Tanulmány a karbontartalmú Carlin-típusú aranyérc cianidos kioldásáról

Bevezetés

A karbontartalmú Carlin típusú aranyérceket széles körű elterjedésük és nagy tartalékaik jellemzik. Ugyanakkor jelentős kihívást jelentenek az arany kitermelésében. Ezek az ércek jellemzően szenet tartalmaznak elemi összetételükben, és az aranyrészecskék finoman szétszórt formában vannak jelen. Az arzén és a szén jelenléte két fő problémához vezet: az arany beágyazódásához és a szén aranyrabló hatásához, ami rendkívül alacsony közvetlen cianidos kioldódási arányt eredményez. Ennek eredményeként kettős tűzálló érceknek vagy makacs érceknek tekintik őket, ami világszerte elismert tulajdonság az aranybányászat területén.

A cianid kioldódásának problémája széntartalmú Carlin-típusú aranyércekben

Arany kapszulázás

A széntartalmú Carlin-típusú aranyércekben található szulfidásványok gyakran magukba zárják az aranyrészecskéket. Ez a fizikai gát megakadályozza a cianidoldat és az arany közötti közvetlen érintkezést , jelentősen csökkentve a kioldási folyamat hatékonyságát. Például sok ilyen érceket tartalmazó bányában az arany nagy része a szulfidmátrixban marad, és a cianid kioldószer számára hozzáférhetetlen.

Carbon aranyrablási hatása

Ezekben az ércekben a széntartalmú anyagok erős affinitással rendelkeznek az arany-cianid komplexek iránt. A cianid kioldási folyamata során, ahogy az arany feloldódik és cianid komplexeket képez, a széntartalmú anyagok adszorbeálhatják ezeket a komplexeket, hatékonyan "elrabolva" az aranyat az oldatból. Ez nemcsak az arany alacsonyabb kinyerési arányához vezet, hanem jelentős veszteségeket is okoz a kivonási folyamatban. A kutatások kimutatták, hogy az ércben található különböző típusú szén, például az elemi szén, a szerves szén és a szervetlen szén, mind különböző mértékben hozzájárulnak ehhez az aranyrabló hatáshoz. Az elemi szén különösen hasonló adszorpciós viselkedéssel rendelkezik, mint az aktív szén , amely erősen adszorbeálja az arany-cianid komplexeket.

Cianid kioldási kísérletekkel kapcsolatos kutatás

Közvetlen cianid kioldás

Számos tanulmány kimutatta, hogy a széntartalmú Carlin-típusú aranyércek közvetlen cianidos kioldása nagyon alacsony aranykinyerést eredményez. Bizonyos esetekben, még fejlett cianidos kioldási módszerek, például a szén-a-cellulóz (CIP) vagy a gyanta-a-cellulóz (RIP) alkalmazása esetén is, a kinyerési arány kiábrándítóan alacsony marad. Például egy bizonyos kísérletben a közvetlen cianidos kioldás aranykinyerési aránya mindössze 12.9% volt, ami rávilágít ennek a megközelítésnek a hatástalanságára az ilyen tűzálló ércek esetében.

Előkezelési módszerek a cianid kioldódásának javítására

Sütés

A pörkölés egy hagyományos előkezelési módszer. Az érc hevítésével a széntartalmú anyagok CO és CO₂ formájában távoznak, és a pirit vas-oxidokká bomlik. Ez a folyamat szabaddá teszi a korábban kapszulázott aranyat, így az könnyebben hozzáférhetővé válik a cianidos kioldáshoz. A pörkölés azonban mínusz tíz mesh finom betáplálást, legalább négy órás tartózkodási időt, valamint a kemence hőmérsékletének és légkörének pontos szabályozását igényli. Az 500 °C alatti hőmérséklet vagy az enyhén redukáló légkör hiányos pörkölést eredményezhet, ami az arany kinyerésének drasztikus csökkenéséhez vezet. Ezenkívül 550 °C-on és afelett a pirit tűzálló hematittá alakul, amelyből az arany nem oldható ki hatékonyan cianiddal. Ezenkívül a pörkölés a kemence betáplálásának költséges szárítását és a kemencegázok szigorú kibocsátásának ellenőrzését igényli. Bár a tonnánként tizenhárom gramm aranyat tartalmazó ércekből 85-87%-os aranykinyerést lehet elérni, a magas tőkeköltség-követelmények és az összetett üzemeltetési feltételek miatt a pörkölést számos széntartalmú Carlin-típusú aranyérc-lelőhely esetében elvetették, mint megfelelő alternatívát.

Kémiai oxidáció

A kémiai oxidáció nagy potenciált mutatott a széntartalmú Carlin-típusú aranyércek kezelésében. A vizes pépekben lévő oxidálószerek leküzdhetik a széntartalmú anyagok káros hatásait. Például a klór előkezelő szerként való alkalmazását széles körben tanulmányozták. A szükséges klór mennyisége azonban az érc tűzálló jellegétől függően változik. A mérsékelten tűzálló ércek esetében a cianidációs előkezelés során mindössze tíz-húsz kg klórra lehet szükség tonnánként ahhoz, hogy a későbbi cianidálás során 83%-os vagy annál nagyobb aranykivonást érjenek el. A nagyon tűzálló érceknél ezzel szemben az előkezelési folyamat során több mint 100 kg klórra lehet szükség tonnánként. Más oxidálószereket, például a hidrogén-peroxidot, a nátrium-hipokloritot és a kálium-permanganátot is vizsgálták. A nátrium-hipoklorit például nemcsak a szulfidásványokat oxidálja, hogy felfedje a kapszulázott aranyat, hanem passziválja a széntartalmú anyagokat is, csökkentve azok aranyrabló hatását. A kutatások kimutatták, hogy bizonyos esetekben a nátrium-hipoklorit előkezelő szerként való alkalmazása jelentősen javíthatja az arany kinyerési arányát a későbbi cianidos kioldás során.

Bakteriális oxidáció

A bakteriális oxidáció egy feltörekvő és környezetbarát előkezelési módszer. Vegyes acidofil baktériumok használhatók az ércben található szulfidásványok oxidálására. Ez az eljárás hatékonyan megoldja az arany szulfidok általi beágyazódásának problémáját. A bakteriális oxidáció során a baktériumok metabolizálják a szulfidásványokat, lebontják azokat és felszabadítják a beágyazott aranyat. Ugyanakkor az aktív szén használata a későbbi cianidos kioldási folyamatban kihasználhatja annak versenyképes adszorpciós képességét, hogy ellensúlyozza a széntartalmú anyagok aranyrabló hatását. Például egy jünnani Carlin-típusú széntartalmú aranylelőhelyen végzett vizsgálatban a bakteriális oxidáció és a szén-a-cellulóz cianidálás kombinációjával az arany kinyerési aránya elérte a 82.39%-ot, míg a cianid reagens fogyasztása 49.68%-kal csökkent. Ez azt mutatja, hogy a bakteriális oxidációs - szén-cianidos kioldási eljárás hatékony módszer a széntartalmú Carlin-típusú aranyércek kezelésére.

Összegzés

A karbontartalmú Carlin-típusú aranyércek jelentős kihívást jelentenek a cianidos kioldási folyamatban az aranykapszulázás és a szén aranyrabló hatása miatt. Míg a közvetlen cianidos kioldás általában hatástalan, különböző előkezelési módszerek, mint például a pörkölés, a kémiai oxidáció és a bakteriális oxidáció, potenciális megoldásokat kínálnak. Mindegyik módszernek megvannak a maga előnyei és korlátai az arany kinyerése, a költségek és a környezeti hatások tekintetében. Ezek közül a bakteriális oxidáció - a szén-cianidos kioldás és bizonyos kémiai oxidációs módszerek nagy ígéretet mutatnak ezen tűzálló ércek hatékony kezelésére. További kutatásokra van azonban szükség ezen folyamatok optimalizálásához, a költségek csökkentéséhez és környezetbarát jellegük javításához, hogy az arany kinyerése a karbontartalmú Carlin-típusú aranyércekből hatékonyabb és fenntarthatóbb legyen.