Proces luženja cijanida u iskopavanju zlata: Kompletan proces od rastvaranja do oporavka

Uvod

Vađenje zlata iz njegovih ruda vekovima je bilo predmet velikog interesovanja. Među različitim dostupnim metodama, Ispiranje cijanidom se pojavila kao jedna od najčešće korištenih tehnika u reklami rudarenje zlata industrija. Ovaj proces omogućava efikasno otapanje zlata iz materijala domaćina, što omogućava da se plemeniti metal dobije u koncentrisanijem obliku. Ovaj članak će se baviti kompletnim procesom ispiranja cijanida u eksploataciji zlata, od početnog rastvaranja zlata u otopinama cijanida do konačnog oporavka metala.

Otapanje zlata u rastvorima cijanida

Uključene hemijske reakcije

Otapanje zlata u rastvorima cijanida zasniva se na složenom nizu hemijskih reakcija. Ukupna reakcija se može predstaviti sljedećom jednačinom:

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

U ovoj reakciji, zlato (Au) reaguje sa Natrijum cijanid (NaCN) u prisustvu kiseonika (O₂) i vode (H2O) da bi se formirao natrijum dicijanoaurat (Na[Au(CN)₂]) i natrijum hidroksid (NaOH). Uloga kisika u ovoj reakciji je ključna jer djeluje kao oksidant, olakšavajući rastvaranje zlata.

Uslovi za optimalno otapanje

Za efikasno rastvaranje zlata potrebno je pažljivo kontrolisati nekoliko uslova. Koncentracija cijanida u otopini je kritičan faktor. Obično se u procesu luženja koristi koncentracija od 0.05 - 0.1% NaCN. Veća koncentracija može dovesti do povećane potrošnje cijanida bez proporcionalnog povećanja rastvaranja zlata, dok niža koncentracija može dovesti do sporog i nepotpunog ispiranja.

pH rastvora takođe igra značajnu ulogu. Proces luženja je najefikasniji u blago alkalnoj sredini, sa pH opsegom od 9.5 - 11. Pri ovom pH, joni cijanida su prisutni u svom nedisociranom obliku (HCN), koji je reaktivniji prema zlatu. Podešavanje pH se obično postiže dodavanjem vapna (CaO) u rastvor za ispiranje.

Temperatura je još jedan važan parametar. Iako se reakcija može dogoditi na sobnoj temperaturi, blago povišena temperatura od oko 25 - 35°C može povećati brzinu rastvaranja zlata. Međutim, previše povećanje temperature može dovesti do razgradnje cijanida, smanjujući njegovu efikasnost.

Predtretman ruda

Drobljenje i mlevenje

Prije početka procesa luženja cijanidom, rude koje sadrže zlato moraju se prethodno obraditi. Prvi korak u ovom prethodnom tretmanu je obično Drobljenje i mljevenje. Rude se drobe kako bi se smanjila njihova veličina, a zatim se melju u fine čestice. Ovo povećava površinu rude, omogućavajući efikasniji kontakt između čestica zlata i rastvora cijanida tokom procesa luženja.

Stepen mlevenja se pažljivo kontroliše. Prekomjerno mljevenje može dovesti do stvaranja finih sluzi, što može uzrokovati probleme tokom sljedećih koraka razdvajanja čvrstog i tekućeg. S druge strane, nedovoljno mljevenje može rezultirati nedovoljnim izlaganjem čestica zlata, što dovodi do nepotpunog ispiranja.

Pečenje i biooksidacija

U nekim slučajevima, zlatne rude mogu sadržavati vatrostalne minerale koji sprječavaju direktno otapanje zlata cijanidom. Za takve rude mogu biti potrebne dodatne metode prethodnog tretmana kao što su prženje ili biooksidacija.

Pečenje uključuje zagrijavanje rude u prisustvu zraka kako bi se oksidirali vatrostalni minerali, kao što su sulfidi. Ovaj proces oksidacije razgrađuje minerale, oslobađajući čestice zlata i čineći ih pristupačnijim za otopinu cijanida.

Bio-oksidacija, s druge strane, koristi mikroorganizme za oksidaciju vatrostalnih minerala. Ovo je ekološki prihvatljivija alternativa pečenju jer radi na nižim temperaturama i proizvodi manje štetnih emisija. Mikroorganizmi, obično bakterije ili gljivice, biraju se na osnovu njihove sposobnosti da oksidiraju specifične vatrostalne minerale prisutne u rudi.

Proces ispiranja

Mešano ispiranje iz rezervoara

Ispiranje iz rezervoara sa mešanjem je jedna od najčešćih metoda koje se koriste za ispiranje cijanidom. U ovom procesu, prethodno obrađena ruda se miješa s otopinom cijanida u velikim posudama za miješanje. Rezervoari su opremljeni mešalicama koje obezbeđuju temeljno mešanje rude i rastvora, promovišući kontakt između čestica zlata i jona cijanida.

Vrijeme luženja može varirati u zavisnosti od prirode rude i radnih uslova. Općenito, proces ispiranja može trajati od nekoliko sati do nekoliko dana. Tokom ovog vremena, uzorci procjedne vode se periodično uzimaju i analiziraju kako bi se pratio napredak rastvaranja zlata.

Heap Leaching

Hemično luženje je još jedna metoda koja se široko koristi, posebno za rude zlata niskog kvaliteta. U ovom procesu, zdrobljena ruda se slaže u velike hrpe na nepropusnoj košuljici. Rastvor cijanida se zatim raspršuje na vrh gomile i ostavlja da procijedi kroz rudu. Kako otopina prolazi kroz gomilu, ona otapa čestice zlata, a rezultirajuća bremenita otopina se skuplja na dnu gomile.

Ispiranje iz hrpe je isplativija metoda u odnosu na Mešano ispiranje rezervoara jer zahtijeva manje kapitalnih ulaganja u opremu. Međutim, to je sporiji proces i pogodniji je za rude s relativno niskim sadržajem zlata.

Odvajanje čvrstog i tečnog

filtracija

Nakon što je proces luženja završen, sljedeći korak je odvajanje čvrstog ostatka (jalovine) iz bremenitne otopine, koja sadrži otopljeno zlato. Filtracija je jedna od najčešće korišćenih metoda za razdvajanje čvrstog i tekućeg. U ovom procesu, suspenzija (mješavina čvrste tvari i tekućine) prolazi kroz medij za filtriranje, kao što je filterska tkanina ili filter presa. Čvrste čestice se zadržavaju na filtarskom mediju, dok tečnost (pregnantna otopina) prolazi i sakuplja se.

Izbor medija za filtriranje zavisi od prirode čvrstih čestica i radnih uslova. Na primjer, u slučajevima kada su čvrste čestice vrlo fine, može biti potrebna filterska krpa s finijim mrežama.

Decantacija

Dekantacija je još jedna metoda koja se može koristiti za odvajanje čvrstog i tekućeg, posebno kada su čvrste čestice relativno velike i lako se talože. U ovom procesu, suspenzija se ostavlja da odstoji u tanku za taloženje neko vrijeme. Čvrste čestice se talože na dno rezervoara zbog gravitacije, a bistra supernatantna tečnost (pregnantna otopina) se zatim pažljivo dekantira.

Dekantacija je jednostavnija i manje energetski intenzivna metoda u odnosu na filtraciju. Međutim, možda neće biti tako efikasan u odvajanju vrlo finih čvrstih čestica.

Povraćaj zlata iz rastvora za trudnoću

Adsorpcija aktivnog ugljena

Jedna od najčešćih metoda za dobijanje zlata iz rastvora za trudnoću je Adsorpcija aktivnog ugljena. U ovom procesu, aktivni ugljen se dodaje u rastvor za trudnoću. Zlato - cijanidni kompleks ima jak afinitet prema površini aktivnog ugljena, a kao rezultat, zlato se adsorbira na čestice ugljika.

Čestice ugljika se zatim odvajaju od otopine, obično prosijavanjem ili filtracijom. Ugljik napunjen zlatom se zatim dalje obrađuje kako bi se zlato desorbiralo. Ovo se obično radi podvrgavanjem ugljika visokotemperaturnom tretmanu parom ili upotrebom hemijskog sredstva za desorpciju.

Cink Precipitation

Precipitacija cinka, također poznata kao Merrill - Crowe proces, je još jedna metoda za oporavak zlata. U ovom procesu, cink prašina se dodaje u trudni rastvor. Cink je elektropozitivniji od zlata i kao rezultat toga istiskuje zlato iz kompleksa zlato - cijanid. Reakcija se može predstaviti sljedećom jednačinom:

2Na[Au(CN)₂] + Zn → 2Au + Na₂[Zn(CN)₄]

Taloženo zlato, zajedno sa neizreagiranim cinkom, formira čvrsti mulj. Ovaj mulj se zatim odvaja od rastvora, a zlato se dalje rafinira kako bi se dobio čisti proizvod.

Rafinacija zlata

Topljenje

Jednom kada se zlato izvuče iz rastvora, obično ga treba rafinirati kako bi se uklonile sve preostale nečistoće. Topljenje je jedna od najčešćih metoda prerade zlata. U ovom procesu, materijal koji sadrži zlato se zagrijava do visoke temperature u prisustvu fluksa, kao što je boraks. Fluks pomaže u snižavanju tačke topljenja zlata i takođe reaguje sa nečistoćama, formirajući šljaku koja se može odvojiti od rastopljenog zlata.

Istopljeno zlato se zatim sipa u kalupe da se formiraju ingoti. Ovi ingoti se mogu dalje prerađivati ​​ili prodavati kao poluproizvod.

Electrolytic Rafining

Elektrolitička rafinacija je naprednija metoda za rafiniranje zlata. U ovom procesu, anoda koja sadrži zlato se postavlja u elektrolitičku ćeliju zajedno sa katodom od čistog zlata. Elektrolit je obično otopina zlatnog klorida ili drugih soli zlata. Kada električna struja prođe kroz ćeliju, zlato sa anode se otapa u elektrolitu, a zatim se taloži na katodi.

Nečistoće koje su elektropozitivnije od zlata otapaju se u elektrolitu, ali se ne talože na katodi, dok nečistoće koje su manje elektropozitivne od zlata ostaju kao mulj na dnu ćelije. Ovo rezultira zlatnim proizvodom visoke čistoće.

Ekološka razmatranja

Upravljanje cijanidom

Cijanid je visoko toksična supstanca, a pravilno upravljanje cijanidom u procesu iskopavanja zlata je od najveće važnosti. Upotreba cijanida u iskopavanju zlata strogo je regulirana u mnogim zemljama kako bi se smanjio njegov utjecaj na okoliš i zdravlje ljudi.

Jedan od ključnih aspekata upravljanja cijanidom je prevencija izlivanja cijanida. Operacije rudarstva moraju imati odgovarajuće sisteme zaštite kako bi se spriječilo curenje otopina koje sadrže cijanid u okoliš. Osim toga, tretman otpadnih voda koje sadrže cijanid je također ključan. Postoji nekoliko dostupnih metoda za tretman otpadnih voda koje sadrže cijanid, kao što su hemijska oksidacija, biološki tretman i jonska izmjena.

Odlaganje jalovine

Čvrsti ostatak (jalovina) koji nastaje nakon procesa oporavka zlata također se mora pravilno zbrinuti. Jalovina može sadržavati tragove cijanida i drugih teških metala, koji mogu predstavljati prijetnju okolišu ako se njima ne upravlja pravilno.

Jedna uobičajena metoda za odlaganje jalovine je njeno skladištenje u branama jalovine. Ove brane su dizajnirane da zadrže jalovinu i spriječe ispuštanje zagađivača u okoliš. U nekim slučajevima, jalovina se također može ponovno preraditi kako bi se povratili svi preostali vrijedni minerali ili kako bi se smanjio utjecaj na okoliš.

zaključak

Proces luženja cijanidom u eksploataciji zlata je složen i višestepeni proces koji uključuje otapanje zlata u rastvorima cijanida, prethodnu obradu ruda, luženje, odvajanje čvrstog i tečnog, dobijanje zlata, rafinaciju i upravljanje životnom sredinom. Svaki korak u ovom procesu pažljivo je kontroliran kako bi se osigurala efikasna ekstrakcija i oporavak zlata uz minimiziranje utjecaja na okoliš. Uprkos izazovima povezanim sa upotrebom cijanida, ovaj proces ostaje važan i široko korišćen metod u komercijalnoj industriji iskopavanja zlata zbog svoje visoke efikasnosti i relativno niske cene. Međutim, provode se kontinuirano istraživanje i razvoj kako bi se razvile alternativne metode koje su ekološki prihvatljivije i održivije.