تأثیر کانی‌های همراه بر فرآیند لیچینگ سیانید

معرفی

لیچینگ سیانیدی فرآیندی است که به طور گسترده در استخراج طلا و نقره از سنگ معدن استفاده می‌شود. با این حال، وجود کانی‌های مختلف مرتبط در سنگ معدن می‌تواند به طور قابل توجهی بر کارایی و اثربخشی این فرآیند تأثیر بگذارد. درک این تأثیرات برای بهینه‌سازی عملیات لیچینگ سیانیدی و بهبود بازیابی فلزات ارزشمند بسیار مهم است .

مواد معدنی آهن

پریت

پیریت یک کانی رایج سولفید آهن در سنگ معدن‌های حاوی طلا است. در طول لیچینگ سیانیدی، وقتی پیریت در خمیر سنگ معدن است، می‌تواند اکسید شود و سولفات آهن تشکیل دهد. این سولفات آهن سپس با سیانید واکنش می‌دهد و فروسیانات ایجاد می‌کند. این واکنش مقدار زیادی سیانید سدیم مصرف می‌کند که یک واکنشگر کلیدی برای لیچینگ طلا است. علاوه بر این، با عملکرد آهک و هوا، پیریت می‌تواند به سولفید محلول، گوگرد کلوئیدی یا تیوسولفات نیز تبدیل شود. این فرآیند تبدیل، اکسیژن را مصرف می‌کند که برای انحلال طلا در سیستم لیچینگ سیانیدی ضروری است. در کل، این امر تأثیر منفی بر راندمان لیچینگ طلا دارد.

پیروتیت

پیروتیت یکی دیگر از کانی‌های سولفید آهن است که بر استخراج سیانید تأثیر می‌گذارد. این کانی به راحتی با سیانید واکنش می‌دهد و تیوسیانات تولید می‌کند. علاوه بر این، سولفات آهن تشکیل شده از اکسیداسیون آن نیز با سیانید واکنش می‌دهد و فروسیانات تشکیل می‌دهد. تحقیقات نشان داده است که پیروتیت می‌تواند باعث کاهش قابل توجه نرخ انحلال طلا شود، به عنوان مثال، در برخی موارد آن را تا 28.1 درصد کاهش می‌دهد. همچنین منجر به افزایش قابل توجه مصرف سیانید می‌شود که اغلب آن را چهار برابر می‌کند.

مواد معدنی مس

کالکوپیریت و کالکوسیت

کانی‌های مس مانند کالکوپیریت و کالکوسیت تأثیر قابل توجهی بر لیچینگ سیانید دارند. محلول سیانید می‌تواند کانی‌های مس را در خود حل کند، اما سرعت انحلال آن متفاوت است. کالکوپیریت در بین کانی‌های سولفید مس نسبتاً پایدار است، در حالی که کالکوسیت واکنش‌پذیرتر است. در محلول سیانید، مس موجود در این کانی‌ها، معمولاً در حالت دو ظرفیتی، ناپایدار است. مس دو ظرفیتی، سیانید را اکسید می‌کند، به مس تک ظرفیتی تبدیل می‌شود و در خمیر با سیانید تشکیل کمپلکس می‌دهد. برای کالکوسیت، می‌تواند باعث کاهش قابل توجه سرعت انحلال طلا، تا 36.81٪ در برخی آزمایش‌ها، و افزایش ده برابری مصرف سیانید شود.

مالاکیت (ماده معدنی اکسید مس)

مالاکیت یک کانی رایج اکسید مس است. این کانی به راحتی در محلول سدیم-سیانید حل می‌شود که منجر به افزایش قابل توجه مصرف سیانید می‌شود. واکنش بین مالاکیت و سیانید تعداد زیادی یون سیانید مصرف می‌کند. در نتیجه، هم سولفید مس و هم اکسید مس می‌توانند تأثیر منفی قابل توجهی بر فرآیند استخراج سیانید-طلا داشته باشند.

مواد معدنی آرسنیک

رئالگار و اورپیمنت

رآلگار و اورپیمنت برای لیچینگ سیانید بسیار مضر هستند. در محلول قلیایی قوی که برای غوطه‌وری سیانید استفاده می‌شود، ترکیباتی مانند تیوآرسنیت تشکیل می‌دهند. تیوآرسنیت می‌تواند با اکسیژن موجود در محلول واکنش داده و آرسنیت تشکیل دهد و مقدار زیادی اکسیژن موجود در دوغاب معدنی را مصرف کند. همچنین، هنگامی که کانی‌های آرسنیک در محلول اکسید می‌شوند، لایه‌ای از ترکیبات آرسنیک روی سطح ذرات طلا تشکیل می‌شود. این لایه مستقیماً از تماس طلا با سیانید جلوگیری می‌کند و به شدت بر انحلال طلا تأثیر می‌گذارد. مطالعات نشان داده‌اند که رآلگار و اورپیمنت می‌توانند سرعت انحلال طلا را به ترتیب ۴۱.۹۵٪ و ۴۹.۹۰٪ کاهش دهند و مصرف سیانید را ۱۳.۸ برابر و ۱۵.۰ برابر افزایش دهند.

آرسنوپیریت

آرسنوپیریت یک کانی رایج حاوی آرسنیک است. برخلاف رآلگار و اورپیمنت، آرسنوپیریت در سیستم سیانیدی نسبتاً پایدار است. اگرچه حاوی آرسنیک است، اما در شرایط عادی شستشوی سیانیدی، به راحتی تجزیه نمی‌شود و بنابراین در مقایسه با سایر کانی‌های حاوی آرسنیک، تأثیر نسبتاً کمی بر شستشوی سیانیدی دارد.

مواد معدنی سرب

گالن و آلوم سرب

گالن و زاج سرب، کانی‌های اصلی حاوی سرب در معادن طلا هستند. گالن می‌تواند به زاج سرب اکسید شود. در یک محلول قلیایی قوی، زاج سرب می‌تواند نمک قلیایی سرب تولید کند که با سیانید موجود در محلول واکنش داده و سیانید قلیایی قوی نامحلول تشکیل می‌دهد. مقدار کمی از کانی‌های سرب در واقع می‌توانند به شستشوی سیانیدی معادن طلا کمک کنند. با این حال، مقدار زیادی از کانی‌های سرب با مصرف سیانید و احتمالاً تشکیل رسوباتی که می‌توانند در فرآیند شستشو اختلال ایجاد کنند، بر راندمان شستشوی طلا تأثیر می‌گذارند.

مواد معدنی حاوی آنتیموان

استیبنیت

استیبنیت کانی سولفیدی اصلی حاوی آنتیموان است. در فرآیند لیچینگ سیانیدی، اثرات منفی آن مشابه اورپیمنت است. این کانی به راحتی در یک محلول قلیایی قوی حل می‌شود و تیوآنتیمونیت تولید می‌کند که سپس بیشتر به آنتیمونیت اکسید می‌شود. علاوه بر این، ذرات کلوئیدی استیبنیت با بار منفی در محلول قلیایی سیانیدی می‌توانند به سطح ذرات طلا بچسبند و از نظر فیزیکی مانع از حل شدن طلا شوند.

مواد کربنی

معادن طلا ممکن است حاوی مواد کربنی ، از جمله کربن معدنی و کربن آلی مانند اسید هیومیک باشند. وقتی این مواد کربنی وجود داشته باشند، می‌توانند طلای محلول در محلول سیانید را جذب کنند. این امر میزان شستشوی طلا در محلول را کاهش می‌دهد، پدیده‌ای که به عنوان "سرقت طلا" شناخته می‌شود. مواد کربنی با فرآیند استخراج برای طلای محلول رقابت می‌کنند و منجر به از دست رفتن بازیابی طلا می‌شوند.

راهکارهایی برای کاهش تأثیر مواد معدنی مرتبط

پیش تصفیه سنگ معدن

• پیش تصفیه اکسیداسیون : برای سنگ معدن‌های حاوی کانی‌های آهن-سولفید، آرسنیک یا آنتیموان، پیش تصفیه اکسیداسیون می‌تواند مؤثر باشد. اکسیداسیون این کانی‌ها را تجزیه می‌کند، طلای محصور را آزاد می‌کند و اثرات مضر آنها را بر لیچینگ سیانید کاهش می‌دهد. روش‌های رایج پیش تصفیه اکسیداسیون شامل تشویه، اکسیداسیون تحت فشار و بیواکسیداسیون است.

• مس - پیش لیچینگ : در مورد سنگ معدن‌هایی با محتوای مس بالا، می‌توان پیش لیچینگ مس را انجام داد. با حذف مس قبل از لیچینگ سیانیدی، می‌توان میزان سیانید مصرف شده توسط کانی‌های مس را به حداقل رساند و در نتیجه راندمان لیچینگ سیانیدی طلا را بهبود بخشید.

بهینه‌سازی شرایط لیچینگ سیانید

• تنظیم دوز معرف‌ها : بر اساس نوع و مقدار کانی‌های همراه، می‌توان مقدار سیانید و سایر معرف‌ها را تنظیم کرد. به عنوان مثال، هنگامی که کانی‌های مس زیادی وجود دارد، افزایش کمی دوز سیانید ضمن کنترل مقدار pH می‌تواند به حل شدن مؤثر طلا کمک کند.

• کنترل شرایط خمیر : کنترل غلظت خمیر، دما و سرعت هم زدن نیز مهم است. غلظت مناسب خمیر تضمین می‌کند که سیانید و اکسیژن می‌توانند به طور موثر در خمیر پخش شوند. حفظ دمای مناسب (معمولاً ۱۵ تا ۳۰ درجه سانتیگراد) سرعت حل شدن طلا و پایداری محلول سیانید را متعادل می‌کند.

استفاده از مواد افزودنی

• افزودنی‌هایی برای مهار واکنش‌های معدنی : افزودنی‌هایی مانند نمک‌های سرب می‌توانند برای جلوگیری از واکنش برخی از مواد معدنی مضر استفاده شوند. به عنوان مثال، افزودن استات سرب می‌تواند با یون‌های سولفید حاصل از تجزیه مواد معدنی حاوی گوگرد واکنش داده و رسوبات سولفید سرب نامحلول تشکیل دهد. این امر میزان سیانید و اکسیژنی را که مواد معدنی حاوی گوگرد مصرف می‌کنند، کاهش می‌دهد.

• جاذب‌های رقابتی : در مورد سنگ‌های معدنی حاوی مواد کربنی، افزودن جاذب‌های رقابتی مانند کربن فعال در طول لیچینگ سیانید می‌تواند اثر «دزدی طلا» را کاهش دهد. کربن فعال با کربن موجود در سنگ معدن برای طلای محلول رقابت می‌کند و در نتیجه سرعت لیچینگ طلا را افزایش می‌دهد.

نتیجه

مواد معدنی مرتبط در سنگ معدن طلا و نقره تأثیرات متنوع و قابل توجهی بر فرآیند لیچینگ سیانیدی دارند. آهن، مس، آرسنیک، سرب، مواد معدنی حاوی آنتیموان و مواد کربنی همگی می‌توانند با مصرف معرف‌ها، جلوگیری از تماس طلا با سیانید یا جذب طلای محلول، بر راندمان لیچینگ تأثیر بگذارند. با این حال، از طریق روش‌های مناسب پیش تصفیه، بهینه‌سازی شرایط لیچینگ و استفاده از افزودنی‌ها، می‌توان این تأثیرات منفی را کاهش داد. این امر استخراج کارآمدتر طلا و نقره از سنگ معدن‌های پیچیده معدنی را امکان‌پذیر می‌کند و باعث بهبود اقتصادی عملیات معدنکاری می‌شود.