Sicherheitstechnische Produktionsspezifikationen für das Goldgewinnungsverfahren mittels Cyanid-Haufenlaugung

1. Einleitung

Das Cyanid -Haufenlaugungsverfahren zur Goldgewinnung ist aufgrund seiner Vorteile wie Einfachheit, geringen Kosten und Eignung für minderwertige Erze in der Goldindustrie weit verbreitet. Da Cyanid jedoch eine hochgiftige Substanz ist, müssen strenge technische Sicherheitsvorschriften eingehalten werden, um die Sicherheit des Personals, der Umwelt und den ordnungsgemäßen Ablauf des Produktionsprozesses zu gewährleisten. Die „Technischen Sicherheitsvorschriften für das Cyanid-Haufenlaugungsverfahren zur Goldgewinnung“ (YS/T 3019 - 2013) traten am 1. März 2014 in Kraft und bieten klare Richtlinien für die Produktion und die Prüfung vor Ort in diesem Verfahren.

2. Grundvoraussetzungen für eine sichere Produktion

2.1 Standortauswahl und -gestaltung

• Geologische Bedingungen : Der Standort für die Cyanid-Haufenlaugung sollte auf stabilem Untergrund mit guten geologischen Bedingungen gewählt werden. Gebiete, die anfällig für Erdrutsche, Schlammlawinen und Überschwemmungen sind, sollten vermieden werden. Vorab sollten geologische Untersuchungen durchgeführt werden, um die Stabilität des Standorts zu beurteilen.

• Abstand zu sensiblen Bereichen : Die Haufenlaugungsanlage muss in ausreichendem Abstand zu Wohngebieten, Gewässern und anderen sensiblen Bereichen liegen. Die genauen Abstandsanforderungen müssen den geltenden Umwelt- und Sicherheitsvorschriften entsprechen. Beispielsweise muss ein Mindestabstand von [X] Metern zu Wohngebieten eingehalten werden, um die Anwohner vor den Auswirkungen von austretenden giftigen Gasen und Flüssigkeiten zu schützen.

• Anlagenlayout : Das Layout der Haufenlaugungsanlage muss sinnvoll sein. Die Bereiche für die Erzlagerung, die Lösungszirkulation, die Goldgewinnung und die Abfallentsorgung müssen klar voneinander abgegrenzt sein. Für die Installation, den Betrieb und die Wartung der Anlagen muss ausreichend Platz vorhanden sein. Sicherheitswege und Notfallfluchtwege müssen eingerichtet werden, um eine reibungslose Evakuierung des Personals im Notfall zu gewährleisten.

2.2 Geräte- und Anlagensicherheit

• Sickerwasserschutz : Der Boden und die Umgebung der Erzhalde müssen mit zuverlässigen Sickerwasserschutzvorrichtungen ausgestattet sein, um das Eindringen cyanidhaltiger Lösungen in den Boden und das Grundwasser zu verhindern. Hierfür eignen sich Geokunststoffdichtungsbahnen aus hochdichtem Polyethylen (HDPE) oder andere hochwertige Sickerwasserschutzmaterialien. Die Sickerwasserschutzschicht ist regelmäßig auf Beschädigungen oder Undichtigkeiten zu überprüfen.

• Ausrüstung zur Lagerung und zum Transport von Flüssigkeiten : Tanks, Rohrleitungen und Pumpen zur Lagerung und zum Transport cyanidhaltiger Lösungen müssen aus korrosionsbeständigen Werkstoffen bestehen. Regelmäßige Inspektionen sind durchzuführen, um Korrosion, Leckagen und andere potenzielle Sicherheitsrisiken festzustellen. Sämtliche Ausrüstung zur Lagerung und zum Transport von Flüssigkeiten muss mit Überlaufschutz und Notabsperrventilen ausgestattet sein.

• Belüftungs- und Absaugsysteme : In Bereichen, in denen cyanidhaltige Stoffe verarbeitet werden, müssen wirksame Belüftungs- und Absaugsysteme installiert werden, um die Verdünnung und Abführung toxischer Gase zu gewährleisten. Belüftungsvolumen und Abluftleistung müssen den Anforderungen der einschlägigen Normen entsprechen, um ein sicheres Arbeitsumfeld zu gewährleisten.

2.3 Sicherheitsmanagementsystem

• Festlegung von Sicherheitsvorschriften : Bergbauunternehmen sollten umfassende Sicherheitsvorschriften und Betriebsabläufe für das Cyanid-Haufenlaugungsverfahren festlegen. Diese Vorschriften sollten alle Aspekte der Produktion abdecken, einschließlich Anlagenbetrieb, Wartung, Cyanidmanagement und Notfallmaßnahmen.

• Mitarbeiterschulung : Alle am Cyanid-Haufenlaugungsverfahren beteiligten Mitarbeiter müssen regelmäßig Sicherheitsschulungen erhalten. Die Schulungsinhalte sollten die Eigenschaften und Gefahren von Cyanid, sichere Arbeitsmethoden, Notfallmaßnahmen und die Verwendung persönlicher Schutzausrüstung umfassen. Mitarbeiter müssen geschult und qualifiziert sein, bevor sie ihre Arbeit aufnehmen dürfen.

• Sicherheitsüberwachung und -inspektion : Im Produktionsprozess sind regelmäßige Sicherheitsüberwachungen und -inspektionen durchzuführen. Zu den Überwachungspunkten gehören die Cyanidkonzentration in Luft und Lösung, die Integrität der Abdichtungseinrichtungen und der Betriebszustand der Anlagen. Inspektionsprotokolle sind für spätere Referenzzwecke aufzubewahren, und festgestellte Sicherheitsrisiken sind umgehend zu beheben.

3. Betrieb Technische Daten

3.1 Erzvorbehandlung

• Zerkleinerung und Granulierung : Die meisten Erze müssen vor der Haufenlaugung auf eine geeignete Korngröße zerkleinert werden. Im Allgemeinen sollte die Korngröße 25.4 mm oder feiner betragen, um das Gold im Erz freizulegen und die Goldausbeute zu verbessern. Bei Erzen mit geringer Permeabilität und hohem Tongehalt kann die Granulierungstechnologie eingesetzt werden. Während der Granulierung sollte eine geeignete Menge Kalk hinzugefügt werden, um den pH-Wert des Erzes auf 9.5–10.5 einzustellen. Gleichzeitig sollte die Natriumcyanidkonzentration im Granulierungsprozess entsprechend den Eigenschaften des Erzes kontrolliert werden, im Allgemeinen etwa 60–150 Gramm pro Tonne Golderz. Der Gesamtfeuchtegehalt der Pellets sollte im Allgemeinen 30 % nicht überschreiten, um ein Lockern und Weichwerden der Pellets zu vermeiden. Die Aushärtungszeit sollte mehr als 72 Stunden betragen. Bei Regen während der Pelletierung müssen die Pellets abgedeckt werden, um Goldverluste zu verhindern.

• Qualitätskontrolle des vorbehandelten Erzes : Die Qualität des vorbehandelten Erzes muss streng kontrolliert werden. Regelmäßige Probenahmen und Analysen sind durchzuführen, um sicherzustellen, dass Partikelgröße, pH-Wert und andere Indikatoren den Anforderungen des Haufenlaugungsverfahrens entsprechen. Nur qualifiziertes vorbehandeltes Erz darf für den Haufenaufbau verwendet werden.

3.2 Heap-Aufbau

• Baustellenvorbereitung : Vor dem Aufschütten des Deponiegrunds muss die Baustelle gereinigt und eingeebnet werden. Bei ebenem Gelände ist ein Gefälle von 3–5 % anzulegen, um den Abfluss von Sickerwasser zu erleichtern. Nach der Einebnung ist eine Sickerwasserabdichtung durchzuführen. Auf dem verdichteten Untergrund kann eine ca. 0.5 m dicke Polsterschicht aufgebracht und anschließend mit Natriumcarbonatlösung besprüht werden, um die Sickerwasserabdichtung zu verbessern.

• Haldenhöhe und -form : Die anfängliche Höhe der Erzhalde sollte nicht zu hoch sein, vorzugsweise 3–4 Meter. Sobald sich die Auslaugungsrate stabilisiert hat, kann die Haldenhöhe gegebenenfalls erhöht werden. Die Haldenform sollte so gestaltet sein, dass eine gute Lösungsverteilung und Gasdurchlässigkeit gewährleistet sind. Üblicherweise werden kegelförmige oder stufenförmige Halden verwendet.

• Umgebungsschutz : Um die Haldenlaugungsanlage zu schützen, sollten Entwässerungsgräben angelegt werden, um zu verhindern, dass Regenwasser in die Halde eindringt und die Laugungslösung verdünnt. Gleichzeitig sollten Schutzzäune um die Halde errichtet werden, um Unbefugten den Zutritt zum Gefahrenbereich zu verwehren.

3.3 Sprühlaugung

• Sprühkonzentrationskontrolle : Die Natriumcyanidkonzentration in der Sprühlösung sollte dem jeweiligen Laugungsstadium angepasst werden. Zu Beginn der Laugung kann die Natriumcyanidkonzentration aufgrund der komplexen Zusammensetzung des Golderzes angemessen erhöht werden. Nach Erreichen des Maximums (wenn die Goldkonzentration bei der Laugung am höchsten ist) kann sie auf 0.08 % – 0.06 % reduziert werden. In späteren Phasen kann sie weiter auf 0.04 % – 0.02 % gesenkt werden. Die Natriumcyanidkonzentration kann jederzeit entsprechend der Goldkonzentration der Laugungslösung angepasst werden.

• Sprühzyklus und -intensität : Die Sprühzeit beträgt in der Regel 7–8 Stunden pro Tag und sollte maximal 10 Stunden betragen (die Sprühdauer sollte jedoch reduziert werden). Üblicherweise wird ein Sprühmuster von „Sprühen 1 – Stopp 1“ oder „Sprühen 1 – Stopp 2“ angewendet. Die Sprühzeit sollte nicht zu lang sein, damit die Halde zwischen den Sprühpausen ausreichend mit Sauerstoff versorgt wird. Die Sprühintensität sollte zwischen 6 und 20 l/m²·h liegen und maximal 25–30 l/m²·h betragen. Bei zu hoher Sprühintensität erhöht sich das Volumen der angereicherten Flüssigkeit, die Goldkonzentration wird verdünnt und die Adsorptionskapazität der Aktivkohle beeinträchtigt.

3.4 Goldgewinnung aus gesättigter Flüssigkeit

• Gängige Goldgewinnungsverfahren : Zu den gängigen Verfahren zur Gewinnung von Gold aus cyanidhaltigen Lösungen zählen die Kohlenstoffadsorption (z. B. die Säulenchromatographie), die Zinkzementation (Merrill-Crowe-Verfahren) und die Lösungsmittelextraktion. Jedes Verfahren weist spezifische Merkmale und Anwendungsbereiche auf. Bei der Säulenchromatographie beispielsweise wird die Cyanidlaugungslösung mit einer Durchflussrate von 15 bis 25 gpm/ft² durch Säulen nach oben gepumpt. Dadurch wird das mit Aktivkohle (16 × 30 mesh) gefüllte Bett fluidisiert, um das Gold zu adsorbieren.

• Betrieb und Steuerung der Goldgewinnungsanlage : Der Betrieb der Goldgewinnungsanlage muss strikt gemäß den Betriebsanweisungen erfolgen. Regelmäßige Inspektionen und Wartungsarbeiten sind erforderlich, um den ordnungsgemäßen Betrieb der Anlage sicherzustellen. Parameter wie die Adsorptionskapazität der Aktivkohle, die Fällungseffizienz des Zinkpulvers und die Extraktionsrate des Lösungsmittels sind zu überwachen und zeitnah anzupassen, um die Goldausbeute zu verbessern.

3.5 Behandlung von Halden

• Desinfektion von Abraumhalden : Nach Abschluss des Laugungsprozesses müssen die Abraumhalden desinfiziert werden, um die Toxizität des verbleibenden Cyanids zu reduzieren. Gängige Desinfektionsmethoden umfassen die Verwendung von Oxidationsmitteln wie Wasserstoffperoxid oder Calciumhypochlorit. Desinfektionsdauer und -menge sind an die Gegebenheiten der Abraumhalden anzupassen, um sicherzustellen, dass die Restcyanidkonzentration die Umweltgrenzwerte einhält.

• Entladung und Entsorgung von Abraumhalden : Nach der Desinfektion können die Abraumhalden entladen und ordnungsgemäß entsorgt werden. Die Entsorgungsmethode muss den geltenden Umweltvorschriften entsprechen. Beispielsweise kann der Abraum zur Verfüllung von Bergwerken verwendet oder zu einer dafür vorgesehenen Deponie transportiert werden.

4. Notfallmaßnahmen

4.1 Erstellung eines Notfallplans

Bergbauunternehmen sollten einen umfassenden Notfallplan für mögliche Unfälle im Cyanidlaugungsprozess erstellen, wie z. B. Cyanidaustritt, Feuer und Explosion. Der Notfallplan sollte Notfallorganisationen, Verantwortlichkeiten der einzelnen Mitglieder, Notfallverfahren und Notfallrettungsmaßnahmen umfassen.

4.2 Notfallrettungsausrüstung und -materialien

Es sollten ausreichend Notfallausrüstung und -materialien wie Gasmasken, Chemikalienschutzkleidung, Erste-Hilfe-Kästen, Neutralisationsmittel für Cyanid und Feuerlöschgeräte bereitgehalten werden. Diese Ausrüstung und Materialien sollten regelmäßig überprüft und gewartet werden, um ihren normalen Einsatz im Notfall zu gewährleisten.

4.3 Notfallübungen

Regelmäßige Notfallübungen sollten durchgeführt werden, um die Notfallreaktionsfähigkeit der Mitarbeiter zu verbessern. Die Übungsinhalte sollten verschiedene mögliche Unfallszenarien abdecken, wie z. B. Übungen zum Umgang mit Zyanidlecks und Brandbekämpfung. Durch Notfallübungen können sich die Mitarbeiter mit den Notfallmaßnahmen vertraut machen und ihre Notfallkompetenz verbessern.

5. Fazit

Die Produktionssicherheit bei der Goldgewinnung durch Cyanid-Haufenlaugung ist von großer Bedeutung. Durch die strikte Einhaltung der technischen Sicherheitsspezifikationen, ein verbessertes Sicherheitsmanagement und die Implementierung wissenschaftlicher Betriebstechniken können die Sicherheitsrisiken im Produktionsprozess effektiv kontrolliert werden. Dies gewährleistet nicht nur die Sicherheit und Gesundheit der Mitarbeiter und die Umwelt, sondern fördert auch die nachhaltige Entwicklung der Goldbergbauindustrie. Bergbauunternehmen sollten stets die Sicherheit im Auge behalten und ihre Produktionssicherheit kontinuierlich verbessern, um eine sichere und effiziente Produktion zu erreichen.