Ցիանիդային տարրալվացման գործընթացը ոսկու արդյունահանման մեջ. ամբողջական գործընթացը տարրալուծումից մինչև վերականգնում

ներածություն

Դրա հանքերից ոսկու արդյունահանումը դարեր շարունակ մեծ հետաքրքրության առարկա է դարձել։ Առկա տարբեր մեթոդների շարքում. Ցիանիդային տարրալվացում հայտնվել է որպես գովազդային հոլովակներում ամենաշատ կիրառվող տեխնիկաներից մեկը Ոսկու արդյունահանում արդյունաբերություն։ Այս գործընթացը թույլ է տալիս արդյունավետորեն տարրալուծել ոսկին իր ընդունող նյութերից՝ հնարավոր դարձնելով թանկարժեք մետաղը վերականգնել ավելի խտացված տեսքով: Այս հոդվածը կխորանա ոսկու արդյունահանման ժամանակ ցիանիդային տարրալվացման ամբողջական գործընթացում՝ սկսած ցիանիդային լուծույթներում ոսկու սկզբնական տարրալուծումից մինչև մետաղի վերջնական վերականգնում:

Ոսկու տարրալուծումը ցիանիդային լուծույթներում

Ներառված քիմիական ռեակցիաներ

Ցիանիդային լուծույթներում ոսկու տարրալուծումը հիմնված է քիմիական ռեակցիաների բարդ շարքի վրա։ Ընդհանուր ռեակցիան կարող է ներկայացվել հետևյալ հավասարմամբ.

4Au + 8NaCN + O2 + 4H4O → XNUMXNa[Au(CN)XNUMX] + XNUMXNaOH

Այս ռեակցիայում ոսկին (Au) արձագանքում է Նատրիումի ցիանիդ (NaCN) թթվածնի (O2) և ջրի (H2O) առկայության դեպքում նատրիումի դիցիանոաուրատ (Na[Au(CN)2]) և նատրիումի հիդրօքսիդ (NaOH) ձևավորելու համար: Այս ռեակցիայի մեջ թթվածնի դերը կարևոր է, քանի որ այն գործում է որպես օքսիդացնող նյութ՝ հեշտացնելով ոսկու տարրալուծումը:

Օպտիմալ տարրալուծման պայմանները

Ոսկու արդյունավետ տարրալուծման համար անհրաժեշտ է ուշադիր վերահսկել մի քանի պայմաններ: Լուծույթում ցիանիդի կոնցենտրացիան կրիտիկական գործոն է: Որպես կանոն, տարրալվացման գործընթացում օգտագործվում է 0.05 - 0.1% NaCN կոնցենտրացիան: Ավելի բարձր կոնցենտրացիան կարող է հանգեցնել ցիանիդի սպառման ավելացման՝ առանց ոսկու տարրալուծման համաչափ աճի, մինչդեռ ավելի ցածր կոնցենտրացիան կարող է հանգեցնել դանդաղ և թերի տարրալվացման:

Լուծույթի pH-ը նույնպես էական դեր է խաղում։ Լվացման գործընթացն ամենաարդյունավետն է թեթևակի ալկալային միջավայրում, որի pH միջակայքը 9.5 - 11 է: Այս pH-ում ցիանիդի իոնները առկա են իրենց չդիսոցացված ձևով (HCN), որն ավելի ռեակտիվ է ոսկու նկատմամբ: pH-ի կարգավորումը սովորաբար ձեռք է բերվում տարրալվացման լուծույթին կրաքարի (CaO) ավելացնելով:

Ջերմաստիճանը ևս մեկ կարևոր պարամետր է: Չնայած ռեակցիան կարող է տեղի ունենալ շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում, մոտ 25-35°C ջերմաստիճանի մի փոքր բարձրացումը կարող է մեծացնել ոսկու լուծարման արագությունը: Սակայն ջերմաստիճանի չափից ավելի բարձրացումը կարող է հանգեցնել ցիանիդի քայքայման՝ նվազեցնելով դրա արդյունավետությունը։

Հանքաքարերի նախնական մշակում

Մանրացում և մանրացում

Նախքան ցիանիդային տարրալվացման գործընթացը սկսելը, ոսկի պարունակող հանքաքարերը պետք է նախապես մշակվեն: Այս նախնական բուժման առաջին քայլը սովորաբար Ջախջախիչ և grinding. Հանքաքարերը մանրացնում են՝ փոքրացնելու համար, այնուհետև մանրացնում են մանր մասնիկների: Սա մեծացնում է հանքաքարի մակերեսը, ինչը թույլ է տալիս ավելի արդյունավետ շփում ոսկու մասնիկների և ցիանիդի լուծույթի միջև տարրալվացման գործընթացում:

Մանրացման աստիճանը մանրակրկիտ վերահսկվում է: Չափից ավելի մանրացնելը կարող է հանգեցնել նուրբ լորձաթաղանթների առաջացման, ինչը կարող է խնդիրներ առաջացնել պինդ-հեղուկի բաժանման հետագա քայլերի ընթացքում: Մյուս կողմից, թերի հղկումը կարող է հանգեցնել ոսկու մասնիկների անբավարար բացահայտմանը, ինչը կհանգեցնի թերի տարալվացման:

Տապակում և կենսաօքսիդացում

Որոշ դեպքերում ոսկու հանքաքարերը կարող են պարունակել հրակայուն միներալներ, որոնք կանխում են ցիանիդով ոսկու ուղղակի տարրալուծումը: Նման հանքաքարերի համար կարող են պահանջվել նախնական մշակման լրացուցիչ մեթոդներ, ինչպիսիք են բովելը կամ կենսաօքսիդացումը:

Տապակելը ներառում է հանքաքարի տաքացում օդի առկայությամբ՝ հրակայուն միներալները, օրինակ՝ սուլֆիդները օքսիդացնելու համար: Այս օքսիդացման գործընթացը քայքայում է հանքանյութերը՝ ազատելով ոսկու մասնիկները և դրանք ավելի հասանելի դարձնելով ցիանիդի լուծույթին:

Մյուս կողմից, կենսաօքսիդացումը օգտագործում է միկրոօրգանիզմներ՝ հրակայուն հանքանյութերը օքսիդացնելու համար: Սա ավելի էկոլոգիապես մաքուր այլընտրանք է բովելու համար, քանի որ այն գործում է ավելի ցածր ջերմաստիճաններում և արտադրում է ավելի քիչ վնասակար արտանետումներ: Միկրոօրգանիզմները, սովորաբար բակտերիաները կամ սնկերը, ընտրվում են՝ ելնելով հանքաքարում առկա հատուկ հրակայուն միներալները օքսիդացնելու նրանց կարողությունից:

Լվացման գործընթացը

Խառնված տանկի տարրալվացում

Խառնված տանկի տարրալվացումը ցիանիդով տարրալվացման ամենատարածված մեթոդներից մեկն է: Այս գործընթացում նախապես մշակված հանքաքարը խառնվում է ցիանիդի լուծույթի հետ մեծ խառնված տանկերում: Տանկերը հագեցած են խառնիչներով, որոնք ապահովում են հանքաքարի և լուծույթի մանրակրկիտ խառնումը՝ նպաստելով ոսկու մասնիկների և ցիանիդի իոնների շփումին։

Տարրալվացման ժամանակը կարող է տարբեր լինել՝ կախված հանքաքարի բնույթից և շահագործման պայմաններից: Ընդհանուր առմամբ, տարրալվացման գործընթացը կարող է տևել մի քանի ժամից մինչև մի քանի օր: Այդ ընթացքում տարրալվացման նմուշները պարբերաբար վերցվում և վերլուծվում են ոսկու տարրալուծման առաջընթացը վերահսկելու համար:

Կույտային տարրալվացում

Կույտային տարրալվացումը ևս մեկ լայնորեն կիրառվող մեթոդ է, հատկապես ցածրորակ ոսկու հանքաքարերի համար: Այս գործընթացում մանրացված հանքաքարը մեծ կույտերով դրվում է անթափանց երեսպատման վրա: Այնուհետև ցիանիդի լուծույթը ցողվում է կույտի վերին մասում և թույլ է տալիս թափանցել հանքաքարի միջով: Երբ լուծումն անցնում է կույտի միջով, այն լուծարում է ոսկու մասնիկները, և ստացված հղի լուծույթը հավաքվում է կույտի հատակում:

Կույտային տարրալվացումը համեմատած ավելի ծախսարդյունավետ մեթոդ է Խառնված տանկի տարրալվացում քանի որ այն պահանջում է ավելի քիչ կապիտալ ներդրումներ սարքավորումների մեջ: Այնուամենայնիվ, դա ավելի դանդաղ գործընթաց է և ավելի հարմար է համեմատաբար ցածր ոսկու պարունակությամբ հանքաքարերի համար:

Պինդ-Հեղուկ տարանջատում

Քամում

Տարրալվացման գործընթացի ավարտից հետո հաջորդ քայլը պինդ մնացորդի (պոչերի) առանձնացումն է հղի լուծույթից, որը պարունակում է լուծված ոսկի: Զտումը պինդ-հեղուկ տարանջատման ամենատարածված մեթոդներից մեկն է: Այս գործընթացում փոշին (պինդ և հեղուկի խառնուրդ) անցնում է զտիչ միջավայրի միջով, ինչպիսին է ֆիլտրի կտորը կամ ֆիլտրի մամլիչը: Պինդ մասնիկները պահվում են զտիչ միջավայրի վրա, մինչդեռ հեղուկը (հղի լուծույթը) անցնում է միջով և հավաքվում։

Զտիչ միջավայրի ընտրությունը կախված է պինդ մասնիկների բնույթից և աշխատանքային պայմաններից: Օրինակ, այն դեպքերում, երբ պինդ մասնիկները շատ նուրբ են, կարող է պահանջվել ավելի նուրբ ցանցավոր ֆիլտրի կտոր:

Դեկանտացիան

Decantation-ը ևս մեկ մեթոդ է, որը կարող է օգտագործվել պինդ-հեղուկ տարանջատման համար, հատկապես, երբ պինդ մասնիկները համեմատաբար մեծ են և հեշտությամբ նստում են: Այս գործընթացում ցեխը թույլատրվում է որոշ ժամանակ կանգնել նստվածքային տանկի մեջ: Պինդ մասնիկները ձգողականության պատճառով նստում են տանկի հատակին, և թափանցիկ վերին հեղուկը (հղի լուծույթը) այնուհետև զգուշորեն թափվում է:

Decantation-ը ֆիլտրացիայի համեմատ ավելի պարզ և քիչ էներգիայով ինտենսիվ մեթոդ է: Այնուամենայնիվ, այն կարող է այնքան էլ արդյունավետ չլինել շատ նուրբ պինդ մասնիկները բաժանելու համար:

Ոսկու վերականգնում հղիների լուծույթից

Ակտիվացված ածխածնի կլանումը

Հղի լուծույթից ոսկու վերականգնման ամենատարածված մեթոդներից մեկն է Ակտիվացված ածխածնի կլանումը. Այս գործընթացում ակտիվացված ածխածինը ավելացվում է հղի լուծույթին: Ոսկի-ցիանիդային համալիրը ուժեղ կապ ունի ակտիվացված ածխածնի մակերեսի հետ, և արդյունքում ոսկին ներծծվում է ածխածնի մասնիկների վրա:

Այնուհետև ածխածնի մասնիկները բաժանվում են լուծույթից, սովորաբար զտման կամ ֆիլտրման միջոցով: Ոսկու բեռնված ածխածինը հետագայում վերամշակվում է ոսկին կլանելու համար: Սա սովորաբար արվում է ածխածինը բարձր ջերմաստիճանի գոլորշու մշակման ենթարկելու կամ քիմիական քայքայող նյութ օգտագործելու միջոցով:

Ցինկի տեղումներ

Ցինկի տեղումները, որը նաև հայտնի է որպես Merrill-Crowe գործընթաց, ոսկու վերականգնման ևս մեկ մեթոդ է: Այս գործընթացում ցինկի փոշին ավելացվում է հղի լուծույթին: Ցինկն ավելի էլեկտրադրական է, քան ոսկին, և արդյունքում այն ​​տեղահանում է ոսկին ոսկի-ցիանիդ համալիրից։ Ռեակցիան կարող է ներկայացվել հետևյալ հավասարմամբ.

2Na[Au(CN)2] + Zn → XNUMXAu + NaXNUMX[Zn(CN)XNUMX]

Նստեցրած ոսկին, չհակազդված ցինկի հետ միասին, կազմում է ամուր նստվածք: Այս տիղմն այնուհետև առանձնացվում է լուծույթից, և ոսկին ավելի է զտվում՝ մաքուր արտադրանք ստանալու համար:

Ոսկու զտում

Հալեցում

Հղի լուծույթից ոսկին հանելուց հետո այն սովորաբար պետք է զտել՝ մնացած կեղտերը հեռացնելու համար: Ձուլումը ոսկու վերամշակման ամենատարածված մեթոդներից մեկն է: Այս գործընթացում ոսկի պարունակող նյութը տաքացվում է բարձր ջերմաստիճանի հոսքի առկայության դեպքում, ինչպիսին է բորակը: Հոսքը օգնում է իջեցնել ոսկու հալման կետը և նաև արձագանքում է կեղտերի հետ՝ ձևավորելով խարամ, որը կարելի է առանձնացնել հալած ոսկուց:

Այնուհետև հալած ոսկին լցնում են կաղապարների մեջ՝ ձուլակտորներ ձևավորելու համար: Այս ձուլակտորները կարող են հետագայում վերամշակվել կամ վաճառվել որպես կիսաֆաբրիկատ:

Էլեկտրոլիտիկ զտում

Էլեկտրոլիտիկ զտումը ոսկու զտման ավելի առաջադեմ մեթոդ է: Այս գործընթացում ոսկի պարունակող անոդը մաքուր ոսկու կաթոդի հետ միասին տեղադրվում է էլեկտրոլիտիկ խցում: Էլեկտրոլիտը սովորաբար ոսկու քլորիդի կամ ոսկու այլ աղերի լուծույթ է։ Երբ էլեկտրական հոսանք անցնում է բջջի միջով, անոդից ոսկին լուծվում է էլեկտրոլիտի մեջ, այնուհետև նստում կաթոդի վրա:

Ոսկուց ավելի էլեկտրադրական կեղտերը լուծվում են էլեկտրոլիտի մեջ, բայց չեն նստում կաթոդի վրա, մինչդեռ ոսկուց պակաս էլեկտրադրական կեղտերը մնում են որպես տիղմ բջիջի հատակին: Սա հանգեցնում է շատ բարձր մաքրության ոսկու արտադրանքի:

Բնապահպանական նկատառումներ

Ցիանիդի կառավարում

Ցիանիդը խիստ թունավոր նյութ է, և ցիանիդի պատշաճ կառավարումը ոսկու արդյունահանման գործընթացում չափազանց կարևոր է: Ցիանիդի օգտագործումը ոսկու արդյունահանման մեջ խստորեն կարգավորվում է շատ երկրներում՝ նվազագույնի հասցնելու դրա ազդեցությունը շրջակա միջավայրի և մարդու առողջության վրա:

Ցիանիդի կառավարման առանցքային ասպեկտներից մեկը ցիանիդի արտահոսքի կանխարգելումն է: Հանքարդյունաբերական աշխատանքների համար անհրաժեշտ է ունենալ համապատասխան զսպման համակարգեր՝ կանխելու ցիանիդ պարունակող լուծույթների արտահոսքը շրջակա միջավայր: Բացի այդ, կարևոր է նաև ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի մաքրումը: Գոյություն ունեն ցիանիդների մշակման մի քանի մեթոդներ՝ պարունակող կեղտաջրեր, ինչպիսիք են քիմիական օքսիդացումը, կենսաբանական մաքրումը և իոնների փոխանակումը:

Պոչամբարների հեռացում

Ոսկու արդյունահանման գործընթացից հետո առաջացած պինդ մնացորդները (պոչերը) նույնպես պետք է պատշաճ կերպով հեռացվեն: Պոչամբարները կարող են պարունակել ցիանիդի և այլ ծանր մետաղների հետքեր, որոնք կարող են վտանգ ներկայացնել շրջակա միջավայրի համար, եթե ճիշտ չկառավարվի:

Պոչամբարների հեռացման ընդհանուր եղանակներից մեկը դրանք պոչամբարներում պահելն է: Այս ամբարտակները նախատեսված են պոչամբարները պարունակելու և շրջակա միջավայր աղտոտող նյութերի արտանետումը կանխելու համար: Որոշ դեպքերում պոչամբարները կարող են նաև վերամշակվել՝ մնացած արժեքավոր օգտակար հանածոները վերականգնելու կամ շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը նվազեցնելու համար:

Եզրափակում

Ոսկու արդյունահանման մեջ ցիանիդով տարրալվացման գործընթացը բարդ և բազմաստիճան գործընթաց է, որը ներառում է ոսկու տարրալուծում ցիանիդային լուծույթներում, հանքաքարերի նախնական մշակում, տարրալվացում, պինդ-հեղուկ տարանջատում, ոսկու կորզում, զտում և շրջակա միջավայրի կառավարում: Այս գործընթացի յուրաքանչյուր քայլ մանրակրկիտ վերահսկվում է ոսկու արդյունավետ արդյունահանումն ու վերականգնումն ապահովելու համար՝ նվազագույնի հասցնելով շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը: Չնայած ցիանիդի օգտագործման հետ կապված մարտահրավերներին, գործընթացը մնում է կարևոր և լայնորեն կիրառվող մեթոդ ոսկու արդյունահանման առևտրային արդյունաբերության մեջ՝ շնորհիվ իր բարձր արդյունավետության և համեմատաբար ցածր գնի: Այնուամենայնիվ, շարունակական հետազոտություններ և զարգացումներ են իրականացվում այլընտրանքային մեթոդների մշակման համար, որոնք ավելի էկոլոգիապես մաքուր և կայուն են: