Ključni parametri u procesu luženja cijanida: kako oni utječu na oporavak zlata

U rudarskoj industriji, cijanidproces ispiranja ostaje jedna od najčešće korištenih metoda za vađenje zlata iz ruda. Ovaj proces se zasniva na sposobnosti cijanidnih jona da formiraju rastvorljive komplekse sa zlatom, omogućavajući mu da se odvoji od rudne matrice. Međutim, efikasnost ovog procesa, posebno dobijanja zlata, u velikoj meri zavisi od nekoliko ključnih parametara. Razumijevanje ovih parametara i njihovog utjecaja na oporavak zlata je ključno za optimizaciju procesa luženja cijanida i osiguravanje ekonomske održivosti.

Koncentracija cijanida

Koncentracija cijanida u otopini za luženje je osnovni parametar koji značajno utječe na izvlačenje zlata. A viši koncentracija cijanida općenito dovodi do bržeg rastvaranja zlata. To je zato što povećana koncentracija cijanida daje više cijanidnih jona dostupnih za reakciju sa zlatom, pokrećući kemijsku reakciju naprijed. Na primjer, u tipičnom sistemu luženja cijanida, povećanje koncentracije cijanida sa 0.05% na 0.1% može dovesti do značajnog povećanja brzine rastvaranja zlata. Međutim, postoji optimalna koncentracija cijanida iznad koje daljnja povećanja ne proporcionalno povećavaju oporavak zlata. Prekomjerna koncentracija cijanida može dovesti do nekoliko problema. Prvo, može uzrokovati stvaranje neželjenih nuspojava. Na primjer, drugi metali prisutni u rudi, kao što su bakar, cink i željezo, također mogu reagirati s cijanidom, trošeći cijanid i smanjujući njegovu dostupnost za ekstrakciju zlata. Drugo, visoke koncentracije cijanida povećavaju cijenu procesa zbog potrebe za više cijanidnog reagensa. Osim toga, predstavlja rizik za okoliš jer je cijanid vrlo toksična supstanca, a veće koncentracije zahtijevaju strože mjere sigurnosti i upravljanja okolišem.

PH vrijednost

pH otopine za ispiranje igra vitalnu ulogu u procesu luženja cijanida. Optimalni pH za cijanidaciju zlata se obično kreće od 9.5 do 11. U ovom alkalnom pH opsegu, cijanid postoji uglavnom u obliku slobodnih jona cijanida (CN-), koji su najreaktivnije vrste za rastvaranje zlata. Održavanje odgovarajućeg pH je ključno jer u kiselim uslovima može nastati gas cijanovodonik (HCN). HCN je isparljiv i vrlo toksičan, ne samo da predstavlja značajnu opasnost po sigurnost radnika, već i smanjuje količinu dostupnog cijanida za ekstrakciju zlata. S druge strane, ako je pH previsok, topljivost nekih metalnih hidroksida može se povećati, što može dovesti do stvaranja precipitata koji mogu obložiti čestice zlata, ometajući kontakt između cijanida i zlata i na taj način smanjujući stopu izvlačenja zlata. Na primjer, u rudama koje sadrže značajne količine željeza, pri visokim pH vrijednostima, precipitati željeznog hidroksida mogu se formirati i inkapsulirati čestice zlata, čineći ih nedostupnim cijanidu.

Vrijeme izluživanja

Dužina vremena luženja je još jedan kritični parametar koji direktno utiče na oporavak zlata. Generalno, kako se vrijeme luženja povećava, više se zlata otapa i izvlači. U početku je brzina rastvaranja zlata relativno brza jer svježi cijanid reagira s izloženim površinama zlata. Međutim, s vremenom se stopa vađenja zlata postepeno smanjuje. To je zato što kako reakcija teče, čestice zlata postaju manje, a površina dostupna za reakciju se smanjuje. Također, koncentracija cijanida u otopini opada kako se troši u reakciji, a nakupljanje produkta reakcije može usporiti brzinu reakcije. Na primjer, u dobro dizajniranom krugu luženja cijanida može biti potrebno 24 - 48 sati da se postigne visok nivo izvlačenja zlata. Ali ako je vrijeme luženja prekratko, značajna količina zlata može ostati neizvađena. Suprotno tome, produženje vremena luženja preko optimalne tačke možda neće rezultirati značajnim povećanjem iskorištavanja zlata, ali će povećati operativne troškove, kao što je potrošnja energije za miješanje i pumpanje, a također može dovesti do degradacije otopine cijanida zbog dužeg izlaganja zraku i drugim faktorima okoline.

Temperatura

Temperatura procesa luženja takođe utiče na brzinu izvlačenja zlata. Povećanje temperature općenito ubrzava kemijsku reakciju između cijanida i zlata, što dovodi do veće brzine rastvaranja zlata. Više temperature povećavaju kinetičku energiju molekula reaktanta, omogućavajući im da se sudaraju češće i s većom energijom, čime se potiče reakcija. Međutim, utjecaj temperature također je podložan ograničenjima. U praksi se temperatura obično održava u umjerenom rasponu, obično oko 20 - 30°C. To je zato što značajno podizanje temperature zahtijeva dodatni unos energije, što povećava operativne troškove. Štaviše, na višim temperaturama raste isparljivost cijanida, što dovodi do većih gubitaka cijanida isparavanjem. Osim toga, visoke temperature mogu poboljšati reaktivnost drugih komponenti u rudi, što rezultira više sporednih reakcija koje troše cijanid i smanjuju efikasnost ekstrakcije zlata. Na primjer, u nekim rudama koje sadrže sulfidne minerale, više temperature mogu uzrokovati oksidaciju sulfida, koja ne samo da troši kisik i cijanid, već može stvoriti i sumpornu kiselinu, koja može smanjiti pH otopine za luženje i poremetiti proces cijanizacije.

Dostupnost kiseonika

Kiseonik je bitna komponenta u ispiranju zlata cijanidom. Reakcija između zlata, cijanida i kiseonika može se predstaviti sledećom hemijskom jednačinom: 4Au + 8NaCN + O₂+ 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂]+ 4NaOH. Adekvatna opskrba kisikom ključna je za pokretanje ove reakcije naprijed. U procesu luženja, kiseonik se može uvesti kroz aeraciju, bilo mjehurićima vazduha ili čistog kiseonika u rastvor za ispiranje. Brzina prijenosa kisika do mjesta reakcije utječe na brzinu rastvaranja zlata. Ako je opskrba kisikom nedovoljna, reakcija će biti ograničena, a stopa povrata zlata će se smanjiti. Međutim, prekomjerna opskrba kisikom također može dovesti do problema. Na primjer, u nekim slučajevima, višak kisika može uzrokovati oksidaciju cijanida u cijanat (CNO⁻) ili druge spojeve višeg oksidacijskog stanja, smanjujući količinu dostupnog cijanida za ekstrakciju zlata. Osim toga, u rudama koje sadrže određene vrste sulfidnih minerala, višak kisika može uzrokovati prekomjernu oksidaciju sulfida, što može stvoriti sumpornu kiselinu i druge nusproizvode koji mogu ometati proces cijanizacije.

Zaključno, proces luženja cijanida za ekstrakciju zlata je složen sistem na koji utiču višestruki ključni parametri. Koncentracija cijanida, pH vrijednost, vrijeme luženja, temperatura i dostupnost kisika su u interakciji kako bi se odredila efikasnost izvlačenja zlata. Rudnici moraju pažljivo optimizirati ove parametre na osnovu karakteristika rude koja se prerađuje. Preciznom kontrolom ovih faktora moguće je maksimizirati oporavak zlata uz minimiziranje troškova i utjecaja na okoliš, osiguravajući dugoročnu održivost operacija iskopavanja zlata.p