دامنه کاربرد و جریان فرآیند روش لیچینگ با سیانیداسیون برای معادن طلا

1. معرفی

La روش لیچینگ با سیانیداسیون یک فرآیند مهم در استخراج طلا برای استخراج طلا از سنگ معدن است. این روش دامنه کاربرد خاص خود و مجموعه‌ای از مراحل فرآیندی کاملاً تعریف‌شده را دارد که نقش حیاتی در استخراج کارآمد منابع طلا ایفا می‌کنند.

2. محدوده قابل اجرا

۲.۱ الزامات اندازه ذرات سنگ معدن

سنگ‌های طلای مناسب برای روش لیچینگ خمره‌ای معمولاً دارای پراکندگی طلای ریزدانه هستند. هنگامی که ذرات طلا در سنگ معدن بسیار ریز باشند، جداسازی آنها از طریق روش‌های جداسازی فیزیکی ساده مانند جداسازی ثقلی دشوار است. در چنین مواردی، می‌توان از روش لیچینگ خمره‌ای سیانیداسیون استفاده کرد. به عنوان مثال، در برخی از سنگ‌های طلای اکسیدی، طلا اغلب به شکل دانه‌های ریز وجود دارد که می‌توان آنها را به طور مؤثر با لیچینگ خمره‌ای تصفیه کرد.

۲.۲ الزامات عیار سنگ معدن

این روش به ویژه برای سنگ‌های طلای کم‌عیار یا بسیار کم‌عیار مناسب است. برای سنگ‌های طلای پرعیار، روش‌های استخراج کارآمدتر و کم‌هزینه‌تر ممکن است ترجیح داده شوند. با این حال، برای سنگ‌های کم‌عیار که میزان طلا در واحد جرم سنگ معدن نسبتاً کم است، روش لیچینگ با خمره هنوز هم می‌تواند تحت شرایط خاصی به استخراج اقتصادی منجر شود. هزینه نسبتاً پایین فرآیند لیچینگ با خمره، آن را به گزینه‌ای مناسب برای فرآوری چنین سنگ‌هایی تبدیل می‌کند.

۲.۳ الزامات نفوذپذیری سنگ معدن

سنگ معدن‌هایی با نفوذپذیری ضعیف نیز برای لیچینگ خمشی مناسب هستند. اگر سنگ معدن نفوذپذیری خوبی داشته باشد، سیانید محلول ممکن است خیلی سریع از سنگ معدن عبور کند و در نتیجه زمان تماس کافی بین سیانید و طلا وجود نداشته باشد و در نتیجه نرخ لیچینگ طلا کاهش یابد. در مقابل، برای سنگ معدن‌هایی با نفوذپذیری ضعیف، روش لیچینگ خمره‌ای می‌تواند سرعت جریان و زمان تماس محلول سیانید در سنگ معدن را کنترل کند تا نتایج لیچینگ بهتری را تضمین کند. به عنوان مثال، سنگ معدن‌های نوع پوششی اکسید آهن حاوی طلای ریزدانه و سنگ معدن‌های نوع رگه‌ای کوارتز اکسید شده با طلای ریزدانه اغلب نفوذپذیری نسبتاً ضعیفی دارند و برای لیچینگ خمره‌ای کاملاً مناسب هستند. روش لیچینگ خمره‌ای می‌تواند برای چنین سنگ معدن‌هایی به نرخ بازیابی غنی‌سازی 70 تا 90 درصد دست یابد.

3. جریان فرآیند

۳.۱ آماده‌سازی بشکه‌های آبشویی

دیگ‌های لیچینگ مورد استفاده در این فرآیند معمولاً از موادی مانند چوب، آهن یا بتن ساخته می‌شوند. کف دیگ می‌تواند صاف یا کمی شیب‌دار باشد و شکل آن می‌تواند دایره‌ای، مستطیلی یا مربعی باشد. در داخل دیگ، یک کف کاذب ساخته شده از صفحات مقاوم در برابر اسید سوراخ‌دار نصب شده است. یک پارچه فیلتر روی کف کاذب قرار داده می‌شود و یک شبکه ساخته شده از نوارهای چوبی یا نوارهای فلزی مقاوم در برابر خوردگی روی پارچه فیلتر پوشانده می‌شود. کف کاذب برای فیلتر کردن و نگهداری سنگ معدن استفاده می‌شود. قبل از شروع فرآیند لیچینگ، لازم است اطمینان حاصل شود که دیگ‌ها، به خصوص دیگ لیچینگ و دیگ مایع ضعیف، نفوذناپذیر و اساساً خشک هستند.

۳.۲ پیش تصفیه سنگ معدن - خردایش و غربالگری

سنگ‌های معدنی حاوی طلا باید تا اندازه ذرات مشخصی خرد شوند. ابتدا، سنگ‌های معدنی برای تفکیک ساده به مرحله خردایش وارد می‌شوند. بسته به اندازه ذرات سنگ معدن مورد نیاز، عملیات خردایش درشت، خردایش متوسط ​​و خردایش ریز وجود دارد. معمولاً برای خردایش درشت از سنگ شکن فکی استفاده می‌شود که می‌تواند اندازه ذرات را به حدود ۵۰ تا ۱۰۰ میلی‌متر کاهش دهد. سپس، برای عملیات خردایش متوسط ​​و خردایش ریز از سنگ شکن مخروطی استفاده می‌شود که اندازه ذرات را به محدوده ۵ تا ۲۵ میلی‌متر کاهش می‌دهد. پس از خردایش، سنگ‌های معدنی توسط یک سرند ارتعاشی غربالگری می‌شوند تا اندازه ذرات یکنواخت شود. سنگ‌های معدنی درشت دانه که الزامات را برآورده نمی‌کنند، برای خردایش مجدد به سنگ شکن بازگردانده می‌شوند و سنگ‌های معدنی با اندازه مناسب وارد مرحله بعدی می‌شوند.

۳.۳ فرآیند لیچینگ

1. بارگیری سنگ معدن در خمرهسنگ معدن خرد شده و غربال شده به دیگ لیچینگ بارگیری می‌شود.

2. آماده سازی محلول شستشودر مخزن مایع ضعیف، یک محلول سیانید قلیایی به عنوان عامل لیچینگ تهیه می‌شود. غلظت محلول سیانید معمولاً در یک محدوده خاص، عموماً 0.05٪ - 0.1٪، کنترل می‌شود که از طریق آزمایش‌ها با توجه به خواص خاص سنگ معدن تعیین می‌شود. این غلظت می‌تواند استخراج کارآمد طلا را تضمین کند و در عین حال اثرات زیست‌محیطی را به حداقل برساند.

3. عملیات لیچینگمحلول لیچینگ آماده شده به داخل دیگ لیچینگ پمپ می‌شود. در طول فرآیند لیچینگ، محلول لیچینگ به آرامی از لایه سنگ معدن عبور می‌کند. طلای موجود در سنگ معدن با سیانید موجود در محلول تحت عمل اکسیژن واکنش می‌دهد (معمولاً هوا به داخل دیگ وارد می‌شود). معادله واکنش شیمیایی اصلی به صورت زیر است: \(4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH\). در این واکنش، طلا کمپلکس‌های محلول طلا-سیانید تشکیل می‌دهد و در محلول حل می‌شود. زمان لیچینگ نسبتاً طولانی است و معمولاً از چند روز تا چند هفته متغیر است که به عواملی مانند ماهیت سنگ معدن، اندازه ذرات سنگ معدن و غلظت محلول لیچینگ بستگی دارد. در طول فرآیند لیچینگ، لازم است به طور منظم غلظت محلول لیچینگ، مقدار pH محلول و میزان طلای موجود در محلول اندازه‌گیری شود تا اطمینان حاصل شود که واکنش لیچینگ در شرایط بهینه انجام می‌شود.

۳.۴ جداسازی محلول طلا - یاتاقان (غنی - مایع)

وقتی زمان لیچینگ به حد مشخصی رسید و از طریق آشکارسازی، غلظت و عیار مایع به حد مورد نیاز رسید، محلول حاوی طلا (مایع غنی) از کف مخزن تخلیه می‌شود. مایع غنی حاوی کمپلکس‌های طلای-سیانید محلول است و برای بازیابی طلا نیاز به فرآوری بیشتر دارد.

۳.۴ بازیابی طلا

1. روش جابجایی پودر روی (ورق): یک روش رایج برای بازیابی طلا روش جابجایی پودر روی (ورق) است. روی خاصیت کاهندگی قوی‌تری نسبت به طلا دارد. وقتی پودر روی یا ورق روی به مایع غنی اضافه می‌شود، یک واکنش جابجایی رخ می‌دهد. معادله واکنش شیمیایی به صورت زیر است: \(2Na[Au(CN)_2]+Zn = 2Au+Na_2[Zn(CN)_4]\). طلا توسط روی از کمپلکس طلا-سیانید جابجا شده و به شکل ذرات جامد رسوب می‌کند. پس از واکنش جابجایی، مخلوط جامد-مایع فیلتر می‌شود تا جامدات حاوی طلا به دست آید که سپس برای ذوب بیشتر فرآوری می‌شوند.

2. روش جذب کربن فعال: روش دیگری فعال شده است کربن جذب سطحی. کربن فعال دارای سطح ویژه بزرگ و ظرفیت جذب قوی است. مایع غنی از ستونی پر از ... عبور داده می‌شود. کربن فعالکمپلکس‌های طلا-سیانید موجود در محلول روی سطح کربن فعال جذب می‌شوند. پس از جذب، کربن فعال حاوی طلای جذب‌شده (کربن باردار) از محلول جدا می‌شود. سپس، کربن باردار تحت عملیات دفع قرار می‌گیرد. معمولاً، یک محلول دفع (مانند مخلوطی از هیدروکسید سدیم و سیانید سدیم) برای واجذب طلا از کربن فعال در دما و فشار معین استفاده می‌شود. محلول حاوی طلای واجذب شده سپس الکترولیز می‌شود تا طلا به دست آید.

۳.۶ تصفیه پسماندها و مایعات زائد

1. درمان باطله: پس از بازیابی طلا، باطله‌های باقی‌مانده هنوز حاوی مقدار مشخصی سیانید و سایر ناخالصی‌ها هستند. به منظور برآورده کردن الزامات حفاظت از محیط زیست، باطله‌ها نیاز به تصفیه دارند. یکی از روش‌های رایج، افزودن واکنش‌گرهایی مانند متابی‌سولفیت سدیم و سولفات مس به باطله‌ها برای تجزیه و حذف سیانید است. پس از تصفیه، باطله‌ها را می‌توان به درستی ذخیره یا بیشتر فرآوری کرد.

2. ضایعات - تصفیه مایعاتمایع زائد تولید شده در طول فرآیند همچنین حاوی سیانید و سایر مواد مضر است. قبل از تخلیه، باید از طریق فرآیندهایی مانند رسوب شیمیایی، تبادل یونی و تصفیه بیولوژیکی تصفیه شود تا محتوای مواد مضر آن کاهش یابد و با استانداردهای ملی تخلیه مطابقت داشته باشد.

4. نتیجه

روش لیچینگ با سیانیداسیون، کاربرد منحصر به فرد خود را در صنعت استخراج طلا، به ویژه برای سنگ‌های طلای ریزدانه، کم‌عیار و کم‌نفوذپذیر، دارد. این روش از طریق یک سری مراحل فرآیندی دقیق، می‌تواند به طور مؤثر طلا را از سنگ‌های معدنی استخراج کند. با این حال، باید توجه داشت که به دلیل استفاده از سیانید در این فرآیند، باید اقدامات ایمنی و حفاظت از محیط زیست دقیقی برای اطمینان از ایمنی کارگران و به حداقل رساندن تأثیر بر محیط زیست انجام شود. با توسعه مداوم فناوری استخراج، انتظار می‌رود بهبودها و بهینه‌سازی‌های بیشتر این فرآیند، راندمان استخراج طلا را بهبود بخشیده و هزینه‌ها را کاهش دهد و در عین حال، سازگاری با محیط زیست را تضمین کند.