Ekstrakcija zlata cijanidacijom: Dubinski uvid u proces cijanidacije agitacijom

U području ekstrakcije zlata, cijanidacija zauzima istaknuto mjesto već više od stoljeća. Od svog početka 1887. godine za ekstrakciju ruda zlata i srebra, ova se metoda kontinuirano razvijala, ostajući jedna od najčešće korištenih tehnika zbog visoke stope iskorištenja, prilagodljivosti različitim vrstama rude i izvedivosti za lokalnu proizvodnju.

1. Razumijevanje cijanidacije u ekstrakciji zlata

Cijanizacija je kemijski proces koji iskorištava sposobnost cijanid ione koji stvaraju topljive komplekse sa zlatom. U prisutnosti kisika i vode, cijanidni ioni reagiraju s atomima zlata. Ova reakcija rezultira stvaranjem topljivog spoja gdje se zlato veže s cijanidnim ionima, što omogućuje otapanje zlata u otopini. Iako je ovaj proces vrlo učinkovit za ekstrakciju zlata, on također donosi značajne ekološke i sigurnosne probleme jer je cijanid otrovna tvar.

2. Vrste metoda cijanidacije

Metode cijanidacije mogu se grubo podijeliti u dvije glavne kategorije: cijanidacija miješanjem i cijanidacija perkolacijom.

• Agitacija CijanizacijaOva se metoda prvenstveno koristi za obradu flotacijskih koncentrata zlata ili u scenarijima cijanidacije isključivo u mulju. Uključuje snažno miješanje pulpe rude s otopinom cijanida. Na taj se način osigurava da čestice koje sadrže zlato u rudi dođu u maksimalni kontakt s cijanidnim ionima, što olakšava ekstrakciju zlata.

• Perkolacijska cijanidacijaPrikladna za rude zlata niske kvalitete, perkolacijska cijanidacija funkcionira tako da omogućuje otopini cijanida da curi kroz sloj rude. Ova metoda troši manje energije u usporedbi s cijanidacijom miješanjem. Međutim, njezina primjena ograničena je na rude koje imaju dobru propusnost, što omogućuje otopini cijanida da lako teče.

3. Postupak ekstrakcije zlata cijanidacijom i miješanjem

Uznemirenost Ekstrakcija zlata cijanidacijom Proces obuhvaća dva glavna podprocesa: proces cijanidacije - zamjene cinka i nefiltriranu cijanidaciju ugljen proces gnojenja.

3.1 Cijanizacija - postupak zamjene cinka (CCD i CCF metode)

• Priprema sirovina za ispiranjePočetni korak uključuje pripremu rude za proces ispiranja. To često uključuje drobljenje rude na manje komade, a zatim mljevenje do fine konzistencije. U nekim slučajevima provodi se i prethodna obrada kako bi čestice zlata unutar rude bile pristupačnije. Cilj je stvoriti pulpu s optimalnom veličinom čestica, što potiče bolju interakciju između rude i otopine cijanida.

• Agitacija Cijanizacija IspiranjePripremljena pulpa rude zatim se prenosi u spremnike za miješanje, gdje se dodaje otopina cijanida. Ovi spremnici opremljeni su miješalicama koje dobro miješaju pulpu i otopinu cijanida. Kisik se uvodi u spremnike, bilo prozračivanjem ili dodavanjem oksidacijskih sredstava. Ovaj kisik pomaže u pokretanju kemijske reakcije koja otapa zlato u otopini cijanida.

• Protustrujno pranje za odvajanje krutih i tekućih tvariNakon procesa ispiranja, rezultirajuća suspenzija sastoji se od krutih ostataka i tekuće faze poznate kao "bremenitna otopina", koja sadrži otopljeno zlato. Za odvajanje ove dvije komponente koristi se niz zgušnjivača ili filtera u sustavu za protustrujno pranje. Metode poput kontinuirane protustrujne dekantacije (CCD) ili kontinuirane protustrujne filtracije (CCF) koriste se za dobivanje što veće količine otopine koja sadrži zlato, a istovremeno minimiziraju količinu zlata izgubljenog s krutim ostacima.

• Pročišćavanje tekućine za ispiranje i deoksidacijaOtopina dobivena korakom odvajanja krute i tekuće tvari može sadržavati nečistoće i otopljeni kisik. Postupci pročišćavanja provode se kako bi se uklonile suspendirane tvari i drugi onečišćujući tvari koje bi mogle poremetiti naknadni proces izdvajanja zlata. Deoksidacija je jednako važna jer kisik može uzrokovati ponovnu oksidaciju spoja zlato-cijanid, smanjujući učinkovitost postupka zamjene cinka koji slijedi.

• Zamjena i kiseljenje cinkovog praha (svile)Cinkov prah ili cinkova svila dodaju se pročišćenoj i deoksidiranoj sirovoj otopini. Cink je reaktivniji od zlata, pa istiskuje zlato iz spoja nastalog tijekom procesa ispiranja. To rezultira stvaranjem čvrstog taloga koji sadrži zlato i cink, obično nazvanog zlatni mulj. Nakon reakcije zamjene, zlatni mulj se obično tretira kiselom otopinom kako bi se uklonio višak cinka i drugih nečistoća.

• Taljenje ingotaZavršna faza procesa cijanidacije - zamjene cinka je taljenje zlatnog mulja za proizvodnju čistih zlatnih ingota. Zlatni mulj se topi na visokim temperaturama u peći, a kroz niz koraka rafiniranja uklanjaju se preostale nečistoće, što daje zlatne ingote visoke čistoće.

3.2 Postupak cijanidacije ugljika bez filtracije (CIP i CIL metode)

• Priprema materijala za ispiranjeSlično kao i kod procesa cijanidacije - zamjene cinka, prvi zadatak je pripremiti rudu za ispiranje. To zahtijeva smanjenje rude na odgovarajuću veličinu čestica postupcima drobljenja i mljevenja.

• Ispiranje miješanjem i protustrujna adsorpcija ugljikaU metodi ugljika u pulpi (CIP), proces ispiranja cijanida prvo se odvija u nizu spremnika za miješanje. Nakon što se zlato otopi u otopini, Aktivni ugljik se dodaje u pulpu. Aktivni ugljen ima snažan afinitet za spoj zlato-cijanida i adsorbira otopljeno zlato na svoju površinu. U metodi ispiranja ugljikom (CIL), aktivni ugljen se dodaje u spremnik za ispiranje istovremeno s otopinom cijanida, tako da se procesi ispiranja i adsorpcije odvijaju istovremeno. I u CIP-u i u CIL-u, održava se protustrujni tok ugljika i pulpe kako bi se maksimizirala količina zlata adsorbiranog na ugljen.

• Desorpcija zlata - opterećenog ugljikomNakon procesa adsorpcije, ugljik opterećen zlatom potrebno je odvojiti od pulpe. Zatim se zlato uklanja iz ugljika pomoću vruće otopine kaustičnog cijanida. Ova otopina prekida vezu između spoja zlata i cijanida i ugljika, oslobađajući zlato natrag u otopinu.

• Elektroliza elektroliziranjaOtopina bogata zlatom dobivena procesom desorpcije podvrgava se elektrolitičkom dobivanju. Tijekom ovog procesa, kroz otopinu se provodi električna struja. To uzrokuje redukciju i taloženje iona zlata u otopini na katodi, stvarajući čvrsti sloj zlata koji se može dalje rafinirati.

• Taljenje ingotaZlato dobiveno elektrolitičkom obradom relativno je čisto, ali još uvijek može sadržavati neke nečistoće. Taljenje se provodi kako bi se zlato dodatno pročistilo i lilo u ingote željene čistoće.

• Regeneracija ugljikaIstrošeni ugljik, nakon što je zlato desorbirano, može se regenerirati i ponovno upotrijebiti. To uključuje podvrgavanje ugljika visokotemperaturnoj obradi kako bi se uklonile sve adsorbirane nečistoće i vratila mu se sposobnost adsorpcije zlata.

4. Usporedba CIP i CIL procesa

• Trajanje procesaOpćenito, CIP proces traje dulje u usporedbi s CIL-om. To je zato što su u CIP-u ispiranje i adsorpcija odvojene operacije. U CIL-u, budući da se ispiranje i adsorpcija događaju istovremeno, cijeli se proces može dovršiti u kraćem vremenu. Međutim, CIL proces zahtijeva složeniju kontrolu jer se oba procesa odvijaju istovremeno.

• Upravljanje ugljikom i muljemU CIL procesu postoji veći volumen ugljika u cirkulaciji, a koncentracija ugljika u suspenziji je niža nego u CIP-u. Kao rezultat toga, volumen suspenzije koji se treba transportirati za prijenos ugljika u CIL-u obično je nekoliko puta veći od CIP-a (oko četiri puta). To utječe na dimenzioniranje opreme i potrošnju energije.

• Zaostatak metala i sadržaj zlata u rješenjuU CIP procesu, u sustavu ostaje značajna količina metala (zaostatak metala), a taj je metal prilično ravnomjerno raspoređen između aktivnog ugljena i otopine. U CIL-u se većina metala adsorbira na aktivni ugljen. Osim toga, koncentracija zlata u otopini u CIL procesu je veća nego u CIP-u. To je zato što se u CIL-u, kako se zlato ispire, ono također kontinuirano adsorbira, što nadopunjuje otopljeno zlato u otopini. S druge strane, u CIP-u se radi o jednostepenom procesu adsorpcije s ograničenim nadopunjavanjem otopljenog zlata.

5. Razmatranja zaštite okoliša i sigurnosti

Unatoč svojoj učinkovitosti, cijanidacija, posebno cijanidacija uz miješanje, predstavlja značajne rizike za okoliš i sigurnost. Cijanid je vrlo toksičan, a svako curenje ili nepravilno rukovanje može dovesti do ozbiljnog onečišćenja okoliša i predstavljati prijetnju ljudskom zdravlju. Kako bi se riješili ovi rizici, rudarski radovi u rudarstvu zlata pridržavaju se strogih sigurnosnih protokola. To uključuje pravilno skladištenje i rukovanje cijanidom, ugradnju sustava za sprječavanje curenja i obradu otpadnih voda koje sadrže cijanid. Štoviše, tekuća istraživanja imaju za cilj razvoj alternativnih, manje toksičnih sredstava za ispiranje koja bi zamijenila cijanid u ekstrakciji zlata.

6. Zaključak

Cijanizacija miješanjem igra vitalnu ulogu u modernoj industriji rudarstva zlata, omogućujući visokobrzinsku ekstrakciju zlata iz različitih vrsta rude. Dva glavna podprocesa, cijanidacija - zamjena cinka i nefiltrirana cijanidacijska ugljična suspenzija, imaju svoje prednosti i odabiru se na temelju čimbenika kao što su svojstva rude, opseg poslovanja i ekonomska isplativost. Međutim, industrija se mora nastaviti baviti ekološkim i sigurnosnim izazovima povezanim s upotrebom cijanida kako bi se osigurala održiva budućnost ekstrakcije zlata.