныя сховішчы з рэзервуарамі з падвойнымі сценкамі і сістэмамі выяўлення ўцечак. Усе супрацоўнікі, якія ўдзельнічаюць у апрацоўцы цыяніду натрыю, павінны рэгулярна праходзіць навучанне па тэхніцы бяспекі, у тым ліку па працэдурах рэагавання на надзвычайныя сітуацыі ў выпадку ўцечак.

• Апрацоўка хвастоў і сцёкавых вод : На шахце ўсталяваны перадавыя сістэмы ачысткі сцёкавых вод. Пасля працэсу флотацыі хвасты і сцёкавыя воды, якія змяшчаюць рэшткі цыяніду натрыю, ачышчаюцца для выдалення або дэтоксікацыі цыяніду. Адным з распаўсюджаных метадаў з'яўляецца выкарыстанне перакісу вадароду або гіпахларыту для акіслення іонаў цыяніду ў менш таксічныя формы, такія як цыянат (CNO⁻) або азот і вуглякіслы газ. Затым ачышчаныя сцёкавыя воды старанна кантралююцца, каб пераканацца, што канцэнтрацыя цыяніду адпавядае экалагічным стандартам скіду перад скідам.

Праблемы аптымізацыі працэсаў

1.Зменлівасць якасці руды

• Якасць руды ў медна-малібдэнавых шахце можа істотна адрознівацца. Розныя партыі руды могуць мець розныя суадносіны медзі і малібдэна, мінералагічны склад і размеркаванне часціц па памерах. Гэтая зменлівасць можа паўплываць на эфектыўнасць цыяніду натрыю як дэпрэсанту. Напрыклад, у рудах з большай доляй дробназярністых мінералаў медзі можа спатрэбіцца больш цыяніду натрыю для дасягнення такога ж узроўню дэпрэсіі медзі.

2.Рашэнні

• Аналіз руды ў рэжыме рэальнага часу : Шахта інвеставала ў сучаснае аналітычнае абсталяванне для правядзення аналізу паступаючай руды ў рэжыме рэальнага часу. Для хуткага вызначэння хімічнага складу руды выкарыстоўваюцца рэнтгенаўская флуарэсцэнцыя (XRF) і лазерна-індукаваная прабойная спектраскапія (LIBS). На падставе вынікаў аналізу дазоўку цыяніду натрыю і іншых рэагентаў можна своечасова карэктаваць.

• Кіраванне працэсам на аснове мадэлі : была распрацавана матэматычная мадэль для прагназавання аптымальнай дазоўкі цыяніду натрыю і параметраў працэсу на аснове характарыстык руды. Мадэль улічвае такія фактары, як суадносіны медзі і малібдэна, мінералагічны склад і памер часціц. Гэтая сістэма кіравання працэсам на аснове мадэлі дазваляе больш дакладна кантраляваць працэс флотацыі, павышаючы эфектыўнасць аддзялення медзі і малібдэна нават пры ўмове зменлівасці якасці руды.

Conclusion

Ужыванне цыяніду натрыю ў якасці дэпрэсанта медзі ў працэсе флотацыі даказала сваю эфектыўнасць у падзеле мінералаў медзі і малібдэна. Дзякуючы стараннаму кантролю дазоўкі цыяніду натрыю, аптымізацыі працэсу флотацыі і ўкараненню строгіх мер па ахове навакольнага асяроддзя і бяспекі, шахта змагла палепшыць здабычу і якасць малібдэнавага канцэнтрату, адначасова эфектыўна дэпрэсуючы мінералы медзі. Аднак праблемы, звязаныя з выкарыстаннем цыяніду натрыю, такія як праблемы, звязаныя з навакольным асяроддзем і бяспекай, а таксама аптымізацыя працэсу ва ўмовах зменлівасці якасці руды, патрабуюць пастаяннай увагі і ўкаранення адпаведных рашэнняў. Па меры таго, як горназдабыўная прамысловасць рухаецца да больш устойлівых і эфектыўных практык, неабходныя далейшыя даследаванні і распрацоўкі для пошуку альтэрнатыўных дэпрэсантаў або ўдасканалення існуючага працэсу на аснове цыяніду натрыю, каб мінімізаваць яго ўздзеянне на навакольнае асяроддзе, захоўваючы пры гэтым высокія металургічныя характарыстыкі.