Ոսկու ցիանիդացում. Խառնաշփոթ ցիանիդացման գործընթացի խորը ուսումնասիրություն

Ոսկու արդյունահանման ոլորտում ցիանիդացումը ավելի քան մեկ դար առաջ զբաղեցնում է առաջատար դիրք։ 1887 թվականին ոսկու և արծաթի հանքաքարերի արդյունահանման համար իր ստեղծումից ի վեր, այս մեթոդը անընդհատ զարգացել է՝ մնալով ամենատարածված մեթոդներից մեկը՝ իր բարձր արդյունահանման տեմպի, տարբեր հանքաքարերի տեսակներին հարմարվողականության և տեղական արտադրության իրագործելիության շնորհիվ։

1. Ոսկու արդյունահանման մեջ ցիանիդացման հասկացումը

Ցիանացումը քիմիական գործընթաց է, որն օգտագործում է ցիանիդ իոններ՝ ոսկու հետ լուծելի կոմպլեքսներ առաջացնելու համար։ Թթվածնի և ջրի առկայության դեպքում ցիանիդային իոնները փոխազդում են ոսկու ատոմների հետ։ Այս ռեակցիայի արդյունքում առաջանում է լուծելի միացություն, որտեղ ոսկին կապվում է ցիանիդային իոնների հետ, ինչը թույլ է տալիս ոսկուն լուծվել լուծույթում։ Չնայած այս գործընթացը խիստ արդյունավետ է ոսկի արդյունահանելու համար, այն նաև լուրջ բնապահպանական և անվտանգության հետ կապված մտահոգություններ է առաջացնում, քանի որ ցիանիդը թունավոր նյութ է։

2. Ցիանացման մեթոդների տեսակները

Ցիանացման մեթոդները կարելի է լայնորեն դասակարգել երկու հիմնական կատեգորիայի՝ խառնման ցիանացում և պերկոլացիոն ցիանացում։

• Խառնում ցիանացումԱյս մեթոդը հիմնականում օգտագործվում է ֆլոտացիոն ոսկու կոնցենտրատների կամ ընդհանրապես տիղմի ցիանացման սցենարների մշակման համար: Այն ներառում է հանքաքարի միջուկի եռանդուն խառնումը ցիանիդի լուծույթի հետ: Այդպիսով, այն ապահովում է, որ հանքաքարի մեջ գտնվող ոսկի պարունակող մասնիկները առավելագույն շփման մեջ մտնեն ցիանիդային իոնների հետ՝ նպաստելով ոսկու արդյունահանմանը:

• Պերկոլացիոն ցիանացումՀարմար է ցածր պարունակությամբ ոսկու հանքաքարերի համար, պերկոլացիոն ցիանիդացումը գործում է՝ թույլ տալով ցիանիդային լուծույթին կաթիլ-կաթիլ հոսել հանքաքարի շերտի միջով։ Այս մեթոդը սպառում է ավելի քիչ էներգիա՝ համեմատած խառնման ցիանիդացման հետ։ Սակայն դրա կիրառումը սահմանափակվում է լավ թափանցելիություն ունեցող հանքաքարերով, ինչը թույլ է տալիս ցիանիդային լուծույթին հեշտությամբ հոսել դրա միջով։

3. Ոսկու արդյունահանման գործընթաց՝ խառնիչ ցիանիդացմամբ

Ագրեսիան Ցիանացում Ոսկու արդյունահանում Գործընթացը ներառում է երկու հիմնական ենթագործընթաց՝ ցիանիդացում - ցինկի փոխարինման գործընթաց և չֆիլտրված ցիանիդացում։ Բնածուխ լորձաթաղանթի գործընթաց:

3.1 Ցիանացում - ցինկի փոխարինման գործընթաց (CCD և CCF մեթոդներ)

• Հումքի լվացման նախապատրաստումՍկզբնական քայլը ներառում է հանքաքարի պատրաստումը լվացման գործընթացին: Սա հաճախ ներառում է հանքաքարի մանրացումը փոքր կտորների, ապա մանրացումը մինչև նուրբ կոնսիստենցիա ստանալը: Որոշ դեպքերում նախնական մշակում է իրականացվում նաև հանքաքարի մեջ ոսկու մասնիկները ավելի հասանելի դարձնելու համար: Նպատակն է ստեղծել օպտիմալ մասնիկի չափս ունեցող մանրաթել, որը կնպաստի հանքաքարի և ցիանիդի լուծույթի միջև ավելի լավ փոխազդեցությանը:

• Խառնում Ցիանացում ԼվացքՊատրաստված հանքաքարի միջուկը տեղափոխվում է խառնման բաքեր, որտեղ ավելացվում է ցիանիդի լուծույթ: Այս բաքերը հագեցած են խառնիչներով, որոնք լավ խառնում են միջուկը և ցիանիդի լուծույթը: Թթվածինը ներմուծվում է բաքերի մեջ՝ կամ օդափոխության միջոցով, կամ օքսիդացնող նյութեր ավելացնելով: Այս թթվածինը նպաստում է քիմիական ռեակցիայի առաջացմանը, որը լուծարում է ոսկին ցիանիդի լուծույթում:

• Հակահոսանքային լվացում պինդ և հեղուկ նյութերի բաժանման համարԼվացման գործընթացից հետո ստացված խառնուրդը բաղկացած է պինդ մնացորդներից և հեղուկ փուլից, որը հայտնի է որպես հագեցած լուծույթ, որը պարունակում է լուծված ոսկի: Այս երկու բաղադրիչները առանձնացնելու համար հակահոսանքային լվացման համակարգում օգտագործվում են մի շարք խտացուցիչներ կամ ֆիլտրեր: Շարունակական հաշվիչի - հոսանքի դեկանտացիայի (CCD) կամ անընդհատ հաշվիչի - հոսանքի ֆիլտրացիայի (CCF) նման մեթոդներ են կիրառվում՝ ոսկի պարունակող լուծույթի որքան հնարավոր է մեծ մասը վերականգնելու և պինդ մնացորդների հետ կորցրած ոսկու քանակը նվազագույնի հասցնելու համար:

• Լվացվող հեղուկի մաքրում և դեօքսիդացումՊինդ-հեղուկ բաժանման փուլից ստացված հագեցած լուծույթը կարող է պարունակել խառնուրդներ և լուծված թթվածին: Մաքրման ընթացակարգերը կիրառվում են կախված պինդ մասնիկները և այլ աղտոտիչները հեռացնելու համար, որոնք կարող են խաթարել ոսկու հետագա վերականգնման գործընթացը: Դեօքսիդացումը նույնքան կարևոր է, քանի որ թթվածինը կարող է առաջացնել ոսկի-ցիանիդ միացության վերաօքսիդացում՝ նվազեցնելով հաջորդող ցինկի փոխարինման գործընթացի արդյունավետությունը:

• Ցինկի փոշու (մետաքսի) փոխարինում և թթու դնելՄաքրված և ապաօքսիդացված հագեցած լուծույթին ավելացվում է ցինկի փոշի կամ ցինկի մետաքս։ Ցինկն ավելի ռեակտիվ է, քան ոսկին, ուստի այն դուրս է մղում ոսկին լվացման գործընթացում առաջացած միացությունից։ Սա հանգեցնում է ոսկի և ցինկ պարունակող պինդ նստվածքի առաջացմանը, որը սովորաբար անվանում են ոսկու ցեխ։ Փոխարինման ռեակցիայից հետո ոսկու ցեխը սովորաբար մշակվում է թթվային լուծույթով՝ ավելորդ ցինկը և այլ խառնուրդները հեռացնելու համար։

• Հալեցման ձուլակտորներՑիանացման և ցինկի փոխարինման գործընթացի վերջին փուլը ոսկու ցեխի հալեցումն է՝ մաքուր ոսկու ձուլակտորներ ստանալու համար: Ոսկու ցեխը հալվում է բարձր ջերմաստիճաններում վառարանում, և մի շարք մաքրման քայլերի միջոցով մնացած խառնուրդները հեռացվում են՝ ստանալով բարձր մաքրության ոսկու ձուլակտորներ:

3.2 Չֆիլտրացված ցիանիդացման ածխածնային խառնուրդի ստեղծման գործընթաց (CIP և CIL մեթոդներ)

• Լվացքի նյութի պատրաստումՆման ցիանիդացման և ցինկի փոխարինման գործընթացին, առաջին խնդիրը հանքաքարը լվացման համար պատրաստելն է: Սա պահանջում է հանքաքարը մանրացնել մինչև համապատասխան մասնիկների չափի՝ մանրացման և աղացման գործողությունների միջոցով:

• Խառնիչ լվացում և հակահոսանքային ածխածնի ադսորբցիաԱծխածինը թաղանթի մեջ (CIP) մեթոդում ցիանիդի լվացման գործընթացը նախ տեղի է ունենում մի շարք խառնման բաքերում: Երբ ոսկին լուծվում է լուծույթի մեջ, Ակտիվացված ածխածն Ավելացվում է միջուկին: Ակտիվացված ածուխը ուժեղ կապ ունի ոսկի-ցիանիդ միացության հետ և կլանում է լուծված ոսկին իր մակերեսին: Ածխածինը լվացման մեջ (CIL) մեթոդում ակտիվացված ածուխը ավելացվում է լվացման բաքին ցիանիդի լուծույթի հետ միաժամանակ, ուստի լվացման և կլանումի գործընթացները տեղի են ունենում միաժամանակ: Ե՛վ CIP, և՛ CIL մեթոդում պահպանվում է ածխածնի և միջուկի հակահոսանքային հոսք՝ ածխածնի կողմից կլանում է ոսկու քանակը մեծացնելու համար:

• Ոսկիով հագեցած ածխածնի դեսորբցիաԱդսորբցիայի գործընթացից հետո ոսկով հարուստ ածխածինը պետք է առանձնացվի միջուկից։ Այնուհետև ոսկին հեռացվում է ածխածնից՝ օգտագործելով տաք կաուստիկ-ցիանիդային լուծույթ։ Այս լուծույթը խզում է ոսկի-ցիանիդային միացության և ածխածնի միջև կապը՝ ոսկին հետ վերադարձնելով լուծույթի մեջ։

• ԷլեկտրոլիզԴեսորբցիայի գործընթացից ստացված ոսկով հարուստ լուծույթը ենթարկվում է էլեկտրոլիտիկ մշակման։ Այս գործընթացի ընթացքում լուծույթի միջով անցնում է էլեկտրական հոսանք։ Սա հանգեցնում է լուծույթում առկա ոսկու իոնների վերականգնմանը և կաթոդի վրա նստեցմանը, ձևավորելով ոսկու պինդ նստվածք, որը կարող է հետագայում զտվել։

• Հալեցման ձուլակտորներԷլեկտրամշակման միջոցով ստացված ոսկին համեմատաբար մաքուր է, բայց կարող է պարունակել որոշ խառնուրդներ։ Հալեցումը կատարվում է ոսկին ավելի մաքրելու և ցանկալի մաքրության ձուլակտորների մեջ ձուլելու համար։

• Ածխածնի վերականգնումՈսկու կլանումից հետո օգտագործված ածխածինը կարող է վերականգնվել և վերօգտագործվել: Սա ենթադրում է ածխածնի բարձր ջերմաստիճանային մշակման ենթարկումը՝ կլանված խառնուրդները վերացնելու և ոսկի կլանելու նրա ունակությունը վերականգնելու համար:

4. CIP և CIL գործընթացների համեմատություն

• Գործընթացի տևողությունըԸնդհանուր առմամբ, CIP գործընթացը ընդհանուր առմամբ ավելի երկար է տևում, քան CIL-ը։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ CIP-ում լվացումը և ադսորբցիան ​​առանձին գործողություններ են։ Քանի որ CIL-ում լվացումը և ադսորբցիան ​​տեղի են ունենում միաժամանակ, ամբողջ գործընթացը կարող է ավարտվել ավելի կարճ ժամանակում։ Սակայն, CIL գործընթացը պահանջում է ավելի բարդ վերահսկողություն, քանի որ երկու գործընթացներն էլ տեղի են ունենում միաժամանակ։

• Ածխածնի և շիշի կառավարումCIL գործընթացում շրջանառության մեջ ավելի մեծ ծավալի ածխածին կա, և ածխածնի կոնցենտրացիան խառնուրդում ավելի ցածր է, քան CIP-ում։ Արդյունքում, CIL-ում ածխածնի փոխանցման համար անհրաժեշտ խառնուրդի ծավալը սովորաբար մի քանի անգամ մեծ է CIP-ի ծավալից (մոտ չորս անգամ)։ Սա ազդում է սարքավորումների չափսերի և էներգիայի սպառման վրա։

• Մետաղական կուտակումներ և ոսկու աստիճան լուծույթումCIP գործընթացում համակարգում մնում է մետաղի զգալի քանակություն (մետաղի կուտակում), և այս մետաղը բավականին հավասարաչափ բաշխված է ակտիվացված ածխի և լուծույթի միջև: CIL-ում մետաղի մեծ մասը ադսորբվում է ակտիվացված ածխի վրա: Բացի այդ, CIL գործընթացում լուծույթում ոսկու կոնցենտրացիան ավելի բարձր է, քան CIP-ում: Դա պայմանավորված է նրանով, որ CIL-ում, ոսկու լվացման հետ մեկտեղ, այն նաև անընդհատ ադսորբվում է, ինչը լրացնում է լուծույթում լուծված ոսկին: Մյուս կողմից, CIP-ում դա միաստիճան ադսորբցիոն գործընթաց է՝ լուծված ոսկու սահմանափակ լրացմամբ:

5. Բնապահպանական և անվտանգության նկատառումներ

Չնայած իր արդյունավետությանը, ցիանիդացումը, մասնավորապես՝ խառնման ցիանիդացումը, ներկայացնում է զգալի բնապահպանական և անվտանգության ռիսկեր: Ցիանիդը խիստ թունավոր է, և ցանկացած արտահոսք կամ անպատշաճ օգտագործում կարող է հանգեցնել շրջակա միջավայրի լուրջ աղտոտման և սպառնալիք ներկայացնել մարդու առողջության համար: Այս ռիսկերը հաղթահարելու համար ոսկու արդյունահանման գործողությունները հետևում են խիստ անվտանգության կանոնակարգերի: Դրանք ներառում են ցիանիդի պատշաճ պահպանումը և օգտագործումը, արտահոսքերը կանխելու համար անհրաժեշտ պարունակության համակարգերի տեղադրումը և ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի մաքրումը: Ավելին, շարունակական հետազոտությունները նպատակ ունեն մշակել այլընտրանքային, պակաս թունավոր արտահոսքի նյութեր՝ ոսկու արդյունահանման մեջ ցիանիդին փոխարինելու համար:

6: եզրափակում

Ագրիտացիոն ցիանիդացումը կենսական դեր է խաղում ժամանակակից ոսկու արդյունահանման արդյունաբերության մեջ՝ հնարավորություն տալով ոսկու բարձր արագությամբ արդյունահանում իրականացնել տարբեր տեսակի հանքաքարերից: Երկու հիմնական ենթագործընթացները՝ ցիանիդացումը՝ ցինկի փոխարինումը և չֆիլտրացված ցիանիդացման ածխածնային խառնուրդը, ունեն իրենց առավելությունները և ընտրվում են այնպիսի գործոնների հիման վրա, ինչպիսիք են հանքաքարի հատկությունները, շահագործման մասշտաբը և տնտեսական կենսունակությունը: Այնուամենայնիվ, արդյունաբերությունը պետք է շարունակի լուծել ցիանիդի օգտագործման հետ կապված բնապահպանական և անվտանգության մարտահրավերները՝ ոսկու արդյունահանման կայուն ապագան ապահովելու համար: