Hogyan kinyerhetjük az aranyat nátrium-cianiddal?

Bevezetés

Az arany nátrium-cianiddal történő kinyerése széles körben elterjedt módszer a bányászatban és a nemesfémiparban. A cianid egyedülálló képességgel rendelkezik, hogy oldható komplexeket képezzen az arannyal, ami lehetővé teszi az arany kinyerését különböző forrásokból, például alacsony minőségű ércekből, meddőből és bizonyos elektronikai hulladékokból. A cianid magas toxicitása miatt azonban ezt a folyamatot rendkívüli óvatossággal és a biztonsági és környezetvédelmi előírások szigorú betartásával kell végrehajtani.

Az arany kinyerésének alapelve nátrium-cianiddal

Természetes állapotában az arany gyakran más ásványokkal keveredve található az ércekben. Amikor nátrium-cianidot adnak az aranytartalmú érchez, kémiai reakció játszódik le. Oxigén és víz jelenlétében az arany reagál a cianiddal, oldható vegyületet képezve. Ez a reakció hatékonyan feloldja az aranyat a cianidoldatban, elválasztva azt az ércben található többi oldhatatlan ásványtól.

Lépésről lépésre folyamat

Érc előkészítése

1. Zúzás és őrlés : Az első lépés az érc méretének csökkentése. A nagyobb ércdarabokat először zúzók segítségével kisebb darabokra zúzzák. Ezt követően a zúzott ércet malmokban finom porrá őrlik. Ez növeli az érc felületét, lehetővé téve a hatékonyabb érintkezést az aranytartalmú részecskék és a cianidoldat között. Például egy tipikus aranybányában az ércet az elsődleges zúzás során 10 mm-nél kisebb méretűre zúzhatják, majd az őrlési szakaszban olyan szemcseméretre őrölhetik, ahol a részecskék körülbelül 80%-a kisebb, mint 75 mikrométer.

2. Előkezelés (szükség esetén) : Ha az érc szulfidásványokat vagy más szennyeződéseket tartalmaz, amelyek akadályozhatják a cianid kioldódási folyamatát, előkezelés válik szükségessé. Például, ha jelentős mennyiségű pirit van az ércben, az oxigént és cianidot fogyaszthat, csökkentve az arany kinyerésének hatékonyságát. Ilyen helyzetekben az érc pörkölésen vagy biooxidáción mehet keresztül. A pörkölés az érc levegő jelenlétében történő hevítését jelenti a szulfidásványok oxidációja érdekében, míg a biooxidáció specifikus baktériumokat használ a szulfidásványok alacsonyabb hőmérsékleten, környezetbarátabb módon oxidálására.

kimosódás

1. Cianid oldat készítése : Híg nátrium-cianid oldatot készítenek. A cianid oldat koncentrációja általában 0.05% és 0.2% (tömeg/térfogat) között változik, az érc jellemzőitől és az aranytartalomtól függően. A cianid oldathoz gyakran meszet adnak, hogy a pH-értéket 10-11 közé állítsák be. Ez az lúgos környezet segít megelőzni a mérgező hidrogén-cianid gáz képződését, és elősegíti az arany oldódását is.

2. Kioldási folyamat : Az őrölt ércet ezután nagy tartályokban vagy halmos kioldóberendezésben keverik a cianidoldattal. A tartályos kioldás során az érc-cianid keveréket mechanikusan vagy levegőbefecskendezéssel keverik, hogy biztosítsák a jó érintkezést az aranytartalmú részecskék és a cianid között, ezáltal növelve a reakciósebességet. A halmos kioldás során, amely alkalmasabb az alacsony minőségű ércekhez, a zúzott ércet egy áthatolhatatlan bélésanyagra halmozzák, és a cianidoldatot a halomra permetezik. Az oldat átszivárog az ércen, és a kioldódás során feloldja az aranyat. A kioldási folyamat több órától több napig is eltarthat, olyan tényezőktől függően, mint az érc típusa, a részecskeméret és a kioldási körülmények.

Szilárd és folyékony anyagok szétválasztása

A kioldási folyamatot követően a kapott zagy szilárd hulladékból (meddőből) és az arany-cianid vegyületet tartalmazó oldatból áll. A szilárd és folyékony komponensek szétválasztása kulcsfontosságú. Ez olyan módszerekkel valósítható meg, mint a szűrés vagy az ülepítés. A szűrés során a zagyot szűrőközegen, például szűrőszöveten vagy szűrőprésen vezetik át. A szilárd zagy a szűrőn marad, míg a tiszta oldat, az úgynevezett terhes oldat, amely az oldott aranyat tartalmazza, áthalad rajta. Az ülepítés során a szilárd részecskék a gravitáció hatására a tartály alján ülepednek le. A felülúszó folyadékot, a terhes oldatot ezután óvatosan le lehet önteni.

Arany-visszanyerés a terhes megoldásból

1. Cink kicsapás (Merrill-Crowe eljárás) : Az arany kinyerésének egyik gyakori módszere a cink kicsapása az oldatból. Cinkport vagy cinkforgácsot adnak az oldathoz. Mivel a cink reakcióképesebb, mint az arany, kiszorítja az aranyat az arany-cianid vegyületből. Az arany ezután szilárd anyagként csapódik ki, némi szennyeződéssel együtt. A reakció után a szilárd csapadékot leszűrik és tovább feldolgozzák. A kapott aranytartalmú szilárd anyagot ezután megolvasztják, hogy tiszta aranyat kapjanak.

2. Aktív szén adszorpció (szén a cellulózban/CIP és szén a kioldásban/CIL) : A CIP eljárás során az aktív szenet a kioldási szakasz után adják a zagyhoz. A nagy felületű aktív szén adszorbeálja az arany-cianid vegyületet az oldatból. A szén-arany vegyületet ezután szűréssel választják el a zagytól. A CIL eljárás során az aktív szenet maga a kioldási folyamat során adják hozzá. Az arannyal teli szenet ezt követően eltávolítják a rendszerből. Az aranyat erős cianid oldattal vagy más extrahálószerekkel lehet kinyerni a szénből. Az extrakció után az aranyat olyan módszerekkel lehet kinyerni a kivonóoldatból, mint az elektrolitos kinyerés vagy további kicsapás.

Finomítás

A kicsapás vagy adszorpció után kapott arany általában nem tiszta, szennyeződéseket tartalmaz, mint más fémek és nemfémek. A nagy tisztaságú arany (általában 99.9% vagy magasabb) előállításához finomítási eljárásokat alkalmaznak. Az egyik gyakori finomítási módszer az elektrolitikus finomítás. Ebben az eljárásban a szennyezett aranyat anódként helyezik el egy elektrolizáló cellában, és tiszta arany katódot használnak. Megfelelő elektrolitot, például arany-klorid oldatot használnak. Amikor elektromos áram halad át a cellán, az anódban lévő arany feloldódik és lerakódik a katódon. A szennyeződések vagy az elektrolitban maradnak, vagy iszapot képeznek a cella alján.

Biztonsági és környezetvédelmi szempontok

1. A cianid toxicitása : A nátrium-cianid rendkívül mérgező. A cianid belélegzése, lenyelése vagy bőrrel való érintkezése halálos lehet. A cianiddal kapcsolatos összes műveletet jól szellőző helyen kell végezni, és a munkavállalóknak megfelelő személyi védőfelszerelést kell viselniük, beleértve a légzésvédőt, kesztyűt és védőruházatot. Vészhelyzeti reagálási terveket kell kidolgozni cianid kiömlése vagy expozíció esetén.

2. Környezeti hatás : A cianid káros lehet a környezetre, ha nem megfelelően kezelik. Az aranykinyerési folyamatból származó zagy tartalmazhat maradék cianidot. Ezeket a zagyokat biztonságos tárolókban kell tárolni, hogy megakadályozzák a cianid környezetbe jutását. A zagyban lévő cianid lebontására a kibocsátás vagy ártalmatlanítás előtt kezelési módszerek, például kémiai oxidáció vagy biológiai lebontás alkalmazhatók. Ezenkívül elengedhetetlen az aranykinyerési műveletek közelében lévő vízforrások szigorú ellenőrzése a cianidszennyezés elkerülése érdekében.

Összegzés

A nátrium-cianid arany kinyerésére való felhasználása összetett, de hatékony folyamat. Több lépésből áll, az érc előkészítésétől az arany kinyerésén és finomításán át. Bár nagy hatékonyságú módszert kínál az arany kinyerésére különböző forrásokból, a kapcsolódó biztonsági és környezeti kockázatokat gondosan kell kezelni. A megfelelő eljárások betartásával, a megfelelő technológia használatával és a szabályozások betartásával az aranykinyerési iparág fenntartható és felelősségteljes módon működhet.