Arutelu kulla ekstraheerimise tehnoloogia üle naatriumtsüaniidiga

Sissejuhatus

Kuld, väärismetall, mida hinnatakse kõrgelt oma harulduse, vormitavuse ja korrosioonikindluse poolest, on sajandeid olnud rikkuse sümbol ja maksevahend. Kulla kaevandamine maakidest on keeruline protsess, mis on aja jooksul arenenud. Erinevate meetodite hulgas on naatriumtsüaniidi kasutamine kulla ekstraheerimisel , mida tuntakse tsüanisatsioonina, olnud domineeriv tehnika alates 1970. aastatest. See blogipostitus süveneb selle tehnika üksikasjadesse, tööpõhimõtetesse, keskkonna- ja ohutuskaalutlustesse ning tulevikuväljavaadetesse.

Tsüaniidi roll kulla kaevandamisel

Kuidas tsüaniid reageerib kullaga

Tsüaniid, süsinikku ja lämmastikku sisaldav keemiline ühend , moodustab hapniku juuresolekul kullaga lahustuva kompleksi. Reaktsiooni saab kirjeldada järgmise keemilise võrrandiga:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H4O → 4Na[Au(CN)₂] + XNUMXNaOH

Selles reaktsioonis oksüdeerub kuld ja moodustab stabiilse, lahustuva kompleksi, naatriumaurotsüaniidi ( Na[Au(CN)₂]). See võimaldab kulla eraldada maagi maatriksist ja järgnevate protsesside abil tagasi saada.

Tõhusa tsüaniidimise tingimused

Tsüaniidprotsessi efektiivsuse tagamiseks tuleb täita mitu tingimust. Naatriumtsüaniidi kontsentratsioon leostuslahuses on tavaliselt vahemikus 100 ppm kuni 500 ppm (0.01%–0.05%). Sobivat pH taset, tavaliselt umbes 10–11, hoitakse, et vältida vesiniktsüaniidgaasi teket, mis on väga mürgine. Lisaks on hapniku olemasolu ülioluline, kuna see toimib reaktsioonis oksüdeerijana. Mõnel juhul ei tehta veskites aga kulude tõttu leostusprotsessi kiirendamiseks täiendava hapniku lisamist.

Tsüaniidi leostumise protsess

Maagi ettevalmistamine

Enne tsüaniidiga leostumist tuleb ette valmistada kulda kandev maak. Tavaliselt hõlmab see maagi purustamist ja jahvatamist, et suurendada selle pindala. Mida peenemad on maagiosakesed, seda rohkem puutub kuld tsüaniidilahusega kokku, suurendades leostumise efektiivsust. Pärast purustamist ja jahvatamist võib maaki täiendavalt töödelda gravitatsioonilise eraldamise või flotatsiooni teel, et eemaldada osa mineraalidest ja kontsentreerida kulda sisaldav fraktsioon.

Kuhja leostumine

Kuhjade leostamine on laialdaselt kasutatav meetod suuremahulistes kullakaevandustes. Selle protsessi käigus kuhjatakse ettevalmistatud maak suurtesse hunnikutesse mitteläbilaskvale vooderdisele. Seejärel pihustatakse või tilgutatakse maagihunnikule naatriumtsüaniidi lahjendatud lahust . Kui lahus imbub läbi kuhja, reageerib see maagis oleva kullaga, moodustades lahustuvaid kulla-tsüaniidi komplekse. Need kompleksid kogutakse kuhja põhja tiiki või kogumissüsteemi.

Kuhjaleostumine on kulutõhus, eriti madala kvaliteediga maakide puhul. See nõuab aga hoolikat juhtimist, et vältida tsüaniidi sisaldavate lahuste lekkimist keskkonda.

Käibemaksu leostumine (kontrollitud veskid)

Vat-leostumine, tuntud ka kui tsüaniid- või segamisleostus, viiakse sageli läbi kaevandusruumides asuvas spetsiaalses veskis. Selle meetodi puhul asetatakse peeneks purustatud maak vaatidesse või paakidesse. Lisatakse tsüaniidi sisaldav lahus ja segu segatakse, et tagada hea kontakt maagi ja lahuse vahel. Reaktsiooni hõlbustamiseks sisestatakse õhus olev hapnik või mõnikord lisahapnik.

Võrreldes kuhjaleostusega võimaldab tünnides leostustingimuste, näiteks temperatuuri, pH ja segamiskiiruse, paremat kontrolli. See on aga üldiselt kallim spetsiaalsete seadmete vajaduse ja suurema energiatarbimise tõttu.

Kulla taastamine tsüaniidilahustest

Kui kuld on tsüaniidilahuses lahustunud, tuleb see taastada. Selleks on kaks peamist meetodit:

1. Süsiniku sisseleostus (CIL) ja süsiniku sisse tselluloosi (CIP) : CIL-protsessis lisatakse aktiivsüsi otse tsüaniidiga leostatud tselluloosile. Kulla-tsüaniidi kompleksid adsorbeeruvad aktiivsöe pinnale tänu selle suurele pindalale ja tugevatele adsorptsiooniomadustele. CIP-protsessis eraldatakse tselluloos kõigepealt lahusest ja seejärel juhitakse lahus läbi aktiivsöega täidetud paakide seeria. Pärast adsorptsiooni eemaldatakse kullaga rikastatud süsinik süsteemist ja töödeldakse edasi kulla eraldamiseks.

2. Tsingi sadestamine : Kulla-tsüaniidi lahusele võib lisada tsingitolmu või tsingilaaste. Tsink on elektropositiivsem kui kuld, seega tõrjub see kulla välja kulla-tsüaniidi kompleksist. Reaktsioon on järgmine:

2Na[Au(CN)₂] + Zn → 2Au + Na₂[Zn(CN)XNUMX]

Sadestunud kulla saab seejärel lahusest eraldada filtreerimise või settimisega.

Keskkonna- ja ohutuskaalutlused

Tsüaniidi toksilisus

Tsüaniid on ägedalt mürgine kemikaal. Suurtes kontsentratsioonides võib see inimestele, loomadele ja vee-elustikule surmav olla. Kullakaevandamise kontekstis on peamiseks murekohaks tsüaniidi võimalik sattumine keskkonda, eriti pinnavette. Kalad on tsüaniidi suhtes eriti tundlikud ja isegi madal tsüaniidi sisaldus vees võib avaldada kahjulikku mõju veeökosüsteemidele.

Keskkonnajuhtimine

Kullakaevandamisel tsüaniidi kasutamisest tuleneva keskkonnamõju minimeerimiseks võetakse kasutusele mitmeid meetmeid. Kaevandused peavad järgima rangeid eeskirju tsüaniidi sisaldavate lahuste heidete kohta. Jäätmejäätmed, kus hoitakse tsüaniidi jääklahuseid ja jäätmematerjale, on projekteeritud läbilaskmatute vooderdistega, et vältida lekkeid. Lisaks kasutatakse erinevaid töötlemismeetodeid tsüaniidi vähendamiseks või eemaldamiseks lahustest enne tühjendamist. Need meetodid hõlmavad keemilist oksüdeerimist, bioloogilist töötlemist ja ultraviolettvalguse kasutamist tsüaniidi lagundamiseks.

Paljude kaevandamistoimingute eesmärk on ka tsüaniidi jääkide ringlussevõtt ja taaskasutamine töötlemisahelates, et vähendada tsüaniidi üldist tarbimist.

Töötajate ohutusmeetmed

Kaevanduse personalil on oht kokku puutuda toksilise tsüaniiditasemega. Töötajate kaitsmiseks rakendavad kaevandused mitmeid ohutusmeetmeid. Need hõlmavad automatiseerimise kasutamist, et vähendada inimeste otsest kokkupuudet tsüaniidi sisaldavate materjalidega, töötajatele sobiva kaitseriietuse (nt kindad, põlled ja respiraatorid) varustamist ning regulaarsete ohutusalaste koolitusprogrammide läbiviimist.

Tuleviku väljavaated

Hoolimata selle laialdasest kasutamisest seisab tsüaniidil põhinev kulla ekstraheerimise meetod silmitsi väljakutsetega, mis tulenevad keskkonna- ja ohutusprobleemidest. Seetõttu on kasvav huvi alternatiivsete, keskkonnasõbralikumate kulla kaevandamise tehnikate väljatöötamise vastu. Mõned neist esilekerkivatest tehnikatest hõlmavad tiosulfaadi, bromiidi või ioonsete vedelike kasutamist alternatiivsete lixiviantidena. Need meetodid on siiski veel eksperimentaalses või varajases staadiumis kommertsialiseerimise faasis ja neil on kulutasuvuse ja tõhususe osas oma piirangud.

Vahepeal keskendub kullakaevandustööstus jätkuvalt tsüaniidi leostumise protsessi ohutuse ja keskkonnamõju parandamisele. See hõlmab tsüaniidi kasutamise edasist optimeerimist, tsüaniidi sisaldavate jäätmete töötlemismeetodite täiustamist ja eeskirjade täitmise tugevdamist.

Järeldus

Naatriumtsüaniidi kasutamine kulla kaevandamisel on aastakümneid olnud moodsa kullakaevandustööstuse nurgakivi. See pakub suhteliselt tõhusat ja kulutõhusat viisi kulla ekstraheerimiseks erinevatest maakidest. Siiski ei saa mainimata jätta tsüaniidi toksilisust ja selle võimalikku keskkonnamõju. Tööstuse edenedes tuleb leida tasakaal kullakaevandamise majandusliku kasu ning inimeste tervise ja keskkonna kaitsmise vajaduse vahel. Kas olemasolevate tsüaniidipõhiste protsesside täiustamise või uute alternatiivsete tehnoloogiate arendamise kaudu seisneb kulla kaevandamise tulevik säästvamate ja ohutumate meetodite leidmises.