Eficiència de lixiviació de cianur de sodi: factors d'influència i estratègies d'optimització

introducció

Lixiviació de cianur, especialment amb cianur de sodi, ha estat durant molt de temps una pedra angular en l'extracció de metalls preciosos, especialment or i plata, de cossos de mineral. Des dels seus inicis industrials l'any 1887. aquest mètode s'ha adoptat àmpliament a causa de la seva relativament alta eficiència i rendibilitat. Tanmateix, el procés és complex i la seva eficiència està influenciada per nombrosos factors. Entendre aquests factors és crucial per maximitzar la recuperació de metalls i minimitzar els costos operatius a les indústries mineres i metal·lúrgiques.

Principi de lixiviació de cianur de sodi

Sodi cianur, un compost incolor i altament tòxic, juga un paper fonamental en el procés de lixiviació. En una solució aquosa, sota àlcali

e condicions (normalment es mantenen afegint calç), cianur Els ions (CN⁻) reaccionen amb l'or (Au) i la plata (Ag) en presència d'oxigen. La reacció química general per a la cianuració de l'or es pot representar com:

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

Aquesta reacció es produeix d'una manera similar a la corrosió electroquímica. L'oxigen actua com un agent oxidant, facilitant la dissolució de l'or a la solució com un ió cianur complex, [Au(CN)₂]⁻. De la mateixa manera, la plata segueix un mecanisme de reacció comparable.

Factors que influeixen en l'eficiència de la lixiviació del cianur

Característiques del mineral

1. Mida de les partícules

• La mida de les partícules de mòlta del mineral és de màxima importància. Abans lixiviació de cianur, els minerals han de ser pretractats mitjançant trituració, cribratge, mòlta i classificació. Per als minerals amb metalls preciosos de gra fi o encapsulats, la mòlta adequada és essencial per aconseguir la dissociació dels monòmers. Si el mineral està sobre terra, no només augmenta els costos de mòlta, sinó que també corre el risc d'introduir impureses lixiviables al lixiviat. A més, la mòlta excessiva pot impedir la separació sòlid-líquid, donant lloc a residus de cianur i pèrdua d'or dissolt. Per exemple, quan es tracta de minerals d'or amb or natural incrustat i encapsulat, una mida de partícula de mòlta de -38 μm amb una proporció de contingut del 75% sovint garanteix un bon equilibri entre l'efecte de lixiviació i el cost.

• D'altra banda, si les partícules són massa gruixudes, l'àrea de superfície disponible perquè el cianur reaccioni amb els metalls preciosos és limitada, donant lloc a una lixiviació incompleta i una eficiència d'extracció reduïda.

2.Mineralogia

• Els diferents tipus de minerals tenen composicions mineralògiques diferents. Els minerals que contenen alts nivells de coure, arsènic, antimoni, sofre o carboni poden suposar un repte per a la lixiviació de cianur. Per exemple, el coure pot formar compostos complexos de cianur, competint amb l'or i la plata pels ions de cianur. L'arsènic i l'antimoni també poden reaccionar amb el cianur i l'oxigen, consumint reactius i inhibint la lixiviació de metalls preciosos. Els minerals rics en sulfur poden requerir un tractament previ, com ara la torrat o la biooxidació, per exposar els metalls preciosos tancats i eliminar el sofre, que d'altra manera pot interferir amb el procés de cianuració.

Reactius químics

1.Concentració de cianur

• La quantitat de Cianur de sodi afegit afecta significativament el eficiència de lixiviació. Dins d'un cert rang, la concentració de cianur és proporcional a la taxa de lixiviació de la pasta de mineral. Si el contingut de cianur és massa baix, l'efecte de lixiviació d'or i plata és deficient i el procés és lent, comportant costos de temps innecessaris. Per contra, quan la quantitat de cianur és excessiva, després que l'eficiència de lixiviació dels metalls preciosos assoleixi un cert nivell, els augments addicionals de la concentració de cianur no condueixen a una millora significativa de la lixiviació, donant lloc a un malbaratament de cianur i un augment dels costos de producció. Per exemple, quan s'extreu concentrat d'or de minerals d'or finament incrustats de mida de partícules, a Cianur de sodi la dosi d'1.5 - 3.0 kg/t sovint és més adequada. Tanmateix, en la producció real, la dosi òptima s'ha de determinar en funció de les característiques específiques del mineral i les proves de benefici.

2. Calç (alcalinitat)

• S'afegeix calç a la solució de cianur com a àlcali protector. Com que els ions de cianur en solució tenen propietats químiques inestables i es poden volatilitzar fàcilment com a gas de cianur d'hidrogen, mantenir una alcalinitat adequada és crucial. L'addició de calç a la solució de cianuració ajuda a mantenir la polpa a un pH adequat. Segons l'anàlisi de proves, la taxa de lixiviació de l'or també es millora substancialment després d'afegir calç. Quan la quantitat de calç afegida és de 2 kg/t i superior, el valor del pH de la polpa se situa normalment entre 11 i 12, i la taxa de lixiviació d'or a la polpa assoleix un nivell relativament estable i alt.

Condicions del procés

1. Concentració de purins

• La concentració de la polpa de lixiviació afecta directament la velocitat de lixiviació i l'eficiència dels concentrats de metalls preciosos. En general, una polpa de lixiviació de concentració més baixa amb bona fluïdesa permet una major eficiència de lixiviació dels concentrats d'or i plata. Tanmateix, això pot requerir un augment de la quantitat de reactius afegits, així com mides d'equips més grans i costos d'inversió més elevats. Per equilibrar l'eficiència de la lixiviació de metalls preciosos i el cost de producció, cal determinar una concentració adequada de purins. Per als minerals amb mides de partícules fines incrustades, mantenir la concentració de polpa entre un 20% i un 33% sovint garanteix un bon efecte de lixiviació. Si la concentració és superior a aquest rang, l'eficiència de lixiviació dels metalls preciosos pot disminuir en lloc d'augmentar. En la producció real, la concentració es pot ajustar segons circumstàncies específiques, però no s'ha de posar massa alta.

2. Temps de lixiviació

• El temps de lixiviació és un factor crític en el procés de cianuració. És necessari seleccionar un temps de lixiviació adequat per dissoldre completament les partícules de metalls preciosos. No obstant això, mentre els metalls preciosos es dissolen, altres impureses de la polpa també es continuen dissolent, cosa que pot afectar la velocitat de dissolució de l'or i la plata. Perllongar el temps de lixiviació no només pot no ser beneficiós per a la dissolució de partícules de metalls preciosos, sinó que també requereix equips de lixiviació més grans i més espai, augmentant així els costos de producció. Per als minerals amb mides de partícules fines incrustades, sovint és òptim mantenir el temps de lixiviació de cianuració en unes 4 hores. Si el temps de lixiviació supera les 24 hores, es pot inhibir la lixiviació de metalls preciosos i la concentració d'ions de metalls preciosos a la solució pot disminuir.

3.Subministrament d'oxigen

• Com es mostra a l'equació de la reacció química, l'oxigen és un reactiu essencial en el procés de cianuració. Un subministrament suficient d'oxigen afavoreix l'oxidació de l'or i la plata, accelerant la reacció de cianuració. En entorns industrials, sovint es fa bombolla d'aire a través de la polpa de lixiviació per proporcionar oxigen. Si el subministrament d'oxigen és insuficient, la velocitat de reacció es reduirà, reduint l'eficiència general de lixiviació.

4.Condicions d'agitació

• L'agitació s'utilitza per millorar el contacte entre les partícules de mineral, la solució de cianur i l'oxigen. Les condicions d'agitació adequades poden millorar la velocitat de reacció assegurant una millor barreja i distribució dels reactius. Tanmateix, una agitació excessiva pot causar danys mecànics a les partícules de mineral i també pot provocar un augment del consum d'energia.

Estratègies d'optimització

Pretractament del mineral

1.Optimització de la mòlta

• La implementació del principi de "més trituració i menys trituració" pot ajudar a reduir el consum d'energia i el risc de mòlta excessiva. Es poden utilitzar tecnologies de mòlta avançades, com ara la mòlta en diverses etapes i l'ús d'ajudes de mòlta d'alta eficiència, per aconseguir la distribució de la mida de partícula desitjada amb més precisió.

2.Pretractament per a minerals problemàtics

• Per als minerals que contenen alts nivells de minerals interferents, s'han de considerar mètodes de pretractament. La torrat es pot utilitzar per eliminar el sofre i oxidar alguns dels minerals refractaris, fent que els metalls preciosos siguin més accessibles al cianur. La biooxidació, que utilitza microorganismes per descompondre els minerals sulfurs, també és una alternativa respectuosa amb el medi ambient per a alguns tipus de minerals.

Gestió de reactius

1. Optimització del cianur

• La realització de proves de benefici periòdiques i precises per determinar la dosi òptima de cianur per a diferents lots de minerals és crucial. A més, es pot explorar l'ús de reactius alternatius basats en cianur o l'addició d'activadors per millorar l'eficiència de la lixiviació alhora que es redueix el consum de cianur. Per exemple, algunes investigacions han demostrat que afegir certs tensioactius pot millorar la humectació i la reacció del cianur amb les partícules de mineral.

2.Control d'alcalinitat

• Controleu i ajusteu contínuament el pH de la polpa de lixiviació per mantenir el rang d'alcalinitat òptim. Es poden instal·lar sistemes de control de pH automatitzats per garantir ajustos precisos i oportuns, reduint el risc de volatilització del cianur i optimitzant l'entorn de lixiviació.

Optimització de paràmetres de procés

1.Ajust de concentració de purins

• Instal·leu sensors per controlar la concentració de purins en temps real i ajusteu la relació aigua-mineral en conseqüència. Això es pot integrar en un sistema de control automatitzat per mantenir la concentració òptima de purins per a una lixiviació eficient.

2. Optimització del temps de lixiviació

• Utilitzeu tècniques de monitorització en temps real, com ara l'anàlisi de la concentració d'ions de metalls preciosos a la solució durant la lixiviació, per determinar el punt final adequat del procés de lixiviació. Això pot evitar la lixiviació excessiva i estalviar temps i recursos.

3.Optimització d'oxigen i agitació

• Instal·leu sensors d'oxigen per garantir un subministrament d'oxigen suficient i estable. Ajusteu la velocitat d'agitació en funció de les característiques del mineral i de l'etapa de lixiviació per aconseguir el millor equilibri entre l'eficiència de la reacció i el consum d'energia.

Conclusió

L'eficiència de la lixiviació de cianur de sodi en l'extracció de metalls preciosos està influenciada per una complexa interacció de factors relacionats amb el mineral, els reactius i els processos. En comprendre aquests factors i implementar estratègies d'optimització adequades, les indústries mineres i metal·lúrgiques poden millorar l'eficiència de la lixiviació, reduir els costos de producció i minimitzar els impactes ambientals associats a l'ús de cianur. La recerca contínua i la innovació tecnològica en aquest camp són essencials per satisfer la demanda creixent de metalls preciosos d'una manera sostenible i eficient.n