Arutelu kulla ekstraheerimise tehnoloogia üle naatriumtsüaniidiga

Sissejuhatus

Kuld, väärismetall, mida hinnatakse kõrgelt selle harulduse, vormitavuse ja korrosioonikindluse poolest, on olnud rikkuse sümbol ja vahetusvahend sajandeid. Kulla kaevandamine selle maakidest on keeruline protsess, mis on aja jooksul arenenud. Erinevate meetodite hulgas kasutatakse Naatriumtsüaniid in Kulla ekstraheeriminetsüaniidina tuntud meetod on olnud domineeriv tehnika alates 1970. aastatest. See ajaveebi postitus käsitleb selle tehnika üksikasju, selle tööpõhimõtteid, keskkonna- ja ohutuskaalutlusi ning tulevikuväljavaateid.

Tsüaniidi roll kulla kaevandamisel

Kuidas tsüaniid reageerib kullaga

Tsüaniid, keemiline ühend, mis sisaldab Süsinik ja lämmastik moodustab hapniku juuresolekul kullaga lahustuva kompleksi. Reaktsiooni saab esitada järgmise keemilise võrrandiga:

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

Selles reaktsioonis kuld oksüdeerub ja moodustab stabiilse lahustuva kompleksi, naatriumaurotsüaniid (Na[Au(CN)₂]). See võimaldab kulla maatriksist eraldada ja järgnevate protsesside käigus taastada.

Tõhusa tsüaniidimise tingimused

Tsüaniidiprotsessi tõhusaks toimimiseks peavad olema täidetud mitmed tingimused. Kontsentratsioon Naatriumtsüaniid Leostuslahuses on tavaliselt vahemikus 100 ppm kuni 500 ppm (0.01% - 0.05%). Säilitatakse õige pH tase, tavaliselt umbes 10–11, et vältida gaasilise vesiniktsüaniidi teket, mis on väga mürgine. Lisaks on hapniku olemasolu ülioluline, kuna see toimib reaktsioonis oksüdeeriva ainena. Mõnel juhul ei tehta aga kuluprobleemide tõttu tehastes alati leostumisprotsessi kiirendamiseks lisahapniku sisseviimist.

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

Kuhja leostumine on laialdaselt kasutatav meetod suuremahulistes kullakaevandustes. Selle protsessi käigus virnastatakse ettevalmistatud maak suurte hunnikutena mitteläbilaskvale voodrile. Lahjendatud lahus naatriumtsüaniid pihustatakse või tilgutatakse seejärel maagihunnikule. Kui lahus imbub läbi hunniku, reageerib see maagis oleva kullaga, moodustades lahustuvad kulla-tsüaniidi kompleksid. Need kompleksid kogutakse hunniku 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 Kuhja leostumine, võimaldab leostumine leostumisega paremini kontrollida leostumistingimusi, nagu temperatuur, pH ja segamiskiirus. See on aga üldjuhul kulukam, kuna on vaja erivarustust ja suurem energiakulu.

Kulla taastamine tsüaniidilahustest

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

1. Süsinik sisse imbumine (CIL) ja süsinik sisse tselluloos (CIP): CIL-protsessis lisatakse aktiivsüsi otse tsüaniidiga leostunud paberimassile. Kuld-tsüaniidi kompleksid adsorbeeritakse aktiivsöe pinnale selle suure pindala ja tugevate adsorptsiooniomaduste tõttu. CIP-protsessis eraldatakse esmalt paberimass lahusest ja seejärel juhitakse lahus läbi rea aktiivsöega täidetud mahuteid. Pärast adsorptsiooni eemaldatakse kullaga koormatud süsinik süsteemist ja seda töödeldakse edasi kulla taastamiseks.

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