Uloga pomoćnih sredstava za ispiranje u ekstrakciji zlata natrijum cijanidom

Uvod

Cijanidno ispiranje je dugo bila dominantna metoda u ekstrakciji zlata zbog svoje visoke efikasnosti i relativno niskih troškova. Međutim, proces nije bez izazova, kao što su potreba za dugim vremenom ispiranja, visoka potrošnja cijanida i prisustvo vatrostalnih minerala koji mogu ometati rastvaranje zlata. Tu do izražaja dolaze pomoćna sredstva za ispiranje . Pomoćna sredstva za ispiranje su supstance koje se dodaju rastvoru za ispiranje cijanidom kako bi se poboljšala ekstrakcija zlata, nudeći efikasniji i isplativiji pristup rudarenju zlata.

Kako djeluju sredstva za ispiranje

Povećanje rastvorenog kiseonika

Jedna od primarnih funkcija mnogih pomoćnih sredstava za luženje je povećanje sadržaja rastvorenog kisika u rastvoru cijanida. Da bi se zlato rastvorilo u rastvorima cijanida, potreban je kisik kao oksidacijsko sredstvo koje olakšava oksidaciju zlata i njegovo naknadno spajanje s cijanidnim ionima. U normalnim uvjetima, kisik koji se dovodi iz zraka često je nedovoljan, što ograničava brzinu kojom se zlato rastvara. Pomoćna sredstva za luženje poput peroksida i persulfata mogu se razgraditi i osloboditi kisik, osiguravajući veću koncentraciju rastvorenog kisika u suspenziji. Na primjer, vodikov peroksid se razgrađuje kako bi osigurao dodatni izvor kisika za reakciju između zlata i cijanida.

Formiranje galvanskih ćelija (soli teških metala)

Određene soli teških metala, kao što su soli olova, soli žive i soli bizmuta, mogu djelovati kao pomoć pri ispiranju stvaranjem lokalnih galvanskih ćelija. Kada se dodaju u suspenziju cijanida, ovi teški metali se talože na površini čestica zlata. To stvara potencijalnu razliku između zlata i taloženog teškog metala, što ubrzava rastvaranje zlata. Zlato djeluje kao anoda gdje dolazi do oksidacije, a područje prekriveno teškim metalom djeluje kao katoda. Ovaj elektrohemijski proces značajno ubrzava brzinu ispiranja zlata.

Helacija i uklanjanje nečistoća

Neka sredstva za luženje mogu se vezati za nečistoće prisutne u rudi ili ih ukloniti, a koje mogu ometati proces luženja cijanidom. U rudama koje sadrže metalne ione poput bakra, cinka i željeza, ove nečistoće mogu reagirati s cijanidom, trošeći ga i smanjujući količinu dostupnu za otapanje zlata. Helirajući agensi u sredstvima za luženje formiraju stabilne komplekse s ovim ionima nečistoća, držeći ih podalje i sprječavajući njihovu reakciju s cijanidom. Ovo ne samo da smanjuje potrošnju cijanida, već i poboljšava ukupnu efikasnost procesa luženja zlata.

Vrste pomoćnih sredstava za ispiranje i njihove specifične uloge

Oksidirajuća sredstva

1. Peroksidi

• Vodikov peroksid : Vodikov peroksid je jedno od najčešće korištenih oksidirajućih sredstava za luženje. Može brzo povećati sadržaj rastvorenog kisika u otopini cijanida. U industrijskim primjenama, dodavanje vodikovog peroksida u sistem za luženje cijanidom može značajno skratiti vrijeme ispiranja. Na primjer, u nekim rudnicima zlata, vrijeme ispiranja može se smanjiti i do 50% kada se vodikov peroksid koristi kao pomoćno sredstvo za luženje. Također pomaže u smanjenju potrošnje cijanida jer poboljšana oksidacija zlata omogućava efikasnije korištenje cijanida.

• Kalcijum peroksid : Kalcijum peroksid je posebno koristan u rudama sa visokim sadržajem sumpora. Razgrađuje se sporije od vodonik peroksida, omogućavajući produženo oslobađanje kiseonika. Osim toga, može smanjiti katalitičku razgradnju cijanida mineralima koji sadrže sumpor. U rudama zlata sa visokim sadržajem sumpora, upotreba kalcijum peroksida kao pomoćnog sredstva za ispiranje može dovesti do povećanja iskorištenja zlata za 10-15% u poređenju sa tradicionalnim ispiranjem cijanidom.

• Barijum peroksid : Barijum peroksid ima jedinstveno svojstvo sporog i stabilnog oslobađanja kisika. To osigurava konstantno visoku koncentraciju rastvorenog kisika u suspenziji tokom dužeg perioda. Brzina rastvaranja zlata linearno se povećava sa povećanjem dodavanja barijum peroksida, dok potrošnja cijanida ostaje relativno stabilna. Također se lako priprema i primjenjuje u praktičnim rudarskim operacijama.

2. Persulfati

• Persulfati su jaka oksidacijska sredstva. Kada se dodaju u sistem za luženje cijanidom, oni se razgrađuju i formiraju visoko reaktivne sulfatne radikale. Ovi radikali mogu oksidirati zlato efikasnije od molekularnog kisika, što dovodi do značajnog povećanja brzine luženja zlata. U nekim slučajevima, brzina rastvaranja zlata može se povećati i do 8 puta u poređenju s konvencionalnim luženjem cijanidom sa zrakom kao izvorom kisika.

Soli teških metala

1. Olovne soli

• Olovne soli se široko koriste u luženju cijanidom. U rudama koje sadrže sulfidne minerale poput pirita i arsenopirita, ovi minerali mogu reagirati s cijanidom i kisikom, trošeći ih i smanjujući efikasnost luženja zlata. Olovne soli mogu formirati pasivizirajući sloj na površini sulfidnih minerala, inhibirajući njihovu reakciju s cijanidom i kisikom. Istovremeno, olovo može formirati galvansku ćeliju sa zlatom, potičući otapanje zlata. U kanadskom postrojenju za cijanid, dodavanjem olovnih soli i održavanjem odgovarajuće koncentracije rastvorenog kisika, uspješno su prevladani negativni učinci sulfidnih minerala na cijanidaciju, što je rezultiralo povećanjem iskorištenja zlata za 10-15%.

2. Soli žive i bizmuta

• Živine i bizmutove soli također mogu djelovati kao akceleratori u luženju cijanidom. Slično olovnim solima, mogu formirati galvanske ćelije sa zlatom, povećavajući brzinu luženja. Međutim, zbog toksičnosti žive i relativno visoke cijene bizmuta, njihova primjena je ograničenija u poređenju sa olovnim solima. Ali u nekim specifičnim slučajevima gdje ruda ima jedinstvena svojstva, ove soli se i dalje mogu smatrati efikasnim sredstvima za luženje.

Helirajući agensi i ostalo

1. Limunska kiselina

• Limunska kiselina se može koristiti kao pomoćno sredstvo za ispiranje pri ekstrakciji zlata cijanidom . U rudama koje sadrže metalne ione poput bakra, cinka i željeza, ovi ioni mogu konzumirati cijanid i kisik, smanjujući efikasnost ispiranja zlata. Limunska kiselina se može vezati s ovim metalnim ionima, formirajući stabilne komplekse. Na primjer, formira kompleks bakra i citrata. Ovo ne samo da smanjuje potrošnju cijanida i kisika od strane ovih nečistoća, već i pomaže u disperziji minerala jalovine, poboljšavajući cjelokupno okruženje za ispiranje. U nekim laboratorijskim eksperimentima, dodavanje limunske kiseline u otopinu za ispiranje cijanidom povećalo je iskorištenje zlata za 5-10%.

2. Spojevi na bazi amonijaka

• U nekim slučajevima, spojevi na bazi amonijaka mogu se koristiti kao pomoćna sredstva za luženje, posebno u rudama koje sadrže minerale bakra i zlata. Amonijak može formirati komplekse s ionima bakra, smanjujući interferenciju bakra u luženju zlata cijanidom. Podešavanjem odnosa amonijaka i cijanida u otopini za luženje moguće je selektivno otopiti zlato uz minimiziranje raspadanja bakra, što je korisno za kasnije procese izdvajanja zlata.

Slučajevi aplikacije

1. U rudniku zlata u Australiji

• Rudnik je prerađivao rudu zlata niskog kvaliteta s visokim sadržajem sumpora. Korištenjem kombinacije vodikovog peroksida i olovnih soli kao pomoćnih sredstava za luženje postignuta su značajna poboljšanja. Brzina ispiranja zlata povećala se za 8-10% u poređenju s tradicionalnim luženjem cijanidom. Dodavanje vodikovog peroksida osiguralo je dodatni kisik, poboljšavajući oksidaciju zlata, dok su olovne soli inhibirale negativan utjecaj sulfidnih minerala. Potrošnja cijanida također je smanjena za otprilike 20%, što je dovelo do značajnih ušteda troškova.

2. Kineski rudnik zlata koji se bavi složenim rudama

• Ruda u ovom rudniku sadržavala je visok nivo nečistoća bakra i željeza. Korištenjem limunske kiseline kao pomoćnog sredstva za luženje u procesu luženja cijanidom, stopa iskorištenja zlata porasla je sa 70% na 78%. Limunska kiselina se vezala s ionima bakra i željeza, smanjujući njihovo uplitanje u reakciju zlato-cijanid. Vrijeme luženja je također neznatno smanjeno, što je poboljšalo ukupnu produktivnost rudarskih operacija.

Razmatranja za odabir i korištenje pomoćnih sredstava za ispiranje

1. Karakteristike rude

• Sastav rude je ključan u određivanju odgovarajućeg pomoćnog sredstva za ispiranje. Za rude s visokim udjelom sumpora, oksidacijska sredstva poput kalcijevog peroksida ili barijevog peroksida mogu biti prikladnija jer ne samo da mogu osigurati kisik, već i smanjiti negativan utjecaj sumpora. Kod ruda s visokim nivoima nečistoća metalnih iona, treba razmotriti helatirajuća sredstva poput limunske kiseline ili spojeva na bazi amonijaka.

2. Isplativost

• Potrebno je procijeniti troškove pomoćnog sredstva za ispiranje, uključujući njegovu nabavnu cijenu, transport i skladištenje. Neka pomoćna sredstva za ispiranje, kao što su određene soli bizmuta, mogu biti učinkovita, ali relativno skupa. U takvim slučajevima, potrebno je pronaći ravnotežu između troškova i poboljšanja iskorištenja zlata. Osim toga, smanjenje potrošnje cijanida i vremena ispiranja zbog upotrebe pomoćnih sredstava za ispiranje također treba uzeti u obzir u analizi isplativosti.

3.Uticaj na životnu sredinu

• Budući da ispiranje cijanidom već predstavlja ekološku zabrinutost zbog toksičnosti cijanida, pri izboru pomoćnog sredstva za ispiranje treba uzeti u obzir i njegov utjecaj na okoliš. Na primjer, neka oksidacijska sredstva mogu proizvesti nusproizvode koje je potrebno pravilno tretirati. Upotreba živinih soli, iako učinkovita u nekim slučajevima, vrlo je ograničena zbog njihove ekstremne toksičnosti i opasnosti za okoliš.

zaključak

Sredstva za ispiranje igraju vitalnu ulogu u ekstrakciji zlata cijanidom. Ona mogu značajno poboljšati efikasnost procesa ispiranja povećanjem iskorištenja zlata, smanjenjem vremena ispiranja i smanjenjem potrošnje cijanida. Razumijevanjem različitih vrsta sredstava za ispiranje, njihovih mehanizama rada i načina odabira najprikladnijih na osnovu karakteristika rude, rudari zlata mogu optimizirati svoje poslovanje. Kako potražnja za zlatom nastavlja rasti, upotreba sredstava za ispiranje u cijanidnom ispiranju vjerovatno će postati još raširenija, doprinoseći održivijim i efikasnijim praksama rudarenja zlata.