روش تولید کاهش مصرف سیانید سدیم با افزایش معقول دوز اکسید کلسیم

معرفی

در صنعت استخراج و استخراج طلا، سیانیداسیون روشی است که به طور گسترده برای بازیابی طلا از سنگ معدن استفاده می‌شود. با این حال، مصرف بالای سیانید سدیم نه تنها هزینه‌های تولید را افزایش می‌دهد، بلکه به دلیل سمیت آن، خطرات زیست‌محیطی نیز به همراه دارد. یافتن راه‌های مؤثر برای کاهش مصرف سیانید سدیم در عین حفظ یا بهبود نرخ بازیابی طلا، یک چالش اساسی برای این صنعت است. یکی از این رویکردها که در عمل تولید نویدبخش بوده است، افزایش معقول دوز اکسید کلسیم است . این مقاله به جزئیات این روش تولید، بررسی مکانیسم‌های اساسی، استراتژی‌های اجرا و نتایج به دست آمده می‌پردازد.

نقش اکسید کلسیم در فرآیند سیانیداسیون

تنظیم pH

اکسید کلسیم، هنگامی که به سیستم سیانیداسیون اضافه می‌شود، با آب واکنش داده و هیدروکسید کلسیم (Ca(OH)_2) تشکیل می‌دهد. این واکنش مقدار pH خمیر کاغذ را افزایش می‌دهد. در فرآیند سیانیداسیون، حفظ pH قلیایی مناسب ضروری است. یک محیط با pH بالا به جلوگیری از هیدرولیز سیانید سدیم کمک می‌کند . سیانید سدیم (NaCN) می‌تواند در یک محیط اسیدی یا تقریباً خنثی با آب واکنش داده و منجر به تشکیل سیانید هیدروژن (HCN)، یک گاز بسیار فرار و سمی، شود. با افزایش pH به محدوده حدود 10 تا 11، هیدرولیز سیانید سدیم مهار می‌شود و در نتیجه مصرف غیرضروری آن کاهش می‌یابد.

واکنش های شیمیایی با ناخالصی ها

سنگ معدن اغلب حاوی ناخالصی های مختلفی مانند آهن، مس و روی است. این ناخالصی ها می توانند با سیانید سدیم واکنش دهند و ترکیبات سیانید پیچیده را تشکیل دهند و مقدار قابل توجهی سیانید سدیم را مصرف کنند. اکسید کلسیم می تواند با برخی از این ناخالصی ها واکنش نشان دهد. به عنوان مثال، آهن در سنگ معدن می تواند به شکل اکسیدهای آهن یا سولفید وجود داشته باشد. اکسید کلسیم می تواند با مواد اسیدی تولید شده در طی اکسیداسیون سولفیدهای آهن واکنش داده و آنها را خنثی کند. این باعث کاهش میزان اسید در سیستم می شود که به نوبه خود به حفظ ثبات سیانید سدیم کمک می کند. علاوه بر این، اکسید کلسیم می تواند یون های فلزی خاصی را به صورت هیدروکسید رسوب دهد. به عنوان مثال، یون‌های مس (Cu^{2 +}) می‌توانند با یون‌های هیدروکسید هیدروکسید کلسیم واکنش داده و رسوب هیدروکسید مس (Cu(OH)_2) را تشکیل دهند. این واکنش رسوبی، یون‌های مس را از محلول حذف می‌کند و از واکنش آنها با سیانید سدیم و کاهش مصرف سیانید سدیم جلوگیری می‌کند.

جزئیات تمرین تولید

مشخصات سنگ معدن و شرایط اولیه

کارخانه تولیدی که در آن این عمل انجام شد، نوع خاصی از سنگ معدن طلا را فرآوری کرد. سنگ معدن دارای محتوای مشخصی از طلا، همراه با مقادیر قابل توجهی مواد معدنی سولفید آهن و سایر ناخالصی ها مانند مس و روی بود. در ابتدا، فرآیند سیانیداسیون با مصرف نسبتاً بالای سیانید سدیم کار می کرد. pH خمیر در حدود 9 تا 9.5 حفظ شد. و دوز اکسید کلسیم نسبتا کم بود. نرخ بازیابی طلا نیز در سطح مطلوبی نبود.

تنظیم دوز اکسید کلسیم

در مرحله اول تمرین به تدریج دوز اکسید کلسیم افزایش یافت. دوز اولیه حدود 1 تا 2 کیلوگرم در تن سنگ معدن بود و در یک سری از دسته های تولیدی با افزایش 0.5 کیلوگرم در تن افزایش یافت. با افزایش دوز اکسید کلسیم، pH پالپ به تدریج افزایش یافت. به طور همزمان، توجه زیادی به تأثیر روی فرآیند سیانیداسیون، از جمله سرعت واکنش، نرخ بازیافت طلا و مصرف سیانید سدیم صورت گرفت.

نظارت و کنترل

در طول عمل تولید، چندین پارامتر کلیدی به طور مداوم تحت نظارت قرار گرفتند. pH خمیر کاغذ در فواصل زمانی معین با استفاده از PH متر نصب شده در جریان خمیر اندازه گیری شد. غلظت سیانید سدیم در محلول با استفاده از روش تیتراسیون تعیین شد. نرخ بازیافت طلا با تجزیه و تحلیل محتوای طلا در سنگ معدن خوراک، باطله و محلول باردار محاسبه شد. علاوه بر این، توزیع اندازه ذرات سنگ معدن نیز تحت نظارت قرار گرفت زیرا می تواند بر سینتیک واکنش تأثیر بگذارد. بر اساس داده های پایش شده، تنظیماتی برای دوز اکسید کلسیم و سایر پارامترهای عملیاتی انجام شد. به عنوان مثال، اگر pH خیلی سریع افزایش یابد و از 11.5 بیشتر شود. دوز اکسید کلسیم کمی کاهش یافت تا از هرگونه تأثیر منفی بر فرآیند استخراج طلا جلوگیری شود.

نتایج و مزایا

کاهش مصرف سیانور سدیم

با افزایش دوز اکسید کلسیم به سطح مناسب (در نهایت به حدود 4 تا 5 کیلوگرم در تن سنگ معدن در این مورد)، کاهش قابل توجهی در مصرف سیانید سدیم مشاهده شد. در ابتدا مصرف سیانید سدیم تقریباً 4-5 کیلوگرم بر تن سنگ معدن بود. پس از بهینه سازی دوز اکسید کلسیم، مصرف سیانید سدیم به حدود 2 تا 3 کیلوگرم در تن سنگ معدن کاهش یافت که نشان دهنده کاهش حدود 30 تا 50 درصدی است. این کاهش در مصرف سیانید سدیم به طور مستقیم به کاهش قابل توجهی در هزینه های تولید منجر شد.

بهبود نرخ بازیابی طلا

با کمال تعجب، نه تنها مصرف سیانید سدیم کاهش یافت، بلکه نرخ بازیافت طلا نیز بهبود یافت. قبل از تنظیم دوز اکسید کلسیم، میزان بازیابی طلا حدود 80 تا 85 درصد بود. پس از بهینه سازی، نرخ بازیابی طلا به 85٪ - 90٪ افزایش یافت. این بهبود در بازیافت طلا را می توان به کنترل بهتر محیط سیانیداسیون نسبت داد. افزایش pH و حذف ناخالصی ها توسط اکسید کلسیم به ایجاد شرایط مطلوب تری برای انحلال طلا کمک کرد.

مزایای زیست محیطی و ایمنی

با کاهش مصرف سیانید سدیم، اثرات زیست محیطی فرآیند سیانیداسیون به طور قابل توجهی کاهش یافت. سیانید سدیم کمتر در پساب به معنای سطح سمیت کمتر، کاهش آسیب بالقوه برای محیط زیست است. علاوه بر این، کاهش در تشکیل گاز سیانید هیدروژن به دلیل کنترل بهتر pH نیز ایمنی فرآیند تولید را برای کارگران افزایش داد.

نتیجه

عمل تولید افزایش معقول دوز اکسید کلسیم راه موثری برای کاهش مصرف سیانید سدیم در فرآیند سیانیداسیون ثابت شده است. با درک نقش اکسید کلسیم در تنظیم pH و واکنش با ناخالصی ها و از طریق نظارت و کنترل دقیق در طول فرآیند تولید، می توان به مزایای قابل توجهی دست یافت. این مزایا شامل صرفه جویی در هزینه، بهبود نرخ بازیابی طلا و بهبود عملکرد زیست محیطی و ایمنی است. این عمل می تواند به عنوان یک مرجع ارزشمند برای سایر کارخانه های استخراج و استخراج طلا که با چالش های مشابه در کاهش مصرف سیانید سدیم مواجه هستند، باشد. تحقیقات بیشتر و بهینه سازی در این زمینه ممکن است منجر به فرآیندهای سیانیداسیون حتی کارآمدتر و پایدارتر در آینده شود.