Επεξήγηση της κατανάλωσης κυανιούχου νατρίου στην εξόρυξη χρυσού

Κατά τη διαδικασία εξαγωγής χρυσού από κυανιούχες ενώσεις, το κυανιούχο νάτριο καταναλώνεται με διάφορους τρόπους. Το κυανιούχο νάτριο είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος παράγοντας έκπλυσης στην εξαγωγή χρυσού και, θεωρητικά, χρειάζονται μόνο 0.5 γραμμάρια κυανιούχου νατρίου για την έκπλυση 1 γραμμαρίου χρυσού. Ωστόσο, στις περισσότερες μονάδες κυάνωσης χρυσού, η πραγματική κατανάλωση κυανίου είναι σημαντικά υψηλότερη, συχνά υπερβαίνοντας τους θεωρητικούς υπολογισμούς κατά 50 έως 100 φορές.

Οι κύριοι παράγοντες που συμβάλλουν στην υψηλή κατανάλωση κυανίου στη διαδικασία κυάνωσης του χρυσού περιλαμβάνουν:

1. Κατανάλωση Κυανίου στη Διαδικασία Διάλυσης Χρυσού

Τα εργοστάσια κυανίου χρησιμοποιούν κυανιούχο νάτριο για τη διάλυση του χρυσού από το μετάλλευμα, με σκοπό την ανάκτηση χρυσού από τα εκπλύματα. Οι χημικές αντιδράσεις που εμπλέκονται είναι οι εξής:

• [2Au+4NaCN+O2+2H2O→2Na[Au(CN)2]+2NaOH+H2O2]

• [ 2Au+4NaCN+H2O2→2Na[Au(CN)2]+2NaOH]

Από τις ηλεκτροχημικές αντιδράσεις είναι γνωστό ότι η διάλυση 1 γραμμαρίου χρυσού απαιτεί την κατανάλωση 0.92 γραμμαρίων κυανιούχου νατρίου.

2. Κατανάλωση κυανίου σε αντιδράσεις με συναφή μέταλλα βάσης

(1) Ορισμένα χρυσά μεταλλεύματα περιέχουν συναφή ορυκτά όπως πυρίτη, μαγνητίτη, χαλκοπυρίτη, θειικά ορυκτά, υδροξείδια και οξείδια. Κατά τη διάρκεια του σταδίου σύνθλιψης, παράγεται σκόνη σιδήρου, η οποία αντιδρά αργά με κυανιούχο νάτριο, αυξάνοντας την κατανάλωση κυανιδίου . Οι αντιδράσεις είναι οι εξής:

• [ FeS2+NaCN→FeS+NaCNS]

• [Fe(OH)2+2NaCN→Fe(CN)2+2NaOH]

• [ Fe+6NaCN+2H2O→Na4Fe(CN)6+2NaOH+H2↑]

• [ S+NaCN→NaCNS]

(2) Εάν το μετάλλευμα χρυσού περιέχει διαφορετικούς τύπους ορυκτών χαλκού, θα αντιδράσουν επίσης με κυανιούχο νάτριο για να σχηματίσουν σύμπλοκα κυανιούχου χαλκού, καταναλώνοντας κυάνιο στη διαδικασία. Οι αντιδράσεις είναι οι εξής:

• [ 2CuSO4+4NaCN→Cu2(CN)2+2Na2SO4+(CN)2↑]

• [ 2Cu2S+4NaCN+2H2O+O2→Cu2(CN)2+Cu2(CNS)2+4NaOH]

Λόγω της ισχυρής αντιδραστικότητας του κυανιούχου νατρίου με πολλά ορυκτά χαλκού, γενικά, απαιτούνται 2.3 έως 3.4 γραμμάρια κυανίου για να διαλυθεί 1 γραμμάριο χαλκού.

(3) Εάν το αρχικό μετάλλευμα χρυσού περιέχει φαληρίτη ή σμιθσονίτη, θα αντιδράσουν επίσης με κυανιούχο νάτριο για να σχηματίσουν κυανιούχο ψευδάργυρο και ανθρακικά άλατα. Οι αντιδράσεις είναι οι εξής:

• [ ZnS+4NaCN→Na2[Zn(CN)4]+Na2S]

• [ ZnCO3+4NaCN→Na2Zn(CN)4+Na2CO3]

(4) Εάν το μετάλλευμα χρυσού περιέχει αρσενοπυρίτη, υδράργυρο, σελήνιο, τελλούριο κ.λπ., θα αντιδράσουν επίσης με κυανιούχο νάτριο. Όταν το σώμα του μεταλλεύματος περιέχει ανθρακούχα πετρώματα, ειδικά εκείνα πλούσια σε οργανικό άνθρακα, η προσρόφηση του κυανίου γίνεται ισχυρότερη, καθιστώντας την έκπλυση κυανιούχου χρυσού πιο δύσκολη.

3. Υδρόλυση Κυανιδίων

Σε διάλυμα, τα κυανίδια υφίστανται ποικίλους βαθμούς υδρόλυσης ανάλογα με το pH, με την ποσότητα του υδροκυανίου που παράγεται να σχετίζεται με την αλκαλικότητα του διαλύματος. Η αντίδραση μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής:

• [NaCN + H2O → NaOH + HCN↑]

• [CN- + 2H2O → HCOO- + NH3]

Μετά την υδρόλυση, ένα μέρος του κυανίου δημιουργεί υδροκυάνιο, ενώ ένα άλλο μέρος υδρολύεται οξειδωτικά, παράγοντας σταδιακά μυρμηκικό οξύ και αμμωνία. Στους 100°C, το CN- χάνει 50%, και στους 130°C, χάνει 85%.

Στη διαδικασία κυανίωσης για την εξόρυξη χρυσού, το υδροκυάνιο είναι ένα εξαιρετικά τοξικό αέριο. Εάν δεν διαχειρίζεται σωστά, μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένη χρήση NaCN, αυξάνοντας το κόστος παραγωγής και προκαλώντας περιβαλλοντική ρύπανση, καθώς και κινδύνους για την υγεία των χειριστών. Η ποσότητα του παραγόμενου HCN ποικίλλει ανάλογα με το pH του διαλύματος: σε pH 10.5. μόνο το 6.1% του υδροκυανίου παράγεται. σε pH 10. αυξάνεται στο 17%. σε pH 9.5. φτάνει το 39.2%? και σε pH 9.0. είναι 67.1%. Επομένως, στα εργοστάσια χρυσού CIP (Carbon-in-Pulp), το pH ρυθμίζεται τυπικά μεταξύ 11 και 12 για τον έλεγχο της υδρόλυσης των κυανιδίων.

4. Η οξείδωση του κυανίου (CN-) με διαλυμένο οξυγόνο (O2)

Για να ενισχυθεί ο ρυθμός διάλυσης του χρυσού, τόσο το CN- όσο και το O2 πρέπει να συμμετέχουν στην αντίδραση. Σε θερμοκρασία και πίεση δωματίου, η μέγιστη διαλυτότητα του οξυγόνου είναι 8.2 mg/L. Η προσθήκη ενός ισχυρού οξειδωτικού παράγοντα μπορεί να αυξήσει τη συγκέντρωση οξυγόνου στο διάλυμα, επιταχύνοντας σημαντικά τη διαδικασία έκπλυσης. Ωστόσο, η αναλογία οξυγόνου προς κυάνιο πρέπει να είναι ισορροπημένη. Διαφορετικά, ο ρυθμός έκπλυσης μπορεί να μειωθεί. Το διαλυμένο οξυγόνο αντιδρά με το κυάνιο σχηματίζοντας κυανικό, το οποίο είναι σταθερό σε αλκαλικά διαλύματα. Ωστόσο, σε pH χαμηλότερο από 7. υδρολύεται για να παράγει αμμωνία και διττανθρακικά. Οι εξισώσεις της αντίδρασης είναι οι εξής:

• [1/2 O2 + CN– → (CNO)–]

• [(CNO)– + 2 H2O → HCO3– + NH3]

Επομένως, αυτή η αντίδραση μπορεί να οδηγήσει στην κατανάλωση κυανίου κατά τη διάρκεια της διεργασίας έκπλυσης ή ηλεκτρόλυσης.

5. Προσρόφηση κυανίου από άργιλο

Κατά τη διαδικασία κυανίωσης, το θειούχο σίδηρο στο μετάλλευμα παράγει υδροξείδιο του σιδήρου, ενώ τα πυριτικά στο μετάλλευμα σχηματίζουν κολλοειδές πυρίτιο σε αλκαλικό μέσο. Και οι δύο αυτές ουσίες έχουν μια ορισμένη ικανότητα να προσροφούν κυάνιο, οδηγώντας σε απώλεια κυανίου μαζί με το υπόλειμμα έκπλυσης.

6. Κατανάλωση κυανίου από άλλες ουσίες

(1) Όταν ο πολτός αναδεύεται και γεμίσει με αέρα, το CO2 θα περιέχεται στο διάλυμα. Το CO2 θα αντιδράσει επίσης με κυάνιο.

• [2NaCN+CO2+H2O→Na2CO3+2HCN↑]

(2) Θειούχα ορυκτά όπως ο πυρίτης στο αρχικό μετάλλευμα αντιδρούν με το διαλυμένο οξυγόνο (O2) στον πολτό του μεταλλεύματος και τα θειώδη και θειικά που προκύπτουν θα αντιδράσουν επίσης με κυάνιο.

• [FeS+2O2→FeSO4]

• [FeSO4+6NaCN→Na4Fe(CN)6+Na2SO4]

Μια μικρή ποσότητα CaO ή Ca(OH)2 μπορεί να προστεθεί πριν από την έκπλυση για να εξουδετερώσει το οξύ και να αποτρέψει την εμφάνιση της παραπάνω αντίδρασης.

Συμπερασματικά

Τα παραπάνω είναι οι 6 πτυχές της κατανάλωσης κυανίου στη διαδικασία κυανίωσης χρυσού. Εκτός από το κυάνιο που απαιτείται για την κανονική διάλυση του χρυσού, υπάρχουν πολλές μη βασικές καταναλώσεις, όπως αντίδραση με άλλα σχετικά ορυκτά, αυτουδρόλυση κ.λπ. 

Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις σχετικά με το παραπάνω περιεχόμενο ή θέλετε να μάθετε το , μπορείτε να συμβουλευτείτε την ηλεκτρονική εξυπηρέτηση πελατών ή να υποβάλετε ένα μήνυμα, θα επικοινωνήσουμε μαζί σας το συντομότερο δυνατό!