Параўнанне атмасфернага і ціскавага вылугоўвання ў працэсе цыянідавання золата ў рудніках

1. Увядзенне

Цыяніраванне — гэта шырока выкарыстоўваны працэс здабывання золата з руд. Сярод розных рэжымаў працы атмасфернае вылугаванне і вылугаванне пад ціскам з'яўляюцца двума важнымі метадамі. Разуменне адрозненняў паміж імі мае вырашальнае значэнне для аптымізацыі працэсу здабывання золата, павышэння эфектыўнасці і зніжэння выдаткаў. У гэтым артыкуле будзе праведзена падрабязнае параўнанне атмасфернага вылугавання і вылугавання пад ціскам у працэсе цыяніравання ў залатых рудніках.

2. Прынцып цыянідавання і вылугвання

Цыянідацыйнае вылугаванне заснавана на рэакцыі золата з цыянідам у прысутнасці кіслароду. Агульнае хімічнае ўраўненне выглядае наступным чынам:

4Au + 8CN⁻+ O₂ + 2H₂O → 4[Au(CN)₂]⁻+ 4OH⁻

У гэтай рэакцыі золата ўтварае растваральныя комплексы золата з цыянідам, якія можна далей аддзяліць і здабыць. Незалежна ад таго, ці адбываецца вылугаванне пад атмасферным, ці пад ціскам, гэты асноўны прынцып рэакцыі застаецца нязменным. Аднак на ўмовы рэакцыі і кінетыку ўплывае фактар ​​ціску.

3. Параўнанне эфектыўнасці вымывання

3.1 Атмасфернае вымыванне

Атмасфернае вылугаванне звычайна праводзіцца пры пакаёвай тэмпературы і ціску. Для некаторых адносна простых залатых руд, такіх як руд з высокай доляй свабодна-змоланага золата, атмасфернае вылугаванне можа дасягнуць добрых вынікаў. Аднак для складаных руд, якія змяшчаюць вялікую колькасць сульфідных мінералаў або іншых тугаплаўкіх кампанентаў, эфектыўнасць атмасфернага вылугавання часта абмежаваная. Павольная хуткасць рэакцыі і няпоўная рэакцыя могуць прывесці да зніжэння хуткасці вылугавання золата. Напрыклад, пры працы з залатымі рудамі, якія змяшчаюць пірыт, сера ў пірыце можа рэагаваць з кіслародам і цыянідам падчас атмасфернага вылугавання, спажываючы кісларод і цыянід і тым самым перашкаджаючы растварэнню золата. У цэлым, хуткасць вылугавання золата пры атмасферным вылугванні складае каля 60% - 85% для звычайных руд.

3.2 Вылугаванне пад ціскам

Вылугаванне пад ціскам, з іншага боку, праводзіцца ва ўмовах падвышанага ціску. Павелічэнне ціску можа значна павялічыць растваральнасць кіслароду ў растворы для вылугавання. Згодна з законам Генры, больш высокі ціск прыводзіць да больш высокага парцыяльнага ціску кіслароду, што, у сваю чаргу, павялічвае канцэнтрацыю растворанага кіслароду ў растворы. Гэты раствораны кісларод з высокай канцэнтрацыяй можа паскорыць акісленне золата і ўтварэнне комплексаў золата-цыянід. Для тугаплаўкіх залатых руд вылугаванне пад ціскам можа разбурыць тугаплаўкія структуры сульфідных мінералаў, падвяргаючы большую колькасць золата вылугоўнаму раствору. У выніку хуткасць вылугавання золата можа быць эфектыўна палепшана. Даследаванні паказваюць, што для некаторых тугаплаўкіх залатых руд хуткасць вылугавання золата пры вылугванні пад ціскам можа дасягаць больш за 90%, а пры аптымізаваных умовах нават да 95%.

4. Параўнанне ўмоў рэакцыі

4.1 Тэмпература

• Атмасфернае вылугаванне : звычайна адбываецца пры тэмпературы пакаёвай або блізкай да яе, звычайна каля 25°C. Паколькі рэакцыя не выклікаецца высокай тэмпературай, спажыванне энергіі на награванне адносна нізкае. Аднак нізкая тэмпература таксама азначае, што хуткасць рэакцыі адносна павольная.

• Вылугаванне пад ціскам : звычайна патрабуе падвышанай тэмпературы. Тэмпература звычайна знаходзіцца ў дыяпазоне 80-150°C. Больш высокая тэмпература можа паскорыць хуткасць хімічнай рэакцыі, але яна таксама патрабуе дадатковых выдаткаў энергіі на награванне сістэмы вылугавання.

4.2 Канцэнтрацыя цыяніду

• Атмасфернае вымыванне : канцэнтрацыя цыяніду ў растворы для вымывання звычайна знаходзіцца ў дыяпазоне 0.02% - 0.1%. Для руд з высокім утрыманнем прымешак можа спатрэбіцца адносна больш высокая канцэнтрацыя цыяніду для забеспячэння эфекту вымывання, але гэта павялічыць выдаткі і рызыку для навакольнага асяроддзя.

• Вылугаванне пад ціскам : з-за палепшанай кінетыкі рэакцыі пад ціскам неабходная канцэнтрацыя цыяніду можа быць адносна ніжэйшай, звычайна каля 0.01% - 0.05%. Гэта не толькі зніжае спажыванне цыяніду, але і памяншае ўздзеянне на навакольнае асяроддзе, выкліканае рэшткамі цыяніду.

5. Параўнанне патрабаванняў да абсталявання і яго кошту

5.1 Патрабаванні да абсталявання

• Атмасфернае вылугаванне : Абсталяванне для атмасфернага вылугавання адносна простае. Яно ў асноўным уключае ў сябе вылугавальныя рэзервуары, мешалкі і прылады для аэрацыі. Вылугавальныя рэзервуары не павінны вытрымліваць высокі ціск, таму іх вытворчыя матэрыялы і выдаткі адносна нізкія. Мешалкі выкарыстоўваюцца для забеспячэння раўнамернага змешвання рудной пульпы, раствора цыяніду і кіслароду, і патрабаванні да іх магутнасці і каразійнай устойлівасці не вельмі высокія.

• Вылугаванне пад ціскам : для вылугавання пад ціскам патрабуецца спецыяльнае абсталяванне, устойлівае да ціску, напрыклад, аўтаклавы. Аўтаклаў павінен быць выраблены з высокатрывалых сплаўных матэрыялаў, каб вытрымліваць высокі ціск і высокую тэмпературу. Акрамя таго, ён таксама абсталяваны складанымі сістэмамі кантролю ціску, кантролю тэмпературы і бяспекі. Канструкцыя і выраб гэтага абсталявання больш складаныя і патрабуюць больш высокага тэхнічнага ўзроўню.

5.2 Выдаткі

• Атмасфернае вылугаванне : пачатковыя інвестыцыйныя выдаткі на абсталяванне для атмасфернага вылугавання адносна нізкія. Аднак з-за адносна нізкай эфектыўнасці вылугавання і працяглага часу вылугавання эксплуатацыйныя выдаткі з пункту гледжання працы, спажывання энергіі пры працяглым перамешванні і спажывання цыяніду могуць быць адносна высокімі ў доўгатэрміновай перспектыве.

• Вылугаванне пад ціскам : пачатковыя інвестыцыі ў абсталяванне для вылугавання пад ціскам значна вышэйшыя з-за дарагіх аўтаклаваў, устойлівых да ціску, і складаных сістэм кіравання. Але, улічваючы высокую эфектыўнасць вылугавання і кароткі час вылугавання, агульныя эксплуатацыйныя выдаткі з пункту гледжання вытворчых магутнасцей і выкарыстання рэсурсаў могуць быць больш канкурэнтаздольнымі для буйнамаштабнай і вогнетрывалай перапрацоўкі руд.

6. Уздзеянне на навакольнае асяроддзе

6.1 Рэшткавы цыянід

• Атмасфернае вымыванне : Як ужо згадвалася раней, атмасфернае вымыванне можа патрабаваць адносна большай канцэнтрацыі цыяніду, што можа прывесці да большай колькасці рэшткаў цыяніду ў хвастах. Цыянід вельмі таксічны, і няправільная апрацоўка хвастоў, якія змяшчаюць цыянід, можа ўяўляць сур'ёзную пагрозу для навакольнага асяроддзя і здароўя чалавека.

• Вылугаванне пад ціскам : пры меншым спажыванні цыяніду вылугаванне пад ціскам стварае адносна менш рэшткаў цыяніду ў хвастах. Гэта да пэўнай ступені зніжае экалагічную рызыку, звязаную з забруджваннем цыянідам.

6.2 Энергаспажыванне і выкіды

• Атмасфернае вылугаванне : Нягледзячы на ​​нізкае спажыванне энергіі на награванне, працяглая праца для дасягнення здавальняючых вынікаў вылугавання можа спажываць вялікую колькасць электраэнергіі на перамешванне і аэрацыю. Што тычыцца выкідаў, калі працэс аэрацыі дрэнна кантралюецца, гэта можа прывесці да выкіду некаторых шкодных газаў, якія ўтвараюцца ў выніку рэакцыі.

• Вылугаванне пад ціскам : Высокатэмпературнае і высокаціскавае вылугаванне пад ціскам патрабуе значных энергазатрат на награванне і падтрыманне сістэмы пад ціскам. Аднак высокаэфектыўнае выкарыстанне азначае, што пры той жа колькасці здабытага золата агульнае спажыванне энергіі на адзінку золата можа быць параўнальным або нават ніжэйшым, чым пры атмасферным вылугоўцы, улічваючы больш высокую вытворчую магутнасць. Што тычыцца выкідаў, то калі сістэма пад ціскам добра герметычная, выкід шкодных газаў можна лепш кантраляваць.

7. выснову

Карацей кажучы, як атмасфернае, так і ціскавае вылугаванне ў працэсе цыянідавання золата ў залатых рудніках маюць свае асаблівасці. Атмасфернае вылугаванне падыходзіць для простых залатых руд з невялікімі першапачатковымі інвестыцыямі ў абсталяванне, але мае абмежаванні ў эфектыўнасці вылугавання для складаных руд. Вылугаванне пад ціскам, наадварот, мае вялікія перавагі пры апрацоўцы ўстойлівых залатых руд, з высокай эфектыўнасцю вылугавання, меншым спажываннем цыяніду і адносна меншым уздзеяннем на навакольнае асяроддзе з пункту гледжання рэшткаў цыяніду. Аднак яно патрабуе дарагога абсталявання і больш складанай эксплуатацыі і абслугоўвання. Пры выбары метаду вылугавання горназдабыўныя прадпрыемствы павінны ўсебакова ўлічваць такія фактары, як уласцівасці руды, маштаб вытворчасці, інвестыцыйны бюджэт і экалагічныя патрабаванні, каб прыняць найбольш адпаведнае рашэнне.