Srovnání atmosférického a tlakového vyluhování v procesu kyanidace zlatých dolů

1. Úvod

Kyanidace je široce používaný proces při extrakci zlata z rud. Mezi jeho různé provozní režimy patří... atmosférické vyluhování si tlakové loužení Jsou to dvě důležité metody. Pochopení rozdílů mezi nimi je klíčové pro optimalizaci procesu extrakce zlata, zlepšení efektivity a snížení nákladů. Tento článek provede podrobné srovnání atmosférického a tlakového loužení v... proces kyanidace zlatého dolu.

2. Princip kyanidačního vyluhování

Kyanidační loužení je založeno na reakci zlata s kyanid za přítomnosti kyslíku. Obecná chemická rovnice je následující:

4Au + 8CN⁻+ O₂ + 2H4O → 4[Au(CN)₂]⁻+ XNUMXOH⁻

V této reakci zlato tvoří rozpustné komplexy zlato-kyanid, které lze dále oddělit a regenerovat. Ať už se jedná o atmosférické nebo tlakové loužení, tento základní princip reakce zůstává stejný. Reakční podmínky a kinetika jsou však ovlivněny tlakovým faktorem.

3. Porovnání účinnosti vyluhování

3.1 Atmosférické vyplavování

Atmosférické loužení obvykle probíhá při okolní teplotě a tlaku. U některých relativně jednoduchých zlatých rud, jako jsou ty s vysokým podílem volně mletého zlata, může atmosférické loužení dosáhnout dobrých výsledků. U komplexních rud obsahujících velké množství sulfidických minerálů nebo jiných žáruvzdorných složek je však účinnost loužení atmosférickým loužením často omezená. Pomalá reakční rychlost a neúplná reakce mohou vést k nižší rychlosti loužení zlata. Například při práci se zlatými rudami obsahujícími pyrit může síra v pyritu reagovat s kyslíkem a kyanidem během atmosférického loužení, spotřebovávat kyslík a kyanid, a tím inhibovat rozpouštění zlata. Obecně se rychlost loužení zlata při atmosférickém loužení pohybuje kolem 60 % - 85 % u běžných rud.

3.2 Tlakové vyluhování

Tlakové loužení se naproti tomu provádí za zvýšeného tlaku. Zvýšení tlaku může výrazně zvýšit rozpustnost kyslíku v loužicím roztoku. Podle Henryho zákona vede vyšší tlak k vyššímu parciálnímu tlaku kyslíku, což následně zvyšuje koncentraci rozpuštěného kyslíku v roztoku. Tento rozpuštěný kyslík s vysokou koncentrací může urychlit oxidaci zlata a tvorbu komplexů zlato-kyanid. U žáruvzdorných zlatých rud může tlakové loužení narušit žáruvzdorné struktury sulfidových minerálů a vystavit tak více zlata loužitelnému roztoku. V důsledku toho lze účinně zlepšit rychlost loužení zlata. Výzkum ukazuje, že u některých žáruvzdorných zlatých rud může rychlost loužení zlata tlakovým loužením dosáhnout více než 90 %, za optimalizovaných podmínek až 95 %.

4. Porovnání reakčních podmínek

4.1 Teplota

• Atmosférické vyplavováníObvykle probíhá při pokojové teplotě nebo blízké ní, typicky kolem 25 °C. Protože reakce není poháněna vysokou teplotou, je spotřeba energie na ohřev relativně nízká. Nízká teplota však také znamená, že rychlost reakce je relativně pomalá.

• Tlakové vyluhováníObecně vyžaduje zvýšenou teplotu. Teplota se obvykle pohybuje v rozmezí 80 - 150 °C. Vyšší teplota může urychlit chemickou reakci, ale také vyžaduje dodatečný energetický vstup pro ohřev loužicího systému.

4.2 Koncentrace kyanidu

• Atmosférické vyplavováníKoncentrace kyanidu v loužicím roztoku se obvykle pohybuje v rozmezí 0.02 % - 0.1 %. U rud s vysokým obsahem nečistot může být pro zajištění loužicího účinku nutná relativně vyšší koncentrace kyanidu, což však zvýší náklady a environmentální riziko.

• Tlakové vyluhováníDíky zvýšené reakční kinetice pod tlakem může být požadovaná koncentrace kyanidu relativně nižší, obvykle kolem 0.01 % - 0.05 %. To nejen snižuje spotřebu kyanidu, ale také snižuje dopad na životní prostředí způsobený zbytky kyanidu.

5. Porovnání požadavků na vybavení a nákladů

5.1 Požadavky na vybavení

• Atmosférické vyplavováníZařízení pro atmosférické loužení je relativně jednoduché. Zahrnuje hlavně loužicí nádrže, míchadla a provzdušňovací zařízení. Loužicí nádrže nemusí odolávat vysokému tlaku, takže jejich výrobní materiály a náklady jsou relativně nízké. Míchadla se používají k zajištění rovnoměrného promíchání rudné drti, kyanidového roztoku a kyslíku a požadavky na jejich výkon a odolnost proti korozi nejsou extrémně vysoké.

• Tlakové vyluhováníTlakové loužení vyžaduje speciální tlakově odolné zařízení, jako jsou autoklávy. Autokláv musí být vyroben z vysokopevnostních slitin, aby odolal vysokému tlaku a vysokým teplotám. Kromě toho je také vybaven komplexními systémy regulace tlaku, regulace teploty a bezpečnostními ochrannými systémy. Konstrukce a výroba těchto zařízení jsou složitější a vyžadují vyšší technickou úroveň.

Náklady 5.2

• Atmosférické vyplavováníPočáteční investiční náklady na zařízení pro atmosférické loužení jsou relativně nízké. Vzhledem k relativně nízké loužicí účinnosti a dlouhé době loužení však mohou být provozní náklady z hlediska práce, spotřeby energie pro dlouhodobé míchání a spotřeby kyanidu z dlouhodobého hlediska relativně vysoké.

• Tlakové vyluhováníPočáteční investice do tlakového loužení je mnohem vyšší kvůli drahým tlakově odolným autoklávům a složitým řídicím systémům. Vzhledem k vysoké účinnosti loužení a krátké době loužení však mohou být celkové provozní náklady z hlediska výrobní kapacity a využití zdrojů konkurenceschopnější pro velkovýrobce a žáruvzdorné zpracování rud.

6. Vliv na životní prostředí

6.1 Zbytky kyanidu

• Atmosférické vyplavováníJak již bylo zmíněno, atmosférické vyluhování může vyžadovat relativně vyšší koncentraci kyanidu, což může vést k většímu množství zbytků kyanidu v hlušině. Kyanid je vysoce toxický a nesprávné nakládání s hlušinou obsahující kyanid může představovat vážnou hrozbu pro životní prostředí a lidské zdraví.

• Tlakové vyluhováníPři nižší spotřebě kyanidu vytváří tlakové loužení relativně méně zbytků kyanidu v hlušině. To do určité míry snižuje environmentální riziko spojené se znečištěním kyanidem.

6.2 Spotřeba energie a emise

• Atmosférické vyplavováníPřestože má nízkou spotřebu energie na ohřev, dlouhodobý provoz potřebný k dosažení uspokojivých výsledků loužení může spotřebovat velké množství elektrické energie na míchání a provzdušňování. Pokud jde o emise, pokud není proces provzdušňování dobře řízen, může dojít k uvolňování některých škodlivých plynů vznikajících při reakci.

• Tlakové vyluhováníVysokoteplotní a vysokotlaký provoz tlakového loužení vyžaduje značný energetický příkon pro ohřev a udržování tlakového systému. Jeho vysoce účinný provoz však znamená, že při stejném množství produkce zlata může být celková spotřeba energie na jednotku zlata srovnatelná nebo dokonce nižší než u atmosférického loužení, a to vzhledem k vyšší výrobní kapacitě. Pokud jde o emise, pokud je tlakový systém dobře utěsněn, lze lépe kontrolovat uvolňování škodlivých plynů.

7. závěr

Stručně řečeno, jak atmosférické, tak tlakové loužení v procesu kyanidace ve zlatých dolech má svá vlastní specifika. Atmosférické loužení je vhodné pro jednoduché zlaté rudy s nízkými počátečními investicemi do zařízení, ale má omezení v účinnosti loužení u složitých rud. Tlakové loužení naopak vykazuje velké výhody při práci s žáruvzdornými zlatými rudami, s vysokou účinností loužení, nižší spotřebou kyanidu a relativně menším dopadem na životní prostředí, pokud jde o zbytky kyanidu. Vyžaduje však drahé zařízení a složitější provoz a údržbu. Při výběru metody loužení musí těžební podniky komplexně zvážit faktory, jako jsou vlastnosti rudy, rozsah produkce, investiční rozpočet a požadavky na životní prostředí, aby mohly učinit nejvhodnější rozhodnutí.