Kullakaevandustes toimuva agitatsiooni ja tsüanidatsiooni leostamise peamine protsess

Sissejuhatus

Tsüaniidleostus, mida on tööstuslikus tootmises kasutatud alates 1887. aastast, on mineraalide leostusprotsess , mille käigus kasutatakse tsüaniidilahuseid leostusainetena kulla ja hõbeda eraldamiseks kulda ja hõbedat sisaldavatest mineraaltoormetest. Tsüaniidleostus segamise teel on üks olulisi meetodeid tsüaniidleostuses ja seda kasutatakse laialdaselt kullakaevandustööstuses.

Segamise põhimõte Tsüanidatsiooni leostamine

Tsüaniid, näiteks naatriumtsüaniid (NaCN), on tsüaniidprotsessi võtmereagent. Naatriumtsüaniid on värvitu ja läbipaistev kristall, lisandite tõttu sageli hallikaskollane. See lahustub vees väga hästi, lahustuvus vees on üle 20%. Kui selle vesilahuse pH hapestatakse pH = 7-ni, laguneb tsüaniid peaaegu täielikult lenduvaks vesiniktsüaniidgaasiks, mis on värvitu ja väga mürgine gaas. Lahuses on vesiniktsüaniid nõrk hape, seda on raske ioniseerida ning see ei leosta kulda ja hõbedat. Kui pH väärtus on 12, dissotsieerub lahuses olev tsüaniid peaaegu täielikult tsüaniidiioonideks. Seetõttu tuleb tsüaniidoperatsioon läbi viia aluselises keskkonnas.

Üldiselt on hapniku juuresolekul kulla tsüaniidleostumine elektrokeemiline korrosiooniprotsess. Tsüaniid reageerib kullaga aluselises keskkonnas hapniku osalusel, moodustades vees lahustuvaid kulla tsüaniidkomplekse, mis võimaldavad kulla lahustumist maagist.

Segamise tsüanidatsiooni leostamise protsess

1. Leostusmaterjalide ettevalmistamine

• Purustamine : Kaevandatud toorkullamaak suunatakse esmalt purustamiseks purustisse. Purustamisprotsess jaguneb jämedaks, keskmiseks ja peeneks purustuseks. Lõuapurustajaid ja koonuspurustajaid kasutatakse sageli jämeda ja keskmise purustuse jaoks, peamiselt suurte maagitükkide purustamiseks väiksemateks osakesteks, mille osakeste suurus on tavaliselt paar sentimeetrit. Haamerpurustajaid kasutatakse peamiselt peeneks purustuseks.

• Jahvatamine : Purustatud maagi edasine jahvatamine sobiva osakeste suuruseni toimub kuulveskis. Tavaliselt on nõutav, et maagi osakeste suurus ulatuks -200 meššini, mis moodustab 60–90%, et kulla mineraalid täielikult dissotsieeruksid. Üldiselt kasutatakse jämeda jahvatamise jaoks võrekujulisi kuulveskeid ja peeneks jahvatamiseks ülevooluga kuulveskeid.

• Suspensiooni ettevalmistamine : Jahvatatud maagimass siseneb segamispaaki. Maagimassi kontsentratsiooni reguleerimiseks lisatakse sobiv kogus vett, mis on tavaliselt 30–50%. Samal ajal lisatakse regulaatoreid, näiteks lupja, et viia maagimassi pH väärtus 10–11-ni, luues leeliselise keskkonna, mis soodustab tsüaniidleostumist ja pärsib muude lisandite lahustumist.

2. Segamine Tsüanideerimine Leostumine

• Leostusreaktiivi lisamine : Tsüaniidained, näiteks naatriumtsüaniid (NaCN) või kaaliumtsüaniid (KCN), lisatakse reguleeritud maagimassile. Täissegamise tingimustes reageerib tsüaniid keemiliselt kullaga, moodustades vees lahustuvaid kuldtsüaniidkomplekse.

• Leostusseadmed : Leostusprotsess viiakse tavaliselt läbi mitmes järjestikku ühendatud segamispaagis. Segamispaagid võib jagada kolme tüüpi vastavalt erinevatele segamismeetoditele: suruõhu segamispaagid, mehaanilised segamispaagid või segatud segamispaagid.

• Leostumistingimused : Naatriumtsüaniidi kontsentratsioon maagimassis on tavaliselt 0.02–0.1%. Töötamise ajal lisatakse lupja, et viia maagimassi pH väärtuseni 9–12. Õhku täidetakse, et säilitada parim suhe lahustunud hapniku kontsentratsiooni ja naatriumtsüaniidi kontsentratsiooni vahel maagimassis. Leostumisaeg on tavaliselt 24–48 tundi, et tagada kulla täielik lahustumine.

3. Tahke ja vedela aine eraldamine ja pesemine

• Tahke-vedeliku eraldamine : Pärast leostumist eraldatakse maagimass tahke-vedeliku faasist selliste seadmete abil nagu paksendajad ja filtrid, et saada kulda sisaldav rase lahus ja leostusjääk. Paksendajad kasutavad gravitatsioonilise settimise põhimõtet, et maagimassi tahked osakesed settiksid põhja ja ülejääv kiht on kulda sisaldav rase lahus. Filtrid filtreerivad paksendaja alumist vedelikku veelgi, et parandada tahke-vedeliku eraldamise efekti.

• Pesemine : Tsüaniidi leostuslahuse ja leostusjäägi piisava eraldamise saavutamiseks kasutatakse üldiselt 3–5-astmelist pesuprotsessi, mis hõlmab paksendamist, filtreerimist või nende kahe kombinatsiooni. See on tsüaniidleostuse põhitoiming. Levinult kasutatav meetod on pidev vastuvoolu dekanteerimismeetod (CCD-meetod). Selles meetodis kasutatavad paksendajad võib jagada ühe- ja mitmekihilisteks. Paljud tsüaniidkontsentraatorid Hiinas kasutavad tahke ja vedela aine eraldamiseks ja pidevaks vastuvoolu pesemiseks 2–3-kihilisi paksendajaid.

4. Kulla taastamine

• Tsingipulbri asendamise meetod : Kulda sisaldavale rasedale lahusele lisatakse tsingipulbrit. Tsink reageerib kulla tsüaniidkompleksiga asendamisreaktsioonis, redutseerides kulla metalliliseks kullaks ja sadestades selle. Pärast filtreerimist saadakse kullamuda, mis sulatatakse näiteks sulatamise teel, et saada toorkulda.

• Aktiivsöe adsorptsioonimeetod : Kuldse lahusega lahusele lisatakse aktiivsütt ja aktiivsüsi adsorbeerib kuldtsüaniidkompleksi. Seejärel eraldatakse aktiivsöest kuld selliste protsesside abil nagu desorptsioon ja elektrolüüsimine. Selle meetodi saab jagada süsinik-tselluloosis meetodiks (CIP) ja süsinik-leostusmeetodiks (CIL).

• CIP-protsess : esmalt viiakse läbi tsüaniidleostus ja seejärel lisatakse maagimassile aktiivsüsi kulla adsorbeerimiseks. CIP-protsessis on leostus ja adsorptsioon kaks sõltumatut toimingut. Adsorptsioonitoimingus on leostusprotsess põhimõtteliselt lõppenud ning adsorptsioonipaakide suurus, kogus ja töötingimused määratakse adsorptsiooniparameetrite abil.

• CIL-protsess : Leostuspaaki lisatakse aktiivsüsi ning leostus ja adsorptsioon toimuvad samaaegselt, st leostus ja adsorptsioon toimuvad samal ajal. CIL-protsessis viiakse leostus- ja adsorptsioonitoimingud läbi samaaegselt. Üldiselt võtab leostusoperatsioon kauem aega kui adsorptsioonioperatsioon. Seetõttu määratakse paagi suurus, õhustamine ja doseerimine leostusparameetrite abil. Kuna adsorptsioonikiirus sõltub lahuses lahustunud kulla kontsentratsioonist, lisatakse esimese osa adsorptsioonipaakides lahustunud kulla kontsentratsiooni suurendamiseks ja samal ajal leostusaja pikendamiseks enne leostust ja adsorptsiooni tavaliselt 1-2 eelleostamisetappi.

5. Jäätmete töötlemine

Kulla kaevandamise järgsed jäätmed sisaldavad tavaliselt teatud koguses tsüaniidi jääke ja muid lisandeid. Keskkonnakaitse nõuete täitmiseks tuleb jäätmeid korralikult töödelda. Levinud töötlusmeetodite hulka kuuluvad keemilise oksüdeerimise meetodid (näiteks vääveldioksiidi-õhu meetod), looduslik lagunemine või biolagundamise meetodid, et vähendada tsüaniidi jääkide kontsentratsiooni allapoole riiklikku standardit ja vältida keskkonnareostust. Töödeldud jäätmeid saab utiliseerida virnastamise või muul sobival viisil.

Järeldus

Tsüaniidiga leostamine segamise teel on oluline protsess kulla kaevandamisel kullamaagist. Kulda saab kullamaagist tõhusalt eraldada mitmete protsesside abil, nagu tooraine ettevalmistamine, segamine, tahke ja vedela aine eraldamine, kulla eraldamine ja jäätmete töötlemine. Tsüaniidi toksilisuse tõttu tuleb aga segamise ja tsüaniidiga leostamise käigus pöörata ranget tähelepanu tootmise ohutusele ja keskkonnakaitsele, et tagada kullakaevandustööstuse säästev areng.