Η κύρια διαδικασία της ανατάραξης, της κυάνωσης, της έκπλυσης σε χρυσωρυχεία

Εισαγωγή

Η έκπλυση με κυάνωση, η οποία χρησιμοποιείται στη βιομηχανική παραγωγή από το 1887, είναι μια διαδικασία έκπλυσης ορυκτών που χρησιμοποιεί διαλύματα κυανίου ως παράγοντες έκπλυσης για την εξαγωγή χρυσού και ασημιού από χρυσό και ορυκτές πρώτες ύλες που περιέχουν άργυρο. Η έκπλυση με κυάνωση ανάδευσης είναι μια από τις σημαντικές μεθόδους στην έκπλυση με κυάνωση και χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία εξόρυξης χρυσού.

Αρχή της ανάδευσης Κυάνωση Έκπλυση

Το κυάνιο, όπως το κυανιούχο νάτριο (NaCN), είναι ένα βασικό αντιδραστήριο στη διαδικασία κυάνωσης. Το κυανιούχο νάτριο είναι ένας άχρωμος και διαφανής κρύσταλλος, συχνά γκριζωπό-κίτρινος λόγω ακαθαρσιών. Είναι ιδιαίτερα διαλυτό στο νερό, με διαλυτότητα στο νερό μεγαλύτερη από 20%. Όταν το pH του υδατικού διαλύματός του οξινιστεί σε pH = 7, το κυάνιο αποσυντίθεται σχεδόν πλήρως σε πτητικό αέριο υδροκυάνιο, το οποίο είναι ένα άχρωμο και εξαιρετικά τοξικό αέριο. Στο διάλυμα, το υδροκυάνιο είναι ένα ασθενές οξύ, δύσκολο να ιονιστεί και δεν έχει καμία επίδραση έκπλυσης στον χρυσό και τον άργυρο. Όταν η τιμή pH είναι 12, το κυάνιο στο διάλυμα διασπάται σχεδόν πλήρως σε ιόντα κυανίου. Επομένως, η λειτουργία κυάνωσης πρέπει να διεξάγεται σε αλκαλικό μέσο.

Γενικά, παρουσία οξυγόνου, η έκπλυση χρυσού με κυάνωση είναι μια ηλεκτροχημική διαδικασία διάβρωσης. Το κυάνιο αντιδρά με τον χρυσό σε αλκαλικό περιβάλλον με τη συμμετοχή οξυγόνου, σχηματίζοντας υδατοδιαλυτά σύμπλοκα κυανιούχου χρυσού, επιτρέποντας έτσι τη διάλυση του χρυσού από το μετάλλευμα.

Διαδικασία ανάδευσης Κυάνωση Έκπλυση

1. Προετοιμασία Πρώτων Υλών Έκπλυσης

• Σύνθλιψη : Το εξορυσσόμενο ακατέργαστο χρυσό μετάλλευμα τροφοδοτείται πρώτα σε έναν θραυστήρα για σύνθλιψη. Η διαδικασία σύνθλιψης χωρίζεται σε χονδρή σύνθλιψη, μέτρια σύνθλιψη και λεπτή σύνθλιψη. Οι σιαγονωτοί θραυστήρες και οι κωνικοί θραυστήρες χρησιμοποιούνται συχνά για χονδρή και μέτρια σύνθλιψη, κυρίως για να σπάσουν μεγάλα κομμάτια μεταλλεύματος σε μικρότερα σωματίδια, γενικά με μέγεθος σωματιδίων που ελέγχεται σε λίγα εκατοστά. Οι σφυρόθραυστες χρησιμοποιούνται κυρίως για λεπτή σύνθλιψη.

• Άλεση : Το θρυμματισμένο μετάλλευμα εισέρχεται σε σφαιρόμυλο για περαιτέρω άλεση σε κατάλληλο μέγεθος σωματιδίων. Συνήθως, απαιτείται το μέγεθος των σωματιδίων του μεταλλεύματος να φτάσει τα -200 mesh, που αντιστοιχεί σε 60% - 90%, έτσι ώστε τα χρυσά ορυκτά να διασπαστούν πλήρως. Γενικά, οι σφαιρόμυλοι τύπου πλέγματος χρησιμοποιούνται για χονδρόκοκκο άλεση, ενώ οι σφαιρόμυλοι τύπου υπερχείλισης χρησιμοποιούνται για λεπτή άλεση.

• Παρασκευή πολτού : Ο αλεσμένος πολτός μεταλλεύματος εισέρχεται σε δεξαμενή ανάδευσης. Προστίθεται κατάλληλη ποσότητα νερού για να ρυθμιστεί η συγκέντρωση του πολτού μεταλλεύματος, η οποία γενικά ελέγχεται στο 30% - 50%. Ταυτόχρονα, προστίθενται ρυθμιστές όπως ο ασβέστης για να ρυθμιστεί η τιμή του pH του πολτού μεταλλεύματος στο 10 - 11, δημιουργώντας ένα αλκαλικό περιβάλλον που ευνοεί την έκπλυση με κυάνωση και την αναστολή της διάλυσης άλλων ακαθαρσιών.

2. Κυάνωση με ανάδευση Έκπλυση

• Προσθήκη αντιδραστηρίου έκπλυσης : Κυανιούχα μέσα όπως κυανιούχο νάτριο (NaCN) ή κυανιούχο κάλιο (KCN) προστίθενται στον προσαρμοσμένο πολτό μεταλλεύματος. Υπό συνθήκες πλήρους ανάδευσης, το κυανιούχο αντιδρά χημικά με χρυσό για να σχηματίσει υδατοδιαλυτά σύμπλοκα κυανιούχου χρυσού.

• Εξοπλισμός Έκπλυσης : Η διαδικασία έκπλυσης συνήθως εκτελείται σε πολλαπλές δεξαμενές ανάδευσης συνδεδεμένες σε σειρά. Οι δεξαμενές ανάδευσης μπορούν να χωριστούν σε τρεις τύπους ανάλογα με τις διαφορετικές μεθόδους ανάμειξης: δεξαμενές ανάδευσης με πεπιεσμένο αέρα, δεξαμενές μηχανικής ανάδευσης ή δεξαμενές μικτής ανάδευσης.

• Συνθήκες Έκπλυσης : Η συγκέντρωση κυανιούχου νατρίου στον πολτό μεταλλεύματος είναι συνήθως 0.02% - 0.1%. Προστίθεται ασβέστης κατά τη λειτουργία για να επιτευχθεί pH 9-12 στον πολτό μεταλλεύματος. Γεμίζεται με αέρα για να διατηρηθεί η καλύτερη αναλογία μεταξύ της συγκέντρωσης διαλυμένου οξυγόνου και της συγκέντρωσης κυανιούχου νατρίου στον πολτό μεταλλεύματος. Ο χρόνος έκπλυσης είναι γενικά 24-48 ώρες για να διασφαλιστεί η πλήρης διάλυση του χρυσού.

3. Διαχωρισμός και πλύσιμο στερεών-υγρών

• Διαχωρισμός στερεών-υγρών : Μετά την έκπλυση, ο πολτός μεταλλεύματος υποβάλλεται σε διαχωρισμό στερεών-υγρών μέσω εξοπλισμού όπως πυκνωτές και φίλτρα για να ληφθεί χρυσό φέρον διάλυμα και υπόλειμμα έκπλυσης. Οι πυκνωτές χρησιμοποιούν την αρχή της βαρυτικής καθίζησης για να καθιζάνουν τα στερεά σωματίδια στον πολτό μεταλλεύματος στον πυθμένα, και το υπερκείμενο είναι το χρυσό φέρον διάλυμα. Τα φίλτρα φιλτράρουν περαιτέρω την υποκείμενη ροή του πυκνωτή για να βελτιώσουν το αποτέλεσμα του διαχωρισμού στερεών-υγρών.

• Πλύσιμο : Για να επιτευχθεί επαρκής διαχωρισμός μεταξύ του εκπλύματος με κυάνιο και του υπολείμματος έκπλυσης, χρησιμοποιείται γενικά μια διαδικασία πλύσης 3-5 σταδίων πάχυνσης, διήθησης ή συνδυασμού των δύο. Αυτή είναι μια βασική λειτουργία για την έκπλυση με κυάνωση. Η συνήθως χρησιμοποιούμενη μέθοδος είναι η μέθοδος συνεχούς απόχυσης αντίστροφης ροής (μέθοδος CCD). Τα πυκνωτικά που χρησιμοποιούνται σε αυτή τη μέθοδο μπορούν να χωριστούν σε μονοστρωματικά και πολυστρωματικά. Πολλοί συμπυκνωτές κυάνωσης στην Κίνα χρησιμοποιούν πυκνωτικά 2-3 στρωμάτων για διαχωρισμό στερεών-υγρών και συνεχή πλύση αντίστροφης ροής.

4. Ανάκτηση Χρυσού

• Μέθοδος Μετατόπισης Σκόνης Ψευδαργύρου : Σκόνη ψευδαργύρου προστίθεται στο διάλυμα που περιέχει χρυσό. Ο ψευδάργυρος αντιδρά με το σύμπλοκο κυανιούχου χρυσού σε μια αντίδραση μετατόπισης, ανάγοντας τον χρυσό σε μεταλλικό χρυσό και καθιζάνοντάς τον. Μετά τη διήθηση, λαμβάνεται χρυσή λάσπη και η χρυσή λάσπη τήκεται μέσω διαδικασιών όπως η τήξη για να ληφθεί ακατέργαστος χρυσός.

• Μέθοδος Προσρόφησης Ενεργού Άνθρακα : Προστίθεται ενεργός άνθρακας στο διάλυμα που περιέχει χρυσό και το σύμπλοκο κυανιούχου χρυσού προσροφάται από τον ενεργό άνθρακα. Στη συνέχεια, ο χρυσός ανακτάται από τον ενεργό άνθρακα μέσω διαδικασιών όπως η εκρόφηση και η ηλεκτρολυτική εξαγωγή. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χωριστεί περαιτέρω στη μέθοδο άνθρακα-σε-πολτό (CIP) και στη μέθοδο άνθρακα-σε-έκπλυση (CIL).

• Διαδικασία CIP : Αρχικά, πραγματοποιείται έκπλυση με κυάνωση και στη συνέχεια προστίθεται ενεργός άνθρακας στον πολτό μεταλλεύματος για την προσρόφηση χρυσού. Στη διαδικασία CIP, η έκπλυση και η προσρόφηση είναι δύο ανεξάρτητες λειτουργίες. Στη λειτουργία προσρόφησης, η διαδικασία έκπλυσης έχει ουσιαστικά ολοκληρωθεί και το μέγεθος, η ποσότητα και οι συνθήκες λειτουργίας των δεξαμενών προσρόφησης καθορίζονται από τις παραμέτρους προσρόφησης.

• Διαδικασία CIL : Προστίθεται ενεργός άνθρακας στη δεξαμενή έκπλυσης και η έκπλυση και η προσρόφηση πραγματοποιούνται ταυτόχρονα, δηλαδή, η έκπλυση και η προσρόφηση πραγματοποιούνται ταυτόχρονα. Στη διαδικασία CIL, οι λειτουργίες έκπλυσης και προσρόφησης εκτελούνται ταυτόχρονα. Γενικά, η λειτουργία έκπλυσης απαιτεί μεγαλύτερο χρόνο από τη λειτουργία προσρόφησης. Επομένως, το μέγεθος, ο αερισμός και η δοσολογία της δεξαμενής καθορίζονται από τις παραμέτρους έκπλυσης. Δεδομένου ότι ο ρυθμός προσρόφησης είναι συνάρτηση της συγκέντρωσης του διαλυμένου χρυσού στο διάλυμα, προκειμένου να αυξηθεί η συγκέντρωση του διαλυμένου χρυσού στις δεξαμενές προσρόφησης του μπροστινού μέρους και ταυτόχρονα να αυξηθεί ο χρόνος έκπλυσης, συνήθως προστίθενται 1-2 στάδια προ-έκπλυσης πριν από την έκπλυση και την προσρόφηση.

5. Επεξεργασία απορριμμάτων

Τα υπολείμματα μετά την εξόρυξη χρυσού συνήθως περιέχουν ορισμένες ποσότητες υπολειμματικού κυανίου και άλλων ακαθαρσιών. Για τις ανάγκες της προστασίας του περιβάλλοντος, τα υπολείμματα πρέπει να υποβάλλονται σε κατάλληλη επεξεργασία. Οι συνήθεις μέθοδοι επεξεργασίας περιλαμβάνουν μεθόδους χημικής οξείδωσης (όπως η μέθοδος διοξειδίου του θείου - αέρα), φυσική αποσύνθεση ή μεθόδους βιοαποικοδόμησης για τη μείωση της συγκέντρωσης υπολειμματικού κυανίου κάτω από το εθνικό πρότυπο και την πρόληψη της περιβαλλοντικής ρύπανσης. Τα επεξεργασμένα υπολείμματα μπορούν να απορριφθούν με στοίβαξη ή με άλλα κατάλληλα μέσα.

Συμπέρασμα

Η έκπλυση με κυανίωση ανάδευσης είναι μια σημαντική διαδικασία στην εξόρυξη χρυσού από χρυσά μεταλλεύματα. Μέσω μιας σειράς διαδικασιών όπως η προετοιμασία πρώτων υλών, η έκπλυση με ανάδευση, ο διαχωρισμός στερεών-υγρών, η ανάκτηση χρυσού και η επεξεργασία υπολειμμάτων, ο χρυσός μπορεί να εξαχθεί αποτελεσματικά από χρυσά μεταλλεύματα. Ωστόσο, λόγω της τοξικότητας του κυανίου, κατά τη χρήση της έκπλυσης με κυανίωση ανάδευσης , πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στην ασφαλή παραγωγή και την προστασία του περιβάλλοντος, ώστε να διασφαλιστεί η βιώσιμη ανάπτυξη της βιομηχανίας εξόρυξης χρυσού.