Natriumsyanidin kulutus kullan louhinnassa selitettynä

Kullan uuttamisprosessissa syanidiyhdisteistä natriumsyanidia kuluu monella tapaa. Natriumsyanidi on yleisimmin käytetty liuotusaine kullan uuttamisessa, ja teoriassa vain 0.5 grammaa natriumsyanidia tarvitaan yhden gramman kullan liuottamiseen. Useimmissa kullan syanidointilaitoksissa syanidin todellinen kulutus on kuitenkin huomattavasti suurempi, usein 50–100-kertaisesti teoreettisiin laskelmiin verrattuna.

Tärkeimmät tekijät, jotka vaikuttavat syanidin suureen kulutukseen kullan syanidointiprosessissa , ovat:

1. Syanidin kulutus kullan liuotusprosessissa

Syaniditehtaat ovat käyttäneet natriumsyanidia kullan liuottamiseen malmista kullan talteen ottamiseksi uutteesta. Kemialliset reaktiot ovat seuraavat:

• [2Au+4NaCN+O2+2H2O→2Na[Au(CN)2]+2NaOH+H2O2]

• [ 2Au+4NaCN+H2O2→2Na[Au(CN)2]+2NaOH]

Sähkökemiallisista reaktioista tiedetään, että yhden gramman kullan liuottaminen vaatii 0.92 gramman natriumsyanidin kulutuksen.

2. Syanidin kulutus reaktioissa siihen liittyvien perusmetallien kanssa

(1) Jotkut kultamalmit sisältävät siihen liittyviä mineraaleja, kuten pyriittiä, magnetiittia, kalkopyriittiä, sulfaattimineraaleja, hydroksideja ja oksideja. Murskausvaiheessa syntyy rautajauhetta, joka reagoi hitaasti natriumsyanidin kanssa lisääen syanidin kulutusta . Reaktiot ovat seuraavat:

• [ FeS2 + NaCN → FeS2 + NaCN3]

• [ Fe(OH)2 + 2NaCN → Fe(CN)2 + 2NaOH ]

• [ Fe+6NaCN+2H2O→Na4Fe(CN)6+2NaOH+H2↑]

• [S+NaCN→NaCN₃]

(2) Jos kultamalmi sisältää erityyppisiä kuparimineraaleja, ne reagoivat myös natriumsyanidin kanssa muodostaen kuparisyanidikomplekseja, jotka kuluttavat syanidia prosessissa. Reaktiot ovat seuraavat:

• [ 2CuSO4+4NaCN→Cu2(CN)2+2Na2SO4+(CN)2↑]

• [ 2Cu2S+4NaCN+2H2O+O2→Cu2(CN)2+Cu2(CNS)2+4NaOH]

Natriumsyanidin voimakkaan reaktiivisuuden vuoksi monien kuparimineraalien kanssa tarvitaan yleensä 2.3–3.4 grammaa syanidia yhden gramman kuparin liuottamiseksi.

(3) Jos alkuperäinen kultamalmi sisältää sfaleriittia tai smithsoniittia, ne reagoivat myös natriumsyanidin kanssa muodostaen sinkkisyanidia ja karbonaatteja. Reaktiot ovat seuraavat:

• [ZnS+4NaCN→Na₂[Zn(CN)₄]+Na₂S]

• [ ZnCO3+4NaCN→Na2Zn(CN)4+Na2CO3]

(4) Jos kultamalmi sisältää arseenikiisua, elohopeaa, seleeniä, telluuria jne., ne reagoivat myös natriumsyanidin kanssa. Kun malmi sisältää hiilipitoisia kiviä, erityisesti orgaanista hiiltä runsaasti sisältäviä kiviä, syanidin adsorptio voimistuu, mikä vaikeuttaa kullan syanidin liuottamista.

3. Syanidien hydrolyysi

Liuoksessa syanidit hydrolyysin astetta vaihtelevassa määrin pH:sta riippuen, ja tuotetun syaanivetymäärän määrä riippuu liuoksen emäksisyydestä. Reaktio voidaan esittää seuraavasti:

• [NaCN + H2O → NaOH + HCN↑]

• [CN⁻ + 2H2O → HCOO⁻ + NH3]

Hydrolyysin jälkeen osa syanidista tuottaa syaanivetyä, kun taas toinen osa hydrolysoituu oksidatiivisesti, jolloin muodostuu vähitellen muurahaishappoa ja ammoniakkia. 100 °C:ssa CN⁻ menettää 50 % ja 130 °C:ssa 85 %.

Kullankaivosten syanidointiprosessissa vetysyanidi on erittäin myrkyllinen kaasu. Jos sitä ei käsitellä asianmukaisesti, se voi johtaa NaCN:n käytön lisääntymiseen, tuotantokustannusten nousuun ja ympäristön saastumiseen sekä terveysriskeihin käyttäjien kannalta. Tuotetun HCN:n määrä vaihtelee liuoksen pH:n mukaan: pH-arvossa 10.5 syanidia muodostuu vain 6.1 %; pH-arvossa 10 se nousee 17 %:iin; pH-arvossa 9.5 se saavuttaa 39.2 %; ja pH-arvossa 9.0 se on 67.1 %. Siksi kullan CIP-laitoksissa (Carbon-in-Pulp) pH-arvo säädetään tyypillisesti välille 11–12 syanidien hydrolyysin hallitsemiseksi.

4. Syanidin (CN-) hapettuminen liuenneella hapella (O2)

Kullan liukenemisnopeuden parantamiseksi sekä CN- että O2-yhdisteiden on oltava mukana reaktiossa. Huoneenlämpötilassa ja -paineessa hapen suurin liukoisuus on 8.2 mg/l. Vahvan hapettimen lisääminen voi lisätä liuoksen happipitoisuutta, mikä nopeuttaa liuotusprosessia merkittävästi. Hapen ja syanidin suhde on kuitenkin tasapainotettava, muuten liuotusnopeus voi laskea. Liuennut happi reagoi syanidin kanssa muodostaen syanaattia, joka on stabiili emäksisissä liuoksissa. PH-arvossa alle 7 se hydrolysoituu kuitenkin tuottaen ammoniakkia ja bikarbonaattia. Reaktioyhtälöt ovat seuraavat:

• [1/2 O2 + CN– → (CNO)–]

• [(CNO)⁻ + 2 H₂O → HCO₃⁻ + NH₃]

Siksi tämä reaktio voi johtaa syanidin kulutukseen liuotus- tai elektrolyysiprosessien aikana.

5. Syanidin adsorptio saveen

Syanidointiprosessin aikana malmin rautasulfidi tuottaa rautahydroksidia, kun taas malmin silikaatit muodostavat kolloidista piidioksidia emäksisessä väliaineessa. Molemmilla aineilla on tietty kyky adsorboida syanidia, mikä johtaa syanidin hävikkiin liuotusjäännöksen mukana.

6. Syanidin nauttiminen muiden aineiden vaikutuksesta

(1) Kun lietettä sekoitetaan ja täytetään ilmalla, liuokseen jää CO2:ta. CO2 reagoi myös syanidin kanssa.

• [2NaCN+CO2+H2O→Na2CO3+2HCN↑]

(2) Alkuperäisen malmin sulfidimineraalit, kuten pyriitti, reagoivat malmimassan liuenneen hapen (O2) kanssa, ja syntyvät sulfiitit ja sulfaatit reagoivat myös syanidin kanssa.

• [FeS₂O₂→FeSO₄]

• [FeSO4+6NaCN→Na4Fe(CN)6+Na2SO4]

Ennen liuotusta voidaan lisätä pieni määrä kalsiumoksidia (CaO) tai kalsium(OH)2) hapon neutraloimiseksi ja edellä mainitun reaktion estämiseksi.

tiivistettynä

Yllä on kuusi syanidin kulutuksen osa-aluetta kullan syanidointiprosessissa. Kullan normaaliin liukenemiseen tarvittavan syanidin lisäksi on monia ei-välttämättömiä kulutuksia, kuten sen reaktio muiden siihen liittyvien mineraalien kanssa, itsehydrolyysi jne. 

Jos sinulla on kysyttävää yllä olevasta sisällöstä tai haluat tietää lisää, voit ottaa yhteyttä asiakaspalveluumme verkossa tai lähettää viestin. Otamme sinuun yhteyttä mahdollisimman pian!