Уплыў хуткасці перамешвання на хуткасць вымывання цыяніду натрыю

1. Увядзенне

Цыяніднае вылугаванне — шырока выкарыстоўваны метад у горназдабыўной прамысловасці для здабывання каштоўных металаў, асабліва золата, з руд. Цыянід натрыю адыгрывае вырашальную ролю ў гэтым працэсе, бо ён рэагуе з металамі, утвараючы растваральныя комплексы, што дазваляе аддзяліць іх ад матрыцы руды. Сярод розных фактараў, якія могуць паўплываць на эфектыўнасць цыяніднага вылугавання , хуткасць перамешвання мае значнае значэнне. Гэты артыкул мае на мэце падрабязна даследаваць, як хуткасць перамешвання ўплывае на хуткасць вылугавання цыяніду натрыю.

2. Роля перамешвання пры вымыванні цыянідам

2.1 Паляпшэнне масапераносу

У працэсе цыянідавання рэакцыя паміж цыянідам натрыю і металам у рудзе адбываецца на мяжы паміж цвёрдымі часцінкамі руды і вадкім растворам цыяніду. Перамешванне дапамагае палепшыць масаперанос рэагентаў ( цыяніду натрыю і кіслароду) да паверхні часціц руды і выдаленне прадуктаў рэакцыі з паверхні. Пры павелічэнні хуткасці перамешвання паток вадкасці вакол часціц становіцца больш турбулентным. Гэтая турбулентнасць памяншае таўшчыню памежнага слоя вакол часціц, які з'яўляецца вобласцю, дзе існуе градыент канцэнтрацыі рэагентаў і прадуктаў. У выніку хуткасць дыфузіі цыяніду натрыю і кіслароду да паверхні часціц павялічваецца, што спрыяе рэакцыі вылугавання.

2.2 Прадухіленне асадка часціц

Яшчэ адна важная функцыя перамешвання — прадухіленне асадка дробных часціц руды, асабліва ў выпадку руд з высокім утрыманнем шламу, гліны або сланца. Гэтыя дробныя часціцы могуць асядаць падчас працэсу вылугавання, памяншаючы плошчу кантакту паміж рудой і растворам цыяніду і тым самым зніжаючы эфектыўнасць вылугавання. Дзякуючы бесперапыннаму перамешванню пульпы (сумесі руды і раствора) часціцы ўтрымліваюцца ў завіслым стане, што забяспечвае раўнамерны кантакт з растворам цыяніду на працягу ўсяго працэсу вылугавання.

3. Эксперыментальныя даследаванні ўплыву хуткасці перамешвання

3.1 Лабараторныя эксперыменты

Было праведзена мноства лабараторных эксперыментаў для вывучэння сувязі паміж хуткасцю перамешвання і хуткасцю вылугавання цыяніду натрыю. У тыповым эксперыменце ўзор руды здрабняецца да пэўнага памеру часціц, а затым змешваецца з растворам цыяніду ў рэактары, абсталяваным мешалкай. Хуткасць перамешвання змяняецца, і хуткасць вылугавання вымяраецца на працягу пэўнага перыяду. Напрыклад, у эксперыменце з золатазмяшчальнай рудай, калі хуткасць перамешвання павялічвалася з 200 абаротаў у хвіліну да 600 абаротаў у хвіліну, хуткасць вылугавання золата (якое вылугоўваецца цыянідам натрыю) значна павялічвалася на пачатковых этапах вылугавання. Аднак, пасля пэўнай хуткасці перамешвання (у дадзеным выпадку каля 800 абаротаў у хвіліну), павелічэнне хуткасці вылугавання станавілася менш выяўленым.

3.2 Назіранні ў прамысловым маштабе

Прамысловыя аперацыі таксама даюць каштоўную інфармацыю аб уплыве хуткасці перамешвання. У буйных цыянідацыйных установках хуткасць перамешвання ў вылугавальных рэзервуарах старанна кантралюецца. Было заўважана, што пры занадта нізкай хуткасці перамешвання ў рэзервуары ёсць зоны, дзе часціцы руды дрэнна змешваюцца з растворам цыяніду, што прыводзіць да зніжэння агульнай хуткасці вылугоўвання. З іншага боку, калі хуткасць перамешвання занадта высокая, гэта можа прывесці да празмернага зносу абсталявання, павялічыць спажыванне энергіі і нават да ўтварэння віхравых патокаў, якія могуць парушыць працэс вылугоўвання. Напрыклад, у буйных цыянідацыйных установках золата павелічэнне хуткасці перамешвання са стандартных 400 абаротаў у хвіліну да 500 абаротаў у хвіліну прывяло да павелічэння хуткасці вылугоўвання золата на 5%, але далейшае павелічэнне да 600 абаротаў у хвіліну прывяло толькі да нязначнага павелічэння на 1%, у той час як спажыванне энергіі павялічылася на 20%.

4. Вызначэнне аптымальнай хуткасці перамешвання

4.1 Улік характарыстык руды

Аптымальная хуткасць перамешвання для цыяніднага вылугавання залежыць ад некалькіх фактараў, прычым характарыстыкі руды з'яўляюцца асноўным фактарам. Для руд з вялікімі памерамі часціц можа спатрэбіцца больш высокая хуткасць перамешвання, каб раствор цыяніду мог пранікаць у поры і рэагаваць з унутранымі часткамі часціц. Наадварот, для дробназярністых руд можа быць дастаткова меншай хуткасці перамешвання, каб часціцы заставаліся ў завісі і спрыялі масапераносу. Акрамя таго, значэнне мае мінералогія руды. Калі руда ўтрымлівае мінералы, якія лёгка акісляюцца або рэагуюць з цыянідам з высокай хуткасцю, для кантролю хуткасці рэакцыі і прадухілення празмернага спажывання цыяніду натрыю можна выкарыстоўваць меншую хуткасць перамешвання.

4.2 Балансаванне хуткасці вымывання і выдаткаў

Акрамя характарыстык руды, эканамічная эфектыўнасць працэсу вылугавання таксама адыгрывае ролю ў вызначэнні аптымальнай хуткасці перамешвання. Больш высокая хуткасць перамешвання звычайна патрабуе больш энергіі, што павялічвае эксплуатацыйныя выдаткі ўстаноўкі. Такім чынам, неабходна знайсці баланс паміж дасягненнем высокай хуткасці вылугавання і мінімізацыяй спажывання энергіі. Гэта часта ўключае ў сябе правядзенне эканамічнага аналізу, які ўлічвае такія фактары, як кошт здабываемага металу, кошт цыяніду натрыю і кошт энергіі, звязаны з рознымі хуткасцямі перамешвання. Напрыклад, калі кошт золата высокі, а кошт энергіі адносна нізкі, можна выбраць крыху вышэйшую хуткасць перамешвання, каб максымізаваць хуткасць вылугавання золата. Аднак, калі кошт энергіі з'яўляецца асноўнай праблемай, можна выбраць ніжэйшую хуткасць перамешвання, нават калі гэта прывядзе да крыху ніжэйшай хуткасці вылугавання.

5. Праблемы, звязаныя з рэгуляваннем хуткасці перамешвання

5.1 Абмежаванні абсталявання

Адной з праблем рэгулявання хуткасці перамешвання з'яўляюцца абмежаванні абсталявання. Канструкцыя вылугавальных рэзервуараў, магутнасць рухавікоў, якія прыводзяць у рух мешалкі, і механічная трываласць крыльчатак абмяжоўваюць дыяпазон хуткасцей перамешвання, якіх можна дасягнуць. У некаторых выпадках мадэрнізацыя абсталявання для дасягнення больш высокай або больш дакладнай хуткасці перамешвання можа запатрабаваць значных капіталаўкладанняў. Напрыклад, калі завод хоча павялічыць хуткасць перамешвання вышэй за бягучы максімальны ліміт, яму можа спатрэбіцца замяніць рухавікі на больш магутныя і ўсталяваць больш моцныя крыльчаткі, што можа быць дарагой справай.

5.2 Нестабільнасць працэсу

Змена хуткасці перамешвання таксама можа прывесці да нестабільнасці працэсу. Раптоўнае павелічэнне або памяншэнне хуткасці перамешвання можа парушыць характарыстыкі патоку ў вылугавальным рэзервуары, выклікаючы нераўнамернае размеркаванне часціц руды і раствора цыяніду. Гэта можа прывесці да непаслядоўнай хуткасці вылугавання і нават да ўтварэння гарачых кропак або халодных плям у рэзервуары, дзе хуткасці рэакцыі занадта высокія або занадта нізкія. Напрыклад, калі хуткасць перамешвання занадта рэзка зніжаецца, часціцы руды могуць пачаць асядаць у некаторых частках рэзервуара, што прывядзе да зніжэння агульнай эфектыўнасці вылугавання.

6. выснову

Хуткасць перамешвання аказвае значны ўплыў на хуткасць вымывання цыяніду натрыю ў працэсе цыяніднага вымывання. Паляпшаючы масаперанос і прадухіляючы асяданне часціц, адпаведная хуткасць перамешвання можа павысіць эфектыўнасць працэсу вымывання. Аднак вызначэнне аптымальнай хуткасці перамешвання патрабуе ўважлівага ўліку характарыстык руды і эканамічнай эфектыўнасці. Акрамя таго, пры рэгуляванні хуткасці перамешвання неабходна вырашаць такія праблемы, як абмежаванні абсталявання і нестабільнасць працэсу. Далейшыя даследаванні ў гэтай галіне могуць быць сканцэнтраваны на распрацоўцы больш эфектыўных тэхналогій перамешвання і аптымізацыі ўсяго працэсу цыяніднага вымывання для паляпшэння здабычы каштоўных металаў пры мінімізацыі ўздзеяння на навакольнае асяроддзе і выдаткаў.