Цианиране на златодобив: Задълбочен поглед върху процеса на цианиране чрез агитация

В областта на добива на злато, цианидирането заема видно място повече от век. От създаването си през 1887 г. за добив на златни и сребърни руди, този метод непрекъснато се развива, оставайки една от най-широко използваните техники поради високия си процент на добив, адаптивността към различни видове руди и възможността за местно производство.

1. Разбиране на цианирането при добива на злато

Цианирането е химичен процес, който използва способността на цианид йони, за да образуват разтворими комплекси със злато. В присъствието на кислород и вода, цианидните йони реагират със златните атоми. Тази реакция води до създаването на разтворимо съединение, където златото се свързва с цианидни йони, което позволява на златото да се разтвори в разтвора. Въпреки че този процес е високоефективен за извличане на злато, той също така носи значителни опасения за околната среда и безопасността, тъй като цианидът е токсично вещество.

2. Видове методи за цианиране

Методите за цианиране могат да бъдат класифицирани в две основни категории: цианиране чрез разбъркване и цианиране чрез перколация.

• Агитация ЦианиранеТози метод се използва предимно за третиране на флотационни златни концентрати или в сценарии с изцяло цианиране на шлам. Той включва енергично смесване на рудната пулпа с цианидния разтвор. По този начин се гарантира, че златосъдържащите частици в рудата влизат в максимален контакт с цианидните йони, което улеснява извличането на златото.

• Перколационно цианиранеПодходящо за нискокачествени златни руди, перколационното цианиране работи, като позволява на цианидния разтвор да се просмуква през пласт руда. Този метод консумира по-малко енергия в сравнение с цианирането чрез разбъркване. Приложението му обаче е ограничено до руди с добра пропускливост, което позволява на цианидния разтвор да преминава лесно.

3. Процес на екстракция на злато чрез цианиране чрез разбъркване

Възбудата Цианидиране на добив на злато Процесът обхваща два основни подпроцеса: процес на цианиране - заместване на цинка и нефилтрирано цианиране Въглероден процес на суспензия.

3.1 Цианидиране - процес на заместване на цинк (CCD и CCF методи)

• Подготовка на суровини за излужванеПървата стъпка включва подготовка на рудата за процеса на излужване. Това често включва раздробяване на рудата на по-малки парчета и след това смилането ѝ до фина консистенция. В някои случаи се извършва и предварителна обработка, за да се направят златните частици в рудата по-достъпни. Целта е да се създаде пулп с оптимален размер на частиците, което насърчава по-доброто взаимодействие между рудата и цианидния разтвор.

• Възбуждане Цианиране ИзлужванеПодготвената рудна пулпа се прехвърля в резервоари за разбъркване, където се добавя цианиден разтвор. Тези резервоари са оборудвани с бъркалки, които поддържат пулпата и цианидния разтвор добре смесени. Кислород се въвежда в резервоарите или чрез аериране, или чрез добавяне на окислители. Този кислород помага за задвижване на химическата реакция, която разтваря златото в цианидния разтвор.

• Противоточно промиване за разделяне на твърди и течни веществаСлед процеса на излужване, получената суспензия се състои от твърди остатъци и течна фаза, известна като „бременен“ разтвор, който съдържа разтворено злато. За да се разделят тези два компонента, се използва серия от сгъстители или филтри в противотокова промивна установка. Методи като непрекъснато противотоково декантиране (CCD) или непрекъснато противотоково филтриране (CCF) се използват за възстановяване на възможно най-голямо количество от златосъдържащия разтвор, като същевременно се минимизира количеството злато, загубено с твърдите остатъци.

• Пречистване на излужващата течност и дезоксидацияРазтворът, получен от етапа на разделяне на твърдо вещество от течност, може да съдържа примеси и разтворен кислород. Прилагат се процедури за пречистване, за да се отстранят суспендираните твърди вещества и други замърсители, които биха могли да нарушат последващия процес на извличане на злато. Дезоксидацията е също толкова важна, тъй като кислородът може да причини повторно окисление на злато-цианидното съединение, намалявайки ефективността на последващия процес на заместване на цинка.

• Заместител и ецване на цинков прах (коприна)Към пречистения и деоксидиран разтвор се добавя цинков прах или цинкова коприна. Цинкът е по-реактивен от златото, така че той измества златото от съединението, образувано по време на процеса на излужване. Това води до образуването на твърда утайка, съдържаща злато и цинк, обикновено наричана златна кал. След реакцията на заместване, златната кал обикновено се третира с киселинен разтвор, за да се отстрани излишният цинк и други примеси.

• Топене на блоковеПоследният етап от процеса на цианидиране - заместване на цинка е топенето на златната кал, за да се получат чисти златни блокове. Златната кал се топи при високи температури в пещ и чрез серия от стъпки на рафиниране се отстраняват останалите примеси, което води до получаване на златни блокове с висока чистота.

3.2 Процес на цианидна въглеродна суспензия с нефилтриран въглен (методи CIP и CIL)

• Подготовка на излужващ материалПодобно на процеса на цианиране - заместване на цинка, първата задача е да се подготви рудата за излужване. Това изисква намаляване на рудата до подходящ размер на частиците чрез операции по раздробяване и смилане.

• Разбъркване, излужване и противотокова адсорбция на въглеродПри метода с въглерод в пулпа (CIP), процесът на излугване с цианид се осъществява първо в серия от резервоари за разбъркване. След като златото се разтвори в разтвора, Активен въглерод се добавя към пулпата. Активният въглен има силен афинитет към злато-цианидното съединение и адсорбира разтвореното злато върху повърхността си. При метода с въглерод в излугване (CIL) активният въглен се добавя към резервоара за излугване едновременно с цианидния разтвор, така че процесите на излугване и адсорбция протичат едновременно. Както при CIP, така и при CIL се поддържа противотоков поток от въглен и пулпа, за да се увеличи максимално количеството злато, адсорбирано от въглена.

• Десорбция на злато - натоварен въглеродСлед процеса на адсорбция, въгленът, натоварен със злато, трябва да се отдели от пулпата. След това златото се отстранява от въглена с помощта на горещ разтвор на каустик-цианид. Този разтвор разкъсва връзката между златото-цианидно съединение и въглена, освобождавайки златото обратно в разтвора.

• ЕлектролизаРазтворът, богат на злато, получен от процеса на десорбция, се подлага на електролитно добиване. По време на този процес през разтвора се пропуска електрически ток. Това води до редукция на златните йони в разтвора и отлагането им върху катод, образувайки твърдо злато, което може да бъде допълнително рафинирано.

• Топене на блоковеЗлатото, получено чрез електролитно добиване, е относително чисто, но все пак може да съдържа някои примеси. Топенето се извършва за допълнително пречистване на златото и отливането му в блокове с желаната чистота.

• Регенерация на въглеродСлед десорбцията на златото, отработеният въглен може да бъде регенериран и използван повторно. Това включва подлагане на въглена на високотемпературна обработка, за да се елиминират всички адсорбирани примеси и да се възстанови способността му да адсорбира злато.

4. Сравняване на CIP и CIL процесите

• Продължителност на процесаКато цяло, процесът на CIP отнема повече време в сравнение с CIL. Това е така, защото при CIP излугването и адсорбцията са отделни операции. Тъй като при CIL излугването и адсорбцията протичат едновременно, целият процес може да бъде завършен за по-кратко време. Процесът CIL обаче изисква по-сложен контрол, тъй като и двата процеса протичат едновременно.

• Управление на въглерода и шламаВ процеса на CIL (чистофазно измиване) има по-голям обем въглерод в циркулация и концентрацията на въглерод в суспензията е по-ниска, отколкото в CIP (чистофазно измиване). В резултат на това обемът на суспензията, който трябва да се транспортира за пренос на въглерод в CIL, обикновено е няколко пъти по-голям от този на CIP (около четири пъти). Това оказва влияние върху оразмеряването на оборудването и консумацията на енергия.

• Натрупани метални запаси и злато в решениетоПри CIP процеса в системата остава значително количество метал (метален остатък) и този метал е сравнително равномерно разпределен между активния въглен и разтвора. При CIL по-голямата част от метала се адсорбира върху активния въглен. Освен това концентрацията на злато в разтвора при CIL процеса е по-висока, отколкото при CIP. Това е така, защото при CIL, докато златото се излужва, то също така непрекъснато се адсорбира, което попълва разтвореното злато в разтвора. При CIP, от друга страна, това е едноетапен процес на адсорбция с ограничено попълване на разтвореното злато.

5. Съображения за околната среда и безопасността

Въпреки своята ефективност, цианидирането, особено цианидирането чрез разбъркване, представлява значителни рискове за околната среда и безопасността. Цианидът е силно токсичен и всяко изтичане или неправилно боравене може да доведе до сериозно замърсяване на околната среда и да представлява заплаха за човешкото здраве. За да се справят с тези рискове, операциите по добив на злато се придържат към строги протоколи за безопасност. Те включват правилно съхранение и боравене с цианид, инсталиране на системи за ограничаване на течове и третиране на отпадъчни води, съдържащи цианид. Освен това, текущите изследвания имат за цел да разработят алтернативни, по-малко токсични излужващи агенти, които да заменят цианида при добива на злато.

6. заключение

Цианирането чрез разбъркване играе жизненоважна роля в съвременната златодобивна индустрия, позволявайки високоскоростно извличане на злато от различни видове руда. Двата основни подпроцеса, цианиране - заместване на цинка и нефилтрирана цианирана въглеродна суспензия, имат свои собствени предимства и се избират въз основа на фактори като свойства на рудата, мащаб на дейността и икономическа жизнеспособност. Въпреки това, индустрията трябва да продължи да се справя с екологичните и безопасни предизвикателства, свързани с употребата на цианид, за да гарантира устойчивото бъдеще на добива на злато.