O impacto da lixiviación a alta temperatura no consumo de cianuro de sodio

introdución

No Extracción de ouro proceso, Cianuro de sodio úsase amplamente como axente de lixiviación debido á súa capacidade para formar complexos estables co ouro. Non obstante, o consumo de cianuro de sodio é un factor crítico que inflúe na viabilidade económica e no impacto ambiental das operacións mineiras de ouro. A lixiviación a alta temperatura é un dos métodos empregados para mellorar a eficiencia da lixiviación do ouro dos minerais. Este artigo afonda no impacto da lixiviación a alta temperatura no consumo de Cianuro de sodio.

O papel do cianuro de sodio na lixiviación do ouro

Sodio cianuro reacciona co ouro en presenza de osíxeno para formar compostos solubles que permiten extraer o ouro do mineral. Os cálculos electroquímicos mostran que, teoricamente, necesítanse 0.92 gramos de cianuro de sodio para disolver 1 gramo de ouro. Non obstante, na produción industrial real, o consumo de cianuro de sodio é moito maior que este valor teórico, a miúdo de 50 a 100 veces máis. Esta diferenza significativa débese a varios factores presentes en escenarios de minería do mundo real, como as reaccións con outros minerais no mineral e os procesos químicos que ocorren durante a operación de lixiviación.

Proceso de lixiviación a alta temperatura

A lixiviación a alta temperatura lévase a cabo a temperaturas elevadas, normalmente por riba da temperatura ambiente normal. O obxectivo principal é aumentar a actividade dos ións no sistema de solución de lixiviación do mineral. Ao facelo, acelera a reacción entre o axente lixiviante, o cianuro de sodio, e o ouro que contén o mineral. Por exemplo, no caso dalgúns minerais de ouro refractarios, a lixiviación a alta temperatura pode descompoñer as complexas estruturas minerais que encapsulan o ouro, facendo que o ouro sexa máis accesible aos ións de cianuro para a súa extracción.

Impacto da lixiviación a alta temperatura no consumo de cianuro de sodio

1. Aumento da velocidade de reacción

A temperaturas máis altas, a enerxía cinética das moléculas reactivas aumenta. Isto resulta en colisións máis frecuentes e enérxicas entre as moléculas de cianuro de sodio, as moléculas de osíxeno e as partículas de ouro no mineral. En consecuencia, a velocidade á que o ouro se disolve na solución de cianuro de sodio acelerase. Cando a velocidade de reacción é máis rápida, pódese disolver máis ouro por unidade de tempo. Se o obxectivo é extraer unha cantidade específica de ouro, a lixiviación a alta temperatura pode requirir un tempo de lixiviación máis curto. En teoría, isto podería reducir potencialmente o consumo total de cianuro de sodio, xa que o proceso de lixiviación remata máis rápido, minimizando o tempo que o cianuro de sodio está exposto aos factores que causan o seu consumo.

2. Hidrólise do cianuro

O cianuro sofre un proceso químico chamado hidrólise en solución, e a extensión desta hidrólise está influenciada pola temperatura. A medida que a temperatura aumenta, a hidrólise do cianuro faise máis pronunciada. A 100 °C, pérdense a metade dos ións de cianuro e, a 130 °C, pérdese o 85 % deles. Esta hidrólise xera ácido cianhídrico, o que non só leva á perda de cianuro de sodio, senón que tamén supón un grave risco ambiental e de seguridade porque o ácido cianhídrico é un gas altamente tóxico. Na lixiviación a alta temperatura, se a temperatura non se controla adecuadamente, o aumento da hidrólise do cianuro de sodio pode aumentar significativamente o seu consumo.

3. Reacción con minerais asociados

Moitos minerais de ouro conteñen outros minerais, como a pirita, a pirrotita e o sulfuro de cobre. Estes minerais asociados poden reaccionar co cianuro de sodio. A temperaturas máis altas, as velocidades de reacción entre estes minerais non auríferos e o cianuro de sodio poden aumentar. Isto significa que se usará máis cianuro de sodio nas reaccións con estes minerais, o que deixará menos dispoñible para reaccionar co ouro. Ademais, algunhas destas reaccións poden producir subprodutos que poden interferir aínda máis co proceso de lixiviación do ouro. Por exemplo, os compostos que conteñen xofre formados poden recubrir a superficie das partículas de ouro, impedindo que os ións de cianuro alcancen e reaccionen co ouro.

4. Solubilidade do osíxeno

O osíxeno é un compoñente crucial na reacción de lixiviación de ouro e cianuro, xa que actúa como oxidante. Non obstante, a solubilidade do osíxeno na auga diminúe a medida que aumenta a temperatura. A 100 °C, non hai osíxeno disolto na auga. Na lixiviación a alta temperatura, se a temperatura se achega ao punto de ebulición da auga, a falta de osíxeno disolto suficiente pode limitar a oxidación do ouro. Para compensar a redución da solubilidade do osíxeno, poden ser necesarias medidas adicionais como aumentar a presión parcial do osíxeno ou usar oxidantes alternativos. Pero se o subministro de osíxeno segue sendo insuficiente, a reacción de lixiviación do ouro ralentizarase e pode consumirse máis cianuro de sodio nun intento de impulsar a reacción.

Estudos de caso

Nunha determinada mina de ouro, o proceso tradicional de lixiviación con cianuro a temperatura ambiente consumía 2.5 kg de cianuro de sodio por tonelada de mineral. Cando se introduciu o proceso de lixiviación a alta temperatura, inicialmente, debido á reacción acelerada de lixiviación do ouro, o tempo de lixiviación reduciuse de 48 horas a 24 horas. Non obstante, debido a un control inadecuado da temperatura, ao alcanzar a temperatura de lixiviación os 80 °C, a hidrólise do cianuro de sodio aumentou significativamente. Como resultado, o consumo de cianuro de sodio aumentou ata os 3.0 kg por tonelada de mineral. Despois de optimizar o proceso de lixiviación a alta temperatura, incluíndo o control preciso da temperatura a uns 60 °C e a adición de inhibidores para reducir a hidrólise do cianuro, o Consumo de cianuro de sodio reduciuse a 2.0 kg por tonelada de mineral, mantendo ao mesmo tempo unha alta taxa de lixiviación de ouro.

Conclusión

A lixiviación a alta temperatura ten un impacto complexo no consumo de cianuro de sodio no proceso de extracción de ouro. Por unha banda, pode acelerar a reacción de lixiviación do ouro, o que potencialmente reduce o consumo de cianuro de sodio cando o proceso se xestiona ben. Por outra banda, as altas temperaturas poden causar un aumento da hidrólise do cianuro, reaccións máis intensas cos minerais asociados e unha redución da solubilidade en osíxeno, todo o cal pode levar a un maior consumo de cianuro de sodio. Polo tanto, ao aplicar a lixiviación a alta temperatura, é esencial optimizar os parámetros do proceso, como o control preciso da temperatura, o subministro axeitado de osíxeno e o uso de aditivos para inhibir a hidrólise do cianuro e as reaccións non desexadas cos minerais asociados. Esta estratexia pode axudar a lograr un equilibrio entre mellorar a eficiencia da lixiviación do ouro e reducir o consumo de cianuro de sodio, o que mellora o rendemento económico e ambiental das operacións mineiras de ouro.