Kuidas reguleerida naatriumtsüaniidi annust vastavalt maagi osakeste suurusele?

Maavarade töötlemise valdkonnas, eriti kulla ja hõbeda ekstraheerimise tsüaniseerimisprotsessis , on naatriumtsüaniidi annuse kohandamine maagi osakeste suuruse järgi ülioluline leostumise efektiivsuse optimeerimiseks ja tootmiskulude vähendamiseks. Selle artikli eesmärk on anda põhjalik juhend selliste kohanduste tegemiseks.

Maagi osakeste suuruse mõju mehhanism tsüaniidimisreaktsioonile

Pindala ja reaktsioonikineetika

Peenematel maagiosakestel on suurem eripind. Kui naatriumtsüaniidi lahus reageerib maagiga, võimaldab suurem pindala rohkem kokkupuutepunkte tsüaniidiioonide ja sihtmineraalide (näiteks kulla või hõbeda) vahel . Reaktsioonikineetika teooria kohaselt on reaktsioonikiirus proportsionaalne reagentide pindalaga. Näiteks kulla tsüaniidimise uuringus leiti, et kui maagi osakeste suurust vähendati jämedamalt suuruselt -38 μm-ni 75% sisalduse suhtega, suurenes kulla leostumiskiirus märkimisväärselt. Peenemate osakeste korral puutub tsüaniidiioonidele kokku rohkem kulla aatomeid pinnal, mis hõlbustab tõhusamat reaktsiooni.

Jämedamatel osakestel on seevastu reaktsiooniks kasutatav pindala väiksem. Tsüaniidioonid saavad reageerida ainult osakeste väliskihiga ja tsüaniidiioonide difusioon jämedate osakeste sisemusse on aeglane. See viib madalama üldise reaktsioonikiiruseni ja osakeste sees olevate sihtmineraalide mittetäieliku leostumiseni.

Difusioonitõke

Peeneteraliste maakide puhul on tsüaniidiioonide difundeerumiskaugus sihtmineraalideni jõudmiseks lühem. See vähendab difusioonitakistust ja võimaldab kiiremat reaktsiooni. Maagi osakeste suuruse suurenedes pikeneb tsüaniidiioonide difusioonitee läbi maagi osakeste poorse struktuuri. Osakestes sisalduvate aherainete olemasolu võib toimida ka difusioonibarjäärina. Näiteks kui jämedateralises osakeses on kulla sisaldavate mineraalide ümber mittereaktiivsete aherainete kihid, võtab tsüaniidiioonidel kullasse tungimine ja sellega reageerimine palju kauem aega, mille tulemuseks on madalam leostumise efektiivsus.

Maagi osakeste suuruse mõõtmine

Sõelumisanalüüs

Sõelumine on maagi osakeste suuruse määramiseks levinud ja lihtne meetod. Kasutatakse erineva silmasuurusega standardsõelu. Maagiproov asetatakse virna ülemisele sõelale ja seejärel raputatakse virna teatud aja jooksul mehaaniliselt. Igast sõelast läbivad osakesed kogutakse ja kaalutakse. Maagiproovi osakeste suurusjaotuse saab arvutada, arvutades igale sõelale jäänud osakeste massiprotsendi. Näiteks kullamaagi töötlemistehases, kui maak sõelutakse läbi rea sõelte, mille silmasuurused on 200, 325 ja 400, saab määrata igast silmasuurusest väiksemate osakeste protsendi, mis aitab mõista maagi peenust.

Laserdifraktsiooni osakeste suuruse analüüs

See on täiustatum ja täpsem meetod. Laserdifraktsioonianalüsaatorid töötavad põhimõttel, et kui laserkiir läbib hajutatud osakeste süsteemi, hajutavad osakesed laservalgust. Hajutatud valguse nurk ja intensiivsus on seotud osakeste suurusega. Hajutatud valguse mõõtmise abil saab instrument arvutada maagiproovi osakeste suurusjaotuse. See võib anda üksikasjalikku teavet kogu osakeste suurusvahemiku kohta, sealhulgas väga peente osakeste kohta, mida võib olla raske sõelumise teel täpselt mõõta. See meetod on eriti kasulik maakide puhul, mille osakeste suuruste vahemik on lai või kui tsüaniidprotsessi optimeerimiseks on vaja suure täpsusega mõõtmisi.

Naatriumtsüaniidi annuse reguleerimise põhimõtted ja meetodid

Üldised põhimõtted

Proportsionaalne seos teatud vahemikus

Üldiselt on teatud vahemikus lisatud naatriumtsüaniidi kogus proportsionaalne maagi osakeste pindalaga. Mida peenemaks maagi osakesed muutuvad (suurem pindala), seda rohkem naatriumtsüaniidi on vaja, et tagada täielik reaktsioon sihtmineraalidega. See seos ei ole aga lõputult lineaarne. Kui naatriumtsüaniidi kogus ületab teatud taseme, ei pruugi leostumise efektiivsus oluliselt suureneda ning see põhjustab kemikaalide raiskamist ja suurendab tootmiskulusid.

Maagi omaduste kaalutlus

Erinevat tüüpi maakidel on erinev keemiline koostis ja struktuur. Mõned maagid, näiteks teatud sulfiidmineraalid, võivad sisaldada mineraale, mis tarbivad tsüaniidioone. Sellistel juhtudel võib isegi sama osakeste suuruse korral soovitud leostumisefekti saavutamiseks vaja minna rohkem naatriumtsüaniidi. Näiteks kui maak sisaldab suures koguses püriiti, võib püriit reageerida lahuses olevate tsüaniidioonide ja hapnikuga, tarbides tsüaniidi. Seega tuleb tsüaniidi annust kohandada vastavalt maagi konkreetsele mineraalsele koostisele.

Reguleerimismeetodid

Laboratoorsed testid

Enne suuremahulist tööstuslikku tootmist tuleks läbi viia laborikatsed. Valmistada ette erineva osakeste suurusega maagiproovid jahvatamise ja sõelumise teel. Seejärel teha nende proovidega tsüanisatsiooni leostumiskatsed, kasutades erinevaid naatriumtsüaniidi doose. Mõõta sihtmineraalide (nt kuld või hõbe) leostumiskiirust erinevates tingimustes. Analüüsides katseandmeid, teha kindlaks seos maagi osakeste suuruse, naatriumtsüaniidi doosi ja leostumiskiiruse vahel. Näiteks kullamaagi puhul, mille osakeste suurus on -200 mešši (umbes 74 μm), võib laborikatse näidata, et kui naatriumtsüaniidi annust suurendatakse 1 kg/t-lt 2 kg/t-le, suureneb kulla leostumiskiirus 70%-lt 85%-le, kuid annuse edasine suurendamine 3 kg/t-ni suurendab leostumiskiirust vaid 87%-ni. Neid andmeid saab kasutada tööstusliku tootmise võrdlusalusena.

Tööstusliku tootmise veebipõhine jälgimine ja kohandamine

Tööstuslikus tootmises saab paigaldada online-osakeste suuruse analüsaatoreid, et pidevalt jälgida tsüaniseerimisprotsessi siseneva maagi osakeste suurust. Laboratoorsete testide abil eelnevalt kindlaks tehtud osakeste suuruse ja naatriumtsüaniidi annuse vahelise seose põhjal saab automaatset doseerimissüsteemi reaalajas reguleerida. Näiteks kui online-osakeste suuruse analüsaator tuvastab, et maagi keskmine osakeste suurus on muutunud peenemaks, saab automaatne doseerimissüsteem naatriumtsüaniidi annust vastavalt suurendada, et säilitada optimaalne leostumise efektiivsus.

Kokkuvõtteks võib öelda, et naatriumtsüaniidi annuse reguleerimine vastavalt maagi osakeste suurusele on keeruline, kuid oluline ülesanne tsüaniseerimisprotsessis. Maagi osakeste suuruse mõjumehhanismi mõistmise, osakeste suuruse täpse mõõtmise ning sobivate reguleerimispõhimõtete ja -meetodite järgimise abil saab mineraalide töötlemise tööstus parandada tsüaniseerimisprotsessi efektiivsust, vähendada kemikaalide tarbimist ning suurendada üldist majanduslikku ja keskkonnaalast kasu.