Cianidációs aranykivonás: Fókuszban a perkolációs cianidációs folyamat

Bevezetés

Az arany mindig is jelentős értéket képviselt az emberiség történelme során, nemcsak az ékszerekben való felhasználása miatt, hanem számos iparágban, például az elektronikában, a fogászatban és a repülőgépiparban is. Az arany kinyerése az ércekből összetett folyamat, amelynek egyik legszélesebb körben alkalmazott módszere a cianidálás. A cianidálásos aranykinyerés a következőket foglalja magában: cianid oldatok az arany feloldására az ércből. Ez a folyamat azért működik, mert az arany képes stabil komplexeket képezni a cianidionokkal. Ez a cikk mélyrehatóan foglalkozik a cianidálási folyamattal, különös tekintettel a Perkolációs cianidáció módszer.

A cianidációs aranykivonás megértése

A cianidáció elve

A cianidálás alapelve az arany és a cianid oxigén jelenlétében történő reakcióján alapul. Amikor az arany cianidoldattal érintkezik, és oxigén áll rendelkezésre, kémiai reakció játszódik le. E reakció során az arany oxidálódik, és oldható komplexet képez. A cianidionok kulcsszerepet játszanak ebben a folyamatban azáltal, hogy kötődnek az aranyionokhoz, és feloldják azokat az oldatban. Ez az oldhatóság lehetővé teszi az arany elválasztását az ércmátrixtól, ami az első lépés az arany kinyerésében a nyersércből.

A cianidáció általános folyamata

A cianidálási folyamat jellemzően több fő lépésből áll:

1. Érc előkészítéseAz ércet először összezúzzák és megfelelő szemcseméretre őrlik. Ez a lépés elengedhetetlen, mivel növeli az érc felületét, lehetővé téve a jobb érintkezést a cianidoldattal. A folyamat több zúzásból és őrlésből állhat a kívánt finomság elérése érdekében.

2. Ciános kilúgozásAz érc előkészítése után cianidoldattal kioldják. Különböző kioldási módszerek léteznek, két fő típusa a keveréses cianidálás és a perkolációs cianidálás. A keveréses cianidálás során az ércet kevert tartályokban keverik a cianidoldattal. A cikk középpontjában álló perkolációs cianidálás során a cianidoldat átszivárog az ércrétegen.

3. Arany elválasztása - csapágyoldatMiután a kioldási folyamat befejeződött, az aranytartalmú oldatot el kell választani a szilárd maradéktól. Ez olyan módszerekkel érhető el, mint a szűrés vagy az ülepítés.

4. Arany visszanyeréseAz aranytartalmú oldat elválasztása után különféle technikákat alkalmaznak az arany kinyerésére. A gyakori módszerek közé tartozik a cinkkicsapás, ahol cinket adnak az oldathoz, hogy kiszorítsák az aranyat a komplexből, szilárd aranyrészecskéket képezve. Egy másik módszer az aktív szén adszorpció, ahol aktív szenet használnak az aranykomplex adszorbeálására az oldatból, amelyet aztán tovább feldolgoznak tiszta arany előállítására.

Perkolációs cianidációs folyamat

Hogyan működik a perkolációs cianidáció?

A perkolációs cianidálás egy olyan eljárás, amelynek során híg cianidoldatot szivárogtatnak át zúzott vagy agglomerált ércrétegen. Az ércet általában egy nagy tartályba, például egy kioldókádba vagy egy halomba helyezik. A cianidoldat egyenletesen oszlik el az ércréteg felületén, majd a gravitáció hatására lassan lecsorgat az ércen keresztül. Ahogy az oldat áthalad az ércen, a cianid reakcióba lép az ércben jelenlévő arannyal, oldható arany-cianid komplexet képezve. Ezt a komplexet ezután a tartály alján gyűjtik össze.

A perkolációs cianidálás főbb összetevői és lépései

1.Érc előkészítése perkolációs cianidáláshoz:

• Zúzás és szűrésAz ércet először viszonylag durva szemcseméretre zúzzák, jellemzően néhány centimétertől néhány milliméterig terjedő tartományba. Ez biztosítja, hogy elegendő üreg legyen az ércrétegben a cianidoldat átszivárgásához. A zúzás után az ércet átrostálhatják a túlméretezett részecskék eltávolítása érdekében.

• Agglomeráció (opcionális)Bizonyos esetekben, különösen a magas agyagtartalmú vagy finomszemcsés anyagok esetén, agglomerációra lehet szükség. Az agglomeráció során kötőanyagot, például cementet vagy meszet adnak az érchez, és vízzel keverik össze. Ez segít nagyobb, stabilabb részecskék képződésében, javítja az ércréteg áteresztőképességét és megakadályozza a pórusok eltömődését a perkolációs folyamat során.

2. Kioldás beállítása:

• Kimosókádak vagy halomkimosás:

• KimosókádakKisebb léptékű műveletekhez vagy magasabb minőségű ércek kinyeréséhez általában kimosókádakat használnak. Ezek nagy, bélelt tartályok, ahová az ércet helyezik. A kádak dupla aljjal vannak felszerelve, amely lehetővé teszi, hogy a cianidoldat az ércréteg alatt gyűljön össze anélkül, hogy a szilárd részecskéket magával vinné. A cianidoldatot a kád tetején vezetik be, akár egy permetezőrendszeren keresztül, akár egyszerűen az ércre öntve.

• Halom kilúgozásA halmos kioldás alkalmasabb nagyméretű műveletekhez és alacsony minőségű ércek kinyeréséhez. A halmos kioldás során az ércet egy vízzáró fóliára halmozzák a talajon. A halom meglehetősen nagy lehet, néha több hektárt is ellephet. A cianidoldatot szórófejek vagy csepegtető öntözőrendszerek hálózatával osztják el a halmon.

• Cianid oldat készítéseA perkolációs cianidálás során használt cianidoldat jellemzően a következő anyagok híg oldata: Nátrium-cianid vagy kálium-cianid, amelynek koncentrációja általában 0.01–0.1 tömeg% között van. Az oldat más adalékanyagokat is tartalmazhat, például meszet, az oldat pH-értékének beállításához. A megfelelő pH fenntartása kulcsfontosságú, mivel ez befolyásolja a cianid stabilitását és az arany oldódási sebességét. A cianidálás optimális pH-értéke általában 10–11 körül van.

3. Perkoláció és kioldódás:

• MegoldáselosztásA cianidoldatot egyenletesen oszlatják el az ércréteg felületén. Kilúgozó kádak esetén ez perforált csővel vagy szórófejes rendszerrel érhető el. Halomlúgozás esetén a szórófejek vagy csepegtető öntözőrendszerek biztosítják, hogy az oldat elérje a halom minden részét.

• Kioldódási időA perkolációs cianidálás során a kioldódási idő jelentősen változhat olyan tényezőktől függően, mint az érc típusa, a szemcseméret és a cianidoldat koncentrációja. Általában több naptól több hétig terjedhet. Ez idő alatt a cianidoldat folyamatosan átszivárog az ércen, reakcióba lép az arannyal és feloldja azt.

• Monitoring és ellenőrzésA kioldási folyamat során elengedhetetlen a különböző paraméterek monitorozása. Ez magában foglalja az oldat pH-értékének, az oldatban lévő cianid koncentrációjának és az oldatban oldott arany mennyiségének rendszeres ellenőrzését. Az oldatból rendszeres időközönként mintákat vesznek, és laboratóriumban elemzik. A kioldási folyamat optimalizálása érdekében szükség esetén a pH-érték vagy a cianid koncentrációja módosítható.

4. Terhes oldat gyűjtése és kezelése:

• GyűjteményAz aranytartalmú oldatot, más néven terhes oldatot, a kioldókád alján vagy a halomkioldás során a vízelvezető rendszerből gyűjtik össze. A kioldókádakban a terhes oldatot az álfenék alján található szelepen keresztül szívják el. Halomkioldás esetén az oldatot a halom alján található zsompokban vagy tavakban gyűjtik össze.

• KezelésekAz összegyűjtött, terhes oldatot kezelik az arany kinyerése érdekében. Amint azt korábban említettük, a gyakori módszerek közé tartozik a cinkkicsapás és az aktív szén adszorpció. A cinkkicsapás során cinkport vagy cinkforgácsot adnak a terhes oldathoz. A cink reakcióba lép az arany-cianid komplexszel, kiszorítja az aranyat, és szilárd aranyrészecskéket képez, amelyeket ezután szűrni és tovább feldolgozni lehet. Az aktív szén adszorpciója során a terhes oldatot egy aktív szénnel töltött oszlopon vezetik át. Az arany-cianid komplex adszorbeálódik a szén felületén, majd a szenet eltávolítják az oszlopból, és feldolgozzák az arany kinyerése érdekében.

A perkolációs cianidálás előnyei és hátrányai

Előnyök

1. Alkalmasság alacsony minőségű ércekhezA perkolációs cianidálás, különösen a halmos kioldás, rendkívül hatékony az alacsony minőségű aranyércek kezelésében. Mivel az eljárás viszonylag egyszerű, és nem igényel kiterjedt őrlést és drága berendezéseket a finomszemcsés ércfeldolgozáshoz, gazdaságilag életképes lehet olyan ércek esetében, amelyeket más, összetettebb módszerekkel nem lenne jövedelmező feldolgozni.

2. Alacsony tőke- és üzemeltetési költségekNéhány más aranykinyerési módszerhez, például a keveréses cianidáláshoz képest, amely nagy, drága keverőtartályokat és a keveréshez magas energiafogyasztást igényel, a perkolációs cianidálás alacsonyabb tőkeköltségekkel jár. A szükséges berendezések, mint például a kimosókádak vagy az egyszerű halomépítő anyagok, viszonylag olcsók. Ezenkívül az üzemeltetési költségek is alacsonyabbak, mivel kevesebb energiát fogyaszt, és kevesebb munkaerőt igényel a napi működéshez.

3. Környezeti előnyök (relatíve)Környezeti hatás szempontjából a perkolációs cianidálásnak lehetnek előnyei. Például a halom kioldásánál az ércet nem kell alaposan őrölni, ami csökkenti a finom por keletkezését. A bélelt kioldókádak vagy halombélések használata is segít megelőzni a cianidot tartalmazó oldatok környezetbe való szivárgását. Meg kell azonban jegyezni, hogy a cianid továbbra is erősen mérgező anyag, és a megfelelő környezetgazdálkodás továbbra is kulcsfontosságú.

4. Egyszerű folyamatA perkolációs cianidálás folyamata viszonylag egyszerű, könnyen érthető és működtethető. Ezáltal a kisméretű bányászati ​​​​műveletek számára is elérhető, korlátozott műszaki szakértelemmel.

Hátrányok

1. Lassú kimosódási sebességA perkolációs cianidálás egyik fő hátránya a viszonylag lassú kioldódási sebesség. A keveréses cianidáláshoz képest, ahol az ércet folyamatosan keverik a cianidoldattal, a perkolációs folyamat az oldat ércrétegen keresztüli lassú mozgásán alapul. Ez hosszabb kioldódási időket eredményezhet, ami nem feltétlenül alkalmas olyan műveletekhez, amelyek nagy áteresztőképességet vagy gyors átfutási időt igényelnek.

2. Alacsony aranyhozam bizonyos esetekbenA perkolációs cianidálás arany-kinyerési aránya alacsonyabb lehet, mint más módszereknél, különösen az összetett ásványi összetételű ércek esetében. Ha az arany finoman eloszlik vagy más ásványokba van zárva, a cianidoldat nem biztos, hogy képes lesz hatékonyan hozzáférni az összes aranyrészecskéhez, ami alacsonyabb kinyerési arányhoz vezet.

3. Cián toxicitásA cianid egy erősen mérgező anyag, és perkolációs cianidálásban való használata jelentős környezeti és biztonsági kockázatot jelent. A cianidot tartalmazó oldatok bármilyen szivárgása vagy nem megfelelő kezelése súlyos következményekkel járhat a környezetre és az emberi egészségre nézve. Szigorú biztonsági intézkedéseket és környezetvédelmi előírásokat kell betartani ezen kockázatok minimalizálása érdekében.

4. Érzékenység az érc tulajdonságairaA perkolációs cianidálás sikere nagymértékben függ az érc tulajdonságaitól. A magas agyagtartalmú ércek például problémákat okozhatnak az ércréteg áteresztőképességével, ami gyenge oldatáramláshoz és nem hatékony kioldódáshoz vezethet. Ezenkívül az olyan ércek, amelyek bizonyos, cianiddal reakcióba lépő ásványokat tartalmaznak, például a réztartalmú ásványokat, cianidot fogyaszthatnak, és csökkenthetik a kioldási folyamat hatékonyságát.

Összehasonlítás más aranykivonási módszerekkel

Összehasonlítás a keveréses cianidációval

1. Kioldódási hatékonyságA keveréses cianidálás általában nagyobb kioldási hatékonysággal rendelkezik a perkolációs cianidáláshoz képest. A keveréses cianidálás során az érc és a cianidoldat folyamatos keverése jobb érintkezést biztosít a kettő között, ami az arany gyorsabb oldódását eredményezi. Ez rövidebb kioldódási időket és magasabb aranykinyerési arányt eredményezhet, különösen a magas aranytartalmú vagy összetett ásványtani összetételű ércek esetében.

2. Felszerelés és költségA keveréses cianidálás összetettebb és drágább berendezéseket igényel, beleértve a nagy keverőtartályokat, a keveréshez szükséges erős motorokat és a kifinomult zagyszivattyúzási rendszereket. Ez magasabb tőkeköltségeket eredményez. Ezzel szemben a perkolációs cianidálás egyszerűbb berendezéseket igényel, például kioldókádakat vagy alapvető halomépítő anyagokat, így költséghatékonyabb a tőkebefektetés szempontjából. A keveréses cianidálás üzemeltetési költségei azonban nem feltétlenül magasabbak, mivel a rövidebb kioldási idők ellensúlyozhatják a keveréshez szükséges magasabb energiafogyasztást.

3. Érctípusokhoz való alkalmasságA keveréses cianidálás alkalmasabb olyan ércekhez, amelyek finom őrlést és intenzív feldolgozást igényelnek, mint például a szulfidban gazdag aranyércek. A perkolációs cianidálás ezzel szemben jobban megfelel az alacsony minőségű, oxidált ércekhez, amelyek durvább állapotban feldolgozhatók.

Összehasonlítás a cianidot nem tartalmazó aranykivonási módszerekkel

1. Környezeti HatásA cianidos aranykivonási módszereket, mint például a tiourea-lúgozást vagy a bio-lúgozást, gyakran környezetbarátabbnak tekintik, mivel nem használnak erősen mérgező cianidot. Ezeknek a módszereknek azonban megvannak a saját környezeti kihívásaik. Például a tiourea káros lehet a környezetre, ha nem megfelelően kezelik, a bio-lúgozás pedig speciális környezeti feltételeket és hosszabb feldolgozási időt igényelhet. A perkolációs cianidálás, a cianid használata ellenére, környezetbarát módon kezelhető a cianidot tartalmazó oldatok megfelelő elszigetelésével és kezelésével.

2. Költség és HatékonyságA cianidos módszerekkel szemben magasabbak lehetnek a költségek a reagensek vagy az energiafogyasztás tekintetében. Például a tiourea drágább, mint a cianid, és a biológiai kioldás speciális mikrobiális kultúrákat és szabályozott környezeti feltételeket igényelhet, ami növelheti a költségeket. Hatékonyság szempontjából a cianidos eljárás, beleértve a perkolációs cianidos eljárást is, általában magasabb aranykinyerési aránnyal rendelkezik, mint egyes cianidos módszerek, különösen a hagyományos aranyércek esetében.

Összegzés

A perkolációs cianidálás fontos módszer az aranykitermelési iparban, különösen az alacsony minőségű és oxidált aranyércek kezelésében. Egyszerűsége, viszonylag alacsony költsége és bizonyos típusú ércekhez való alkalmassága értékes eljárássá teszi. Ugyanakkor nincsenek hátrányai, mint például a lassú kioldódási sebesség, az alacsonyabb aranykinyerési potenciál, valamint a cianid használatával járó környezeti és biztonsági kockázatok. Ahogy a bányászati ​​ipar folyamatosan fejlődik, erőfeszítéseket tesznek a perkolációs cianidálási folyamat fejlesztésére, például az ércek jobb jellemzése, a folyamatparaméterek optimalizálása, valamint a cianid hatékonyabb és környezetbarátabb kezelési módjainak kidolgozása révén. Emellett folyamatban vannak az alternatív aranykitermelési módszerek kutatása is, amelyek leküzdhetik a cianidálás korlátait. Ezen kihívások ellenére a perkolációs cianidálás valószínűleg a belátható jövőben is jelentős szerepet fog játszani az aranytermelésben, különösen azokban a régiókban, ahol bőséges az alacsony minőségű aranyforrás.