Ցիանացման գործընթաց ոսկու հանքաքարի վերամշակման մեջ

ներածություն

  ցիանացման գործընթացը in ոսկու հանքաքարի վերամշակում վճռորոշ և գրեթե անփոխարինելի դեր է խաղում ոսկու արդյունահանման համաշխարհային արդյունաբերության մեջ: Ոսկին, որպես թանկարժեք մետաղ իր վաղեմի արժեքով, հազարավոր տարիներ փնտրվել է մարդկության կողմից: Հին քաղաքակրթությունների հարստության և հզորության խորհրդանիշ լինելուց մինչև ոսկերչության, էլեկտրոնիկայի և ներդրումների ժամանակակից կիրառությունները՝ ոսկու պահանջարկը մնում է հետևողականորեն բարձր:

Ցիանացման գործընթացը ոսկու արդյունահանման հիմնաքարն է ավելի քան մեկ դար: Դրա նշանակությունը կայանում է նրանում, որ նա կարող է արդյունավետ կերպով ոսկի կորզել հանքաքարի բազմազան տեսակներից: Նախքան ցիանացման գործընթացի զարգացումը, ոսկու արդյունահանման մեթոդները հաճախ աշխատատար էին, ավելի քիչ արդյունավետ և շրջակա միջավայրին ավելի վնասակար: Օրինակ, միաձուլումը, ոսկու արդյունահանման ավելի վաղ մեթոդը, ներառում էր սնդիկի օգտագործումը ոսկու մասնիկների հետ կապելու համար։ Այնուամենայնիվ, այս մեթոդն ուներ զգալի թերություններ, ներառյալ սնդիկի բարձր թունավորությունը և հանքաքարի որոշ տեսակների վերականգնման համեմատաբար ցածր ցուցանիշները:

Ի հակադրություն, ցիանացման գործընթացը հեղափոխություն արեց ոսկու արդյունահանման արդյունաբերության մեջ: Ցիանիդային լուծույթներ օգտագործելով՝ այն կարող է լուծարել ոսկու մասնիկները, նույնիսկ նրանք, որոնք մանրակրկիտ տարածված են հանքաքարի ներսում՝ համեմատաբար բարձր արդյունավետությամբ: Սա թույլ է տալիս հանքարդյունաբերական ընկերություններին ոսկի կորզել այն հանքաքարերից, որոնք նախկինում համարվում էին ոչ տնտեսական մշակման համար: Իրականում, այսօր համաշխարհային ոսկու արդյունահանման մեծ մասը, որը գնահատվում է ավելի քան 80%, ինչ-որ ձևով կախված է ցիանացման գործընթացից: Անկախ նրանից, թե դա լայնածավալ բաց հանքեր է Հարավային Աֆրիկայում, Միացյալ Նահանգներում, թե ստորգետնյա հանքեր Ավստրալիայում և Չինաստանում, ցիանացման գործընթացը ոսկու արդյունահանման հիմնական մեթոդն է: Դրա լայն տարածումը վկայում է դրա արդյունավետության և տնտեսական կենսունակության մասին ոսկու արդյունահանման բարդ և մրցունակ աշխարհում:

Ինչ է ցիանացման գործընթացը

Ցիանացման գործընթացը, իր հիմքում, քիմիական արդյունահանման մեթոդ է, որը կապիտալացնում է ցիանիդ իոնների յուրահատուկ քիմիական հատկությունները: Ոսկու հանքաքարի վերամշակման համատեքստում նրա հիմնարար պրինCIPle-ն կենտրոնացած է ցիանիդ իոնների (CN^-) և ազատ ոսկու միջև կոմպլեքսավորման ռեակցիայի շուրջ։

Բնության մեջ ոսկին հաճախ ազատ վիճակում է, նույնիսկ երբ այն պարփակված է այլ հանքանյութերի մեջ: Երբ պարփակող հանքանյութերը կոտրվում են, ոսկին հայտնվում է որպես տարրական ոսկի: Ցիանիդային իոնները ոսկու նկատմամբ ուժեղ կապ ունեն։ Երբ ոսկի կրող հանքաքարը ենթարկվում է ցիանիդ պարունակող լուծույթի, ցիանիդի իոնները ոսկու ատոմների հետ կայուն բարդույթ են կազմում: Քիմիական ռեակցիան կարող է ներկայացվել հետևյալ հավասարմամբ.

4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH: Այս ռեակցիայի ժամանակ, թթվածնի ազդեցության տակ, ոսկու ատոմները միանում են ցիանիդ իոններին՝ ձևավորելով լուծելի ոսկի-ցիանիդ համալիր՝ նատրիումի դիցիանոաուրատ (Na[Au(CN)_2] ։ Այս փոխակերպումը թույլ է տալիս ոսկին, որն ի սկզբանե եղել է պինդ հանքաքարի մեջ, լուծարվել լուծույթի մեջ՝ առանձնացնելով այն հանքաքարի այլ ոչ ոսկյա բաղադրիչներից:

Խստորեն ասած, ցիանացման գործընթացը չի մտնում օգտակար հանածոների վերամշակման ավանդական շրջանակի մեջ, այլ դասակարգվում է որպես հիդրոմետալուրգիա: Օգտակար հանածոների մշակումը սովորաբար ներառում է ֆիզիկական տարանջատման մեթոդներ, ինչպիսիք են ջախջախումը, մանրացումը, ֆլոտացիան և ինքնահոս տարանջատումը` արժեքավոր միներալները տարանջատման հանքանյութերից: Ի հակադրություն, հիդրոմետալուրգիան օգտագործում է քիմիական ռեակցիաներ՝ ջրային լուծույթում մետաղներ հանելու համար դրանց հանքաքարերից։ Ցիանացման պրոցեսը, որն իր ապավինում է քիմիական ռեակցիաներին՝ ոսկին ցիանիդ պարունակող լուծույթում լուծելու համար, ակնհայտորեն պատկանում է հիդրոմետալուրգիայի ոլորտին: Այս դասակարգումը կարևոր է, քանի որ այն տարբերում է ցիանացման գործընթացը այլ ավելի ֆիզիկապես հիմնված հանքաքարի վերամշակման մեթոդներից և ընդգծում է դրա քիմիական ռեակցիայի վրա հիմնված բնույթը ոսկու արդյունահանման ժամանակ:

Ցիանացման գործընթացների տեսակները՝ CIP և CIL

Ոսկու արդյունահանման համար ցիանացման գործընթացների տիրույթում առանձնանում են երկու հիմնական մեթոդ՝ ածխածնի մեջ ցողունի (CIP) գործընթացը և ածխածնի մեջ տարալվացման (CIL) գործընթացը:

CIP գործընթացը բնութագրվում է հաջորդական գործողությամբ: Նախ, ոսկի կրող հանքաքարի միջուկը անցնում է արդյունահանման փուլ: Այս փուլում հանքաքարը խառնվում է ցիանիդ պարունակող լուծույթի հետ։ Թթվածնի առկայության, pH-ի և ջերմաստիճանի ճիշտ պայմաններում հանքաքարի ոսկին ցիանիդ իոնների հետ լուծվող բարդույթ է կազմում, ինչպես նկարագրված է հիմնական ցիանացման ռեակցիայում։ Լվացման գործընթացի ավարտից հետո ակտիվացված ածխածինը ներմուծվում է միջուկի մեջ: Այնուհետև ակտիվացված ածխածինը կլանում է լուծույթից ոսկի-ցիանիդային համալիրը: Լվացման և կլանման քայլերի այս տարանջատումը թույլ է տալիս որոշ դեպքերում ավելի վերահսկվող և օպտիմալացված գործընթաց իրականացնել: Օրինակ, այն հանքերում, որտեղ հանքաքարն ունի համեմատաբար կայուն բաղադրություն, և տարրալվացման պայմանները կարող են ճշգրիտ պահպանվել, CIP գործընթացը կարող է հասնել ոսկու կորզման բարձր տեմպերի:

Մյուս կողմից, ԱՊՀ գործընթացը ներկայացնում է ինտեգրված մոտեցում: CIL գործընթացում հանքաքարից ոսկու տարրալվացումը և ակտիվացված ածխածնի միջոցով ոսկի-ցիանիդ համալիրի կլանումը միաժամանակ տեղի են ունենում: Դա ձեռք է բերվում ակտիվացված ածխածնի ավելացման միջոցով ուղղակիորեն տարրալվացման տանկերի մեջ: CIL գործընթացի առավելությունը սարքավորումների և ժամանակի առավել արդյունավետ օգտագործումն է: Քանի որ տարրալվացումը և ադսորբցիան ​​համակցված են, լրացուցիչ սարքավորումների կամ ժամանակի կարիք չկա տարրալվացման և կլանման փուլերի միջև ընկած միջուկը տեղափոխելու համար: Սա նվազեցնում է վերամշակող գործարանի ընդհանուր տարածքը և կարող է հանգեցնել ծախսերի խնայողության ինչպես կապիտալ ներդրումների, այնպես էլ գործառնական ծախսերի առումով: Օրինակ, լայնածավալ հանքարդյունաբերության դեպքում, որտեղ թողունակությունը կարևոր գործոն է, CIL գործընթացը կարող է ավելի կարճ ժամանակում մշակել ավելի մեծ ծավալի հանքաքար՝ առավելագույնի հասցնելով արտադրության արդյունավետությունը:

Վերջին տարիներին CIL գործընթացն ավելի ու ավելի է ընդունվում ամբողջ աշխարհում ցիանացման գործարանների կողմից: Արտադրական սարքավորումներն ավելի արդյունավետ օգտագործելու նրա կարողությունը նրան առավելություն է տալիս CIP գործընթացի նկատմամբ շատ իրավիճակներում: CIL գործընթացի շարունակական բնույթը նաև հանգեցնում է ավելի կայուն աշխատանքի՝ վերջնական արտադրանքի որակի ավելի քիչ փոփոխականությամբ: Բացի այդ, CIL-ում գործընթացի քայլերի կրճատումը նշանակում է, որ գործընթացի տարբեր փուլերի միջև նյութերի տեղափոխման ընթացքում սխալների կամ կորուստների ավելի քիչ հնարավորություններ կան: Այնուամենայնիվ, CIP-ի և CIL-ի միջև ընտրությունը միշտ չէ, որ պարզ է: Դա կախված է տարբեր գործոններից, ինչպիսիք են հանքաքարի բնույթը, արդյունահանման շահագործման մասշտաբը, ներդրումների համար հասանելի կապիտալը և տեղական բնապահպանական և կարգավորող պահանջները: Որոշ հանքավայրեր դեռ կարող են նախընտրել CIP գործընթացը, քանի որ դրա ավելի լավ հասկացված և ավելի հատվածավորված բնույթ է կրում, որը կարող է ավելի հեշտ կառավարել որոշակի հանգամանքներում:

Հիմնական պահանջները ցիանացման գործընթացում

Grinding Fineness

Հղկման նուրբությունը առանցքային դեր է խաղում ցիանացման գործողության մեջ: Քանի որ ցիանացման արդյունավետությունը կախված է պարուրված ոսկին մերկացնելու ունակությունից, մանրակրկիտ մանրացումը կարևոր է: Տիպիկ ածխածնի միջուկով (CIP) գործարաններում հանքաքարի մանրացման պահանջները ցիանացման գործողության մեջ մտնելու համար բավականին խիստ են: Ընդհանուր առմամբ, -0.074 մմ չափսերով մասնիկների մասնաբաժինը պետք է հասնի 80-95%: Որոշ հանքավայրերի համար, որտեղ ոսկին տարածվում է 浸染-ի նմանությամբ, հղկման նուրբությունն էլ ավելի պահանջկոտ է, քանի որ -0.037 մմ մասնիկների մասնաբաժինը պետք է լինի 95%-ից բարձր:

Նման նուրբ հղկման հասնելու համար մեկ փուլով հղկման գործողությունը հաճախ անբավարար է: Շատ դեպքերում անհրաժեշտ է երկաստիճան կամ նույնիսկ եռաստիճան մանրացում: Օրինակ՝ Արևմտյան Ավստրալիայում ոսկու լայնածավալ հանքավայրում հանքաքարն անցնում է երկու փուլով մանրացման գործընթաց: Առաջին փուլում օգտագործվում է մեծ հզորությամբ գնդիկավոր աղաց՝ մասնիկների չափը որոշակի չափով նվազեցնելու համար, այնուհետև արտադրանքը հետագայում մանրացվում է երկրորդ փուլի խառնված ջրաղացում: Այս բազմաստիճան մանրացման գործընթացը կարող է աստիճանաբար նվազեցնել հանքաքարի մասնիկների չափը՝ ապահովելով, որ ոսկու մասնիկները լիովին բաց են և կարող են արդյունավետորեն արձագանքել ցիանիդային լուծույթին ցիանացման գործընթացում: Եթե ​​մանրացման նուրբությունը չի պահպանվում, ոսկու մասնիկները կարող են ամբողջությամբ չբացահայտվել, ինչը հանգեցնում է ցիանացման ընթացքում թերի տարրալուծման և ոսկու կորզման արագության զգալի նվազմանը:

Ցիանիդային հիդրոլիզի կանխարգելում

Ցիանիդային միացություններ, որոնք սովորաբար օգտագործվում են ցիանացման գործընթացում, ինչպիսիք են կալիումի ցիանիդը (KCN), Նատրիումի ցիանիդ (NaCN) և կալցիումի ցիանիդը (Ca(CN)_2), բոլորն էլ ուժեղ հիմքերի և թույլ թթուների աղեր են։ Ջրային լուծույթում նրանք հակված են հիդրոլիզի ռեակցիաների։ -ի հիդրոլիզի ռեակցիան Նատրիումի ցիանիդ կարելի է ներկայացնել հետևյալ հավասարմամբ.

NaCN + H_2O\աջ ձախ հարպուններ HCN+NaOH: Քանի որ ջրածնի ցիանիդը (HCN) ցնդող է, հիդրոլիզի այս գործընթացը հանգեցնում է միջուկում ցիանիդ իոնների (CN^-) կոնցենտրացիայի նվազմանը, ինչը վնասակար է ցիանացման ռեակցիայի համար:

Այս խնդրի լուծման համար ամենաարդյունավետ մոտեցումը հիդրօքսիդի իոնների (OH^-) կոնցենտրացիան մեծացնելն է, ինչը համարժեք է լուծույթի pH արժեքի բարձրացմանը: Արդյունաբերական կիրառություններում կրաքարը (CaO) առավել հաճախ օգտագործվող և ծախսարդյունավետ pH կարգավորիչն է: Երբ լուծույթին ավելացնում են կրաքարը, այն փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով կալցիումի հիդրօքսիդ (Ca(OH)_2), որը տարանջատվում է և անջատում է հիդրօքսիդի իոնները՝ դրանով իսկ մեծացնելով pH-ի արժեքը։ Կրաքարի արձագանքը ջրի հետ հետևյալն է՝ , CaO + H_2O=Ca(OH)_2 & Ca(OH)_2\աջ ձախ հարպուններ Ca^{2 + }+2OH^-:

Այնուամենայնիվ, երբ օգտագործում եք կրաքարը pH-ի արժեքը կարգավորելու համար, կարևոր է նշել, որ կրաքարն ունի նաև ֆլոկուլյացիայի ազդեցություն: Ապահովելու համար, որ կրաքարը հավասարապես ցրված է և կարող է արդյունավետորեն կատարել իր դերը, այն սովորաբար ավելացվում է հղկման ընթացքում: Հարավային Աֆրիկայում գտնվող ոսկու հանքավայրում կրաքարն ավելացվում է գնդիկավոր ջրաղացին հղկման գործընթացում: Սա ոչ միայն թույլ է տալիս կրաքարին ամբողջությամբ խառնել հանքաքարի ցեխի հետ, այլ նաև օգտվում է գնդային աղացքում ուժեղ մեխանիկական հուզումից՝ ապահովելու, որ կրաքարը հավասարաչափ բաշխված է ցեխի մեջ՝ արդյունավետորեն կանխելով ցիանիդի հիդրոլիզը և պահպանելով ցիանիդ իոնների կայուն կոնցենտրացիան հետագա ցիանացման գործընթացում: Ընդհանրապես, ածխածնի միջուկային գործառնությունների դեպքում pH արժեքը 10-11 միջակայքում է, որը տալիս է լավագույն արդյունքները:

Պալպի կոնցենտրացիայի վերահսկում

Ցելյուլոզի կոնցենտրացիան մեծ ազդեցություն ունի ոսկու և ցիանիդի շփման վրա, ինչպես նաև ոսկի-ցիանիդ համալիրի և ակտիվացված ածխածնի միջև: Եթե ​​միջուկի կոնցենտրացիան չափազանց բարձր է, ապա մասնիկները ավելի հավանական է նստել ակտիվացված ածխածնի մակերեսին՝ խոչընդոտելով ակտիվացված ածխածնի կողմից ոսկի-ցիանիդ համալիրի արդյունավետ կլանմանը: Մյուս կողմից, եթե միջուկի կոնցենտրացիան չափազանց ցածր է, մասնիկները հակված են հեշտությամբ նստել, և համապատասխան pH արժեքն ու ցիանիդի կոնցենտրացիան պահպանելու համար անհրաժեշտ է ավելացնել մեծ քանակությամբ ռեակտիվներ, ինչը մեծացնում է արտադրության ծախսերը:

Տարիների արտադրական պրակտիկայի ընթացքում պարզվել է, որ ածխածնի միջից ոսկու արդյունահանման գործընթացի համար ավելի հարմար են միջուկի 40-45% կոնցենտրացիան և 300-500 ppm ցիանիդի կոնցենտրացիան: Օրինակ, Նևադայում (ԱՄՆ) ոսկու վերամշակման գործարանում, այս միջակայքում միջուկի կոնցենտրացիայի պահպանումը հետևողականորեն հասել է ոսկու կորզման բարձր տեմպերի: Այնուամենայնիվ, հաշվի առնելով, որ երկու-երեք փուլային հղկման աշխատանքների վերջնական արտադրանքի կոնցենտրացիան սովորաբար 20%-ից ցածր է, նախքան տարրալվացման գործողության մեջ մտնելը, միջուկը պետք է խտացման գործընթաց անցնի:

Թանձրացման գործողությունը սովորաբար իրականացվում է խտացուցիչով: Թանձրացուցիչի սկզբունքն է՝ օգտագործել նստվածքային էֆեկտը՝ պինդ մասնիկները միջուկի հեղուկից առանձնացնելու համար՝ դրանով իսկ բարձրացնելով միջուկի կոնցենտրացիան: Ժամանակակից ոսկու վերամշակման գործարանում հաճախ օգտագործվում են բարձր արդյունավետության խտացուցիչներ: Այս խտացուցիչները հագեցված են ֆլոկուլյացիայի և նստվածքի վերահսկման առաջադեմ համակարգերով, որոնք կարող են արագ և արդյունավետ կերպով բարձրացնել միջուկի կոնցենտրացիան մինչև անհրաժեշտ մակարդակը հետագա ցիանիդացման տարրալվացման համար՝ ապահովելով ցիանացման գործընթացի սահուն ընթացքը և ոսկու բարձր արդյունավետությամբ արդյունահանումը:

Ցիանիդացման տարրալվացման մեխանիզմ

Օդափոխում և օքսիդանտ

Ցիանացման գործընթացը աերոբ պրոցես է, և դա կարելի է հստակորեն ցույց տալ քիմիական ռեակցիայի հավասարման միջոցով: Ցիանացման գործընթացում ոսկու տարրալուծման հիմնական ռեակցիան 4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH է: Այս հավասարումից ակնհայտ է դառնում, որ թթվածինը (O_2) վճռորոշ դեր է խաղում ռեակցիայի մեջ: Արտադրության գործընթացում թթվածնի ներմուծումը կարող է զգալիորեն արագացնել տարրալվացման արագությունը: Դա պայմանավորված է նրանով, որ թթվածինը մասնակցում է ռեդոքս ռեակցիային, ֆաcilոսկու օքսիդացումն ու դրա հետագա կոմպլեքսավորումը ցիանիդ իոնների հետ: Օրինակ, շատ ոսկու վերամշակման գործարաններում սեղմված օդը սովորաբար ներմուծվում է ցիանիդ պարունակող լուծույթի մեջ: Օդի թթվածինն ապահովում է անհրաժեշտ օքսիդացնող միջավայր՝ ռեակցիայի սահուն ընթացքի համար։

Բացի օդափոխությունից, օքսիդացնող նյութերի համապատասխան հավելումը կարող է նաև ուժեղացնել տարրալվացման գործընթացը: Ջրածնի պերօքսիդը (H_2O_2) ցիանացման գործընթացում սովորաբար օգտագործվող օքսիդացնող նյութ է: Երբ ավելացվում է ջրածնի պերօքսիդ, այն կարող է ապահովել լրացուցիչ ակտիվ թթվածնի տեսակներ, որոնք կարող են հետագայում նպաստել ոսկու օքսիդացմանը և ոսկի կրող հանքանյութերի տարրալուծմանը: Ջրածնի պերօքսիդի արձագանքը ոսկու հետ ցիանիդի առկայության դեպքում կարելի է ներկայացնել հավասարմամբ՝ 2Au+4NaCN+H_2O_2 = 2Na[Au(CN)_2]+2NaOH : Այս ռեակցիան ցույց է տալիս, որ ջրածնի պերօքսիդը կարող է փոխարինել թթվածնի որոշ դերը ցիանիդացման ռեակցիայում, և որոշակի պայմաններում դա կարող է հանգեցնել տարրալվացման ավելի արագ արագության:

Այնուամենայնիվ, կարևոր է նշել, որ օքսիդացնող նյութերի չափազանց մեծ քանակությունը կարող է ունենալ անբարենպաստ ազդեցություն: Երբ օքսիդացնող նյութի քանակը չափազանց մեծ է, այն կարող է առաջացնել ցիանիդ իոնների օքսիդացում: Օրինակ, ջրածնի պերօքսիդը կարող է արձագանքել ցիանիդ իոնների հետ՝ ձևավորելով ցիանատ իոններ (CNO^-): Ռեակցիան հետևյալն է՝ CN^-+H_2O_2 = CNO^-+H_2O: Ցիանատի իոնների առաջացումը նվազեցնում է լուծույթում ցիանիդի իոնների կոնցենտրացիան, ինչը էական նշանակություն ունի ոսկու հետ բարդացման համար։ Արդյունքում, ոսկու տարրալվացման արդյունավետությունը կարող է նվազել, իսկ արտադրության ընդհանուր գործընթացը կարող է բացասաբար ազդել։ Հետևաբար, օքսիդացնող նյութերի դեղաչափը պետք է ուշադիր վերահսկվի՝ ցիանացման գործընթացի օպտիմալ կատարումն ապահովելու համար:

Ռեագենտի դեղաչափը

Տեսականորեն, ոսկու և ցիանիդի միջև կոմպլեքսավորման ռեակցիան ունի կոնկրետ ստոյխիոմետրիկ հարաբերություն: 4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH քիմիական հավասարումից կարող ենք հաշվարկել, որ 1 մոլ ոսկու (Au) կոմպլեքսավորման համար անհրաժեշտ է 2 մոլ ցիանիդ իոններ (CN^-): Ինչ վերաբերում է զանգվածին, մոտավորապես 1 գրամ ոսկին պահանջում է մոտ 0.5 գրամ ցիանիդ՝ որպես տարրալվացման ռեակտիվ: Այս հաշվարկը հիմնական հղում է տալիս ցիանացման գործընթացում անհրաժեշտ ռեագենտների քանակի համար:

Այնուամենայնիվ, փաստացի արտադրությունում իրավիճակը շատ ավելի բարդ է ոսկի կրող հանքանյութում այլ օգտակար հանածոների առկայության պատճառով։ Հանքանյութերը, ինչպիսիք են արծաթը (Ag), պղինձը (Cu), կապարը (Pb) և ցինկը (Zn) նույնպես կարող են արձագանքել ցիանիդ իոնների հետ։ Օրինակ, պղինձը կարող է ձևավորել տարբեր պղինձ-ցիանիդային համալիրներ: Պղնձի ռեակցիան ցիանիդով կարող է արտահայտվել Cu^{2 + }+4CN^-=[Cu(CN)_4]^{2 - }: Այս մրցակցող ռեակցիաները սպառում են ցիանիդի զգալի քանակություն՝ մեծացնելով իրական պահանջվող դեղաչափը:

Հետևաբար, գործնականում ռեագենտի դեղաչափի որոշումը չի կարող հիմնված լինել միայն տեսական հաշվարկների վրա: Փոխարենը, այն պետք է ճշգրտվի ըստ վերջնական տարրալվացման արագության: Երբ հանքաքարի հատկությունները փոխվում են, անհրաժեշտ է շարունակական հետևում և ռեագենտի դեղաչափի ճշգրտում: Ընդհանուր առմամբ, ողջամիտ է համարվում, որ ցիանիդի փաստացի չափաբաժինը 200-500 անգամ ավելի բարձր լինի, քան հաշվարկված արժեքը: Շեղումների այս լայն շրջանակը բացատրում է հանքաքարի կազմի փոփոխականությունը և տարբեր օգտակար հանածոների միջև բարդ փոխազդեցությունները: Ուշադիր հետևելով տարրալվացման արագությանը և համապատասխանաբար կարգավորելով ռեագենտի դեղաչափը, ոսկու արդյունահանման գործընթացը կարող է հասնել ավելի լավ արդյունավետության և տնտեսական օգուտների:

Բազմաստիճան տարալվացման և տարրալվացման ժամանակ

Շարունակական աշխատանքի կայունությունն ապահովելու և լուծույթում ցիանիդ իոնների համեմատաբար կայուն կոնցենտրացիան պահպանելու համար հաճախ օգտագործվում է բազմաստիճան տարրալվացում: Բազմաստիճան տարրալվացման համակարգում հանքաքարի միջուկը հաջորդաբար անցնում է տարրալվացման բազմաթիվ տանկերի միջով: Յուրաքանչյուր տանկ նպաստում է ոսկու շարունակական տարրալուծմանը և ցիանիդ-իոնային կոնցենտրացիայի պահպանմանը: Երբ միջուկը տեղափոխվում է մի տանկից մյուսը, աստիճանաբար ձևավորվում է ոսկի-ցիանիդային համալիր, և ազատ ցիանիդ իոնների կոնցենտրացիան ճշգրտվում է՝ ապահովելու, որ ռեակցիան սահուն շարունակվի: Այս փուլային մոտեցումը օգնում է բուֆերացնել ռեակցիայի պայմանների ցանկացած տատանումները և ապահովում է ավելի կայուն միջավայր ցիանացման գործընթացի համար: Օրինակ՝ Արևմտյան Ավստրալիայում ոսկու արդյունահանման լայնածավալ շահագործման ժամանակ օգտագործվում է տարրալվացման հինգ փուլային համակարգ: Առաջին փուլը սկսում է տարրալվացման գործընթացը, իսկ հաջորդ փուլերը հետագայում արդյունահանում են ոսկի և պահպանում ցիանիդ-իոնային հավասարակշռությունը, ինչը հանգեցնում է ոսկու տարրալվացման բարձր և կայուն արդյունավետության:

Լվացքի ժամանակը որոշիչ գործոն է տարրալվացման բաքի ծավալը որոշելու համար: Այնուամենայնիվ, տարրալվացման ժամանակը հաշվարկելու պարզ և ունիվերսալ բանաձև չկա: Ածխածնի միջուկով (CIP) կամ ածխածնի մեջ տարրալվացման (CIL) գործարան պետք է հիմնվի փորձարարական տվյալների վրա՝ համապատասխան տարրալվացման ժամանակը որոշելու համար: Դա պայմանավորված է նրանով, որ տարրալվացման ժամանակի վրա ազդում են բազմաթիվ գործոններ, ներառյալ հանքաքարի տեսակը և բաղադրությունը, ռեագենտների կոնցենտրացիան, ջերմաստիճանը և խառնման ինտենսիվությունը: Օրինակ, Հարավային Աֆրիկայում ոսկու վերամշակման գործարանում լայնածավալ լաբորատոր և պիլոտային մասշտաբի փորձարկումներ են իրականացվել մինչև գործարանի կառուցումը: Այս փորձարկումները ներառում էին տարրալվացման ժամանակի փոփոխություն և ոսկու տարրալվացման արագության մոնիտորինգ տարբեր պայմաններում: Փորձարարական արդյունքների հիման վրա տարրալվացման օպտիմալ ժամանակը որոշվել է 24 ժամ՝ տվյալ գործարանում մշակվող հանքաքարի կոնկրետ տեսակի համար:

Եթե ​​գործարանը կուրորեն հենվում է փորձի վրա՝ առանց համապատասխան փորձարկումներ անցկացնելու, մեծ է հավանականությունը, որ նա կհանդիպի արտադրության ձախողումների: Օրինակ՝ որոշակի տարածաշրջանում ոսկու արդյունահանման փոքրամասշտաբ գործողությունը փորձել է օգտագործել հարևան հանքի տարրալվացման ժամանակը որպես հղում՝ առանց հաշվի առնելու դրանց հանքաքարի հատկությունների տարբերությունները: Արդյունքում ոսկու տարրալվացման արագությունը շատ ավելի ցածր էր, քան սպասվում էր, իսկ արտադրության արժեքը զգալիորեն ավելացավ անարդյունավետ տարալվացման և ռեագենտների լրացուցիչ սպառման անհրաժեշտության պատճառով: Հետևաբար, տարրալվացման ժամանակի ճշգրիտ որոշումը փորձարարական տվյալների միջոցով էական նշանակություն ունի ցիանացման վրա հիմնված ոսկու արդյունահանման գործարանի հաջող աշխատանքի համար:

Հետցիանացման գործողություններ

Երբ ոսկի կրող ակտիվացված ածխածինը, որը հայտնի է որպես բեռնված ածխածին, հասնում է ոսկու կլանման մակարդակի ավելի քան 3000 գ/տ, ապա համարվում է, որ ածխածնի միջուկի կլանման ողջ գործընթացը ավարտված է: Այնուամենայնիվ, հանքաքարում բարձր պարունակությամբ կեղտերի առկայությունը, ինչպիսիք են պղնձը և արծաթը, կարող է զգալիորեն ազդել ակտիվացված ածխածնի կլանման կարողությունների վրա: Այս կեղտերը կարող են մրցակցել ոսկու հետ՝ ակտիվացված ածխածնի վրա կլանման վայրերի համար, ինչի արդյունքում բեռնված ածխածնի աստիճանը չի հասնում ակնկալվող թիրախին: Երբ ակտիվացված ածխածինը այլևս չի կարող արդյունավետորեն կլանել ոսկին, այն համարվում է հագեցած:

Հագեցած ակտիվացված ածխածնի համար ոսկի ստանալու համար կարող են օգտագործվել մի քանի մեթոդներ: Ընդհանուր մոտեցումներից մեկը դեզորբցիան ​​և էլեկտրոլիզն է: Դեզորբցիայի գործընթացում քիմիական լուծույթ է օգտագործվում ոսկի-ցիանիդային համալիրը հագեցած ակտիվացված ածխածնից հանելու համար: Օրինակ, բարձր ջերմաստիճանի և բարձր ճնշման կլանման մեթոդի դեպքում հագեցած ակտիվացված ածխածինը տեղադրվում է հատուկ պայմաններով արտազատման համակարգում: Ավելացնելով անիոններ, որոնք ավելի հեշտությամբ կլանվում են ակտիվացված ածխածնի կողմից, Au(CN)_2^- համալիրը տեղահանվում է ածխածնի մակերեսից: Ռեակցիայի մեխանիզմը ներառում է ոսկի-ցիանիդ համալիրի փոխանակում ավելացված անիոնների հետ, ինչի արդյունքում ոսկին ազատվում է լուծույթի մեջ: Դեզորբցիայից հետո ստացված լուծույթը, որը հայտնի է որպես հղի լուծույթ, պարունակում է ոսկու իոնների համեմատաբար բարձր կոնցենտրացիան:

Այնուհետև հղի լուծույթը ենթարկվում է էլեկտրոլիզացման: Էլեկտրոլիզի խցում էլեկտրական հոսանք է կիրառվում: Լուծույթի ոսկու իոնները ձգվում են դեպի կաթոդը, որտեղ նրանք ստանում են էլեկտրոններ և վերածվում մետաղական ոսկու: Գործընթացը կարելի է ներկայացնել Au^+ + e^-\rightarrow Au հավասարմամբ: Ոսկին կաթոդի վրա կուտակվում է ոսկու ցեխի տեսքով, որը կարող է հետագայում մշակվել բարձր մաքրության ոսկի ստանալու համար։

Այն շրջաններում, որտեղ կենտրոնացված է ոսկու արտադրությունը, այլընտրանքային տարբերակ է բեռնված ածխածնի վաճառքը: Սա կարող է լինել շահավետ ընտրություն, քանի որ որոշ մասնագիտացված ընկերություններ հագեցած են բեռնված ածխածնի հետագա վերամշակմամբ: Նրանք ունեն փորձաքննություն և հնարավորություններ՝ բեռնված ածխածնից ոսկի կորզելու համար, և ոսկի արդյունահանող ընկերությունները կարող են եկամուտ ստանալ՝ բեռնված ածխածինը վաճառելով այդ կազմակերպություններին:

Մեկ այլ համեմատաբար պարզ մեթոդ է այրումը: Երբ բեռնված ածխածինը այրվում է, ակտիվացված ածխածնի օրգանական բաղադրիչները օքսիդանում և այրվում են, մինչդեռ ոսկին մնում է մնացորդի մեջ ոսկու համաձուլվածքի տեսքով, որը հայտնի է որպես դոր ոսկի: Dore ոսկին սովորաբար պարունակում է ոսկու մեծ մասնաբաժին, որոշ կեղտերի հետ միասին: Այրվելուց հետո ոսկին կարող է հետագայում զտվել այնպիսի գործընթացների միջոցով, ինչպիսիք են ձուլումը և մաքրումը, որպեսզի ձեռք բերվեն բարձր մաքրության ոսկյա արտադրանք, որոնք համապատասխանում են ոսկերչության, էլեկտրոնիկայի և ներդրումային արդյունաբերության մեջ առևտրային օգտագործման չափանիշներին:

Ցիանացման գործընթացի առավելություններն ու թերությունները

Առավելությունները

1. Վերականգնման բարձր մակարդակ. Ցիանացման գործընթացի ամենակարևոր առավելություններից մեկը վերականգնման բարձր մակարդակն է: Տիպիկ օքսիդացված ոսկու կրող քվարց-երակային հանքաքարերի համար, երբ օգտագործվում է ածխածնի միջուկով (CIP) կամ ածխածնի մեջ տարրալվացման (CIL) գործընթացը, վերականգնման ընդհանուր մակարդակը կարող է հասնել ավելի քան 93%: Որոշ լավ օպտիմիզացված գործառնություններում վերականգնման մակարդակը կարող է նույնիսկ ավելի բարձր լինել: Վերականգնման այս բարձր մակարդակը նշանակում է, որ հանքարդյունաբերական ընկերությունները կարող են արդյունահանել հանքաքարում առկա ոսկու մեծ մասը՝ առավելագույնի հասցնելով հանքարդյունաբերությունից ստացվող տնտեսական եկամուտը: Օրինակ, Միացյալ Նահանգների ոսկու լայնածավալ հանքավայրում, խստորեն վերահսկելով գործընթացի պարամետրերը, ինչպիսիք են մանրացման նուրբությունը, միջուկի կոնցենտրացիան և ռեագենտի չափաբաժինը, ցիանիդացման գործընթացում ոսկու կորզման արագությունը երկար ժամանակ պահպանվել է շուրջ 95%, ինչը շատ ավելի բարձր է, քան ոսկու արդյունահանման շատ այլ մեթոդներ:

2. Լայն Կիրառելիություն. Ցիանացման գործընթացը հարմար է ոսկի կրող հանքաքարերի լայն տեսականի համար: Այն կարող է արդյունավետորեն մշակել ոչ միայն օքսիդացված ոսկու հանքաքարերը, այլև որոշ սուլֆիդային ոսկու հանքաքարեր: Անկախ նրանից՝ ոսկին ազատ վիճակում է, թե պարփակված է այլ օգտակար հանածոների մեջ, ցիանիդացման գործընթացը հաճախ կարող է լուծարել ոսկին համապատասխան նախնական մշակման և գործընթացի վերահսկման օգնությամբ: Օրինակ, Հարավային Ամերիկայի որոշ հանքերում, որտեղ հանքաքարերը պարունակում են սուլֆիդի և օքսիդացված ոսկու հանքանյութերի խառնուրդ, ցիանացման գործընթացը հաջողությամբ կիրառվել է: Սուլֆիդային օգտակար հանածոների պատշաճ օքսիդացումից հետո ցիանացման գործընթացը կարող է հասնել ոսկու արդյունահանման գոհացուցիչ արդյունքների՝ ցույց տալով նրա ուժեղ հարմարվողականությունը տարբեր տեսակի հանքաքարերի նկատմամբ:

3. Հասուն տեխնոլոգիա. Ավելի քան մեկ դարի պատմություն ունեցող ցիանացման գործընթացը դարձել է բարձր հասուն տեխնոլոգիա ոսկու արդյունահանման արդյունաբերության մեջ: Սարքավորումների և շահագործման ընթացակարգերը լավ հաստատված են, կուտակված մեծ փորձ և տվյալներ կան: Այս հասունությունը նշանակում է, որ գործընթացը համեմատաբար հեշտ է գործել և վերահսկել: Հանքարդյունաբերական ընկերությունները կարող են հիմնվել առկա տեխնիկական ստանդարտների և ուղեցույցների վրա՝ ցիանացման կայաններ նախագծելու, կառուցելու և շահագործելու համար: Օրինակ, ցիանիդացման տարրալվացման տանկերի նախագծումը, ակտիվացված ածխածնի ընտրությունը կլանման համար և ռեագենտի չափաբաժնի վերահսկումը բոլորն ունեն ստանդարտ ընթացակարգեր և մեթոդներ: Նորակառույց ցիանացման գործարանները կարող են արագ գործարկել և հասնել կայուն արտադրական պայմանների՝ նվազեցնելով նոր տեխնոլոգիաների ընդունման հետ կապված ռիսկերը:

Թերությունները

1. Ցիանիդի թունավորությունը. Ցիանացման գործընթացի ամենաակնառու թերությունը ցիանիդի թունավորությունն է: Ցիանիդային միացություններ, ինչպիսիք են նատրիումի ցիանիդ և կալիումի ցիանիդը, խիստ թունավոր նյութեր են: Ցիանիդի նույնիսկ փոքր քանակությունը կարող է չափազանց վնասակար լինել մարդու առողջության և շրջակա միջավայրի համար: Եթե ​​հանքարդյունաբերության ընթացքում ցիանիդ պարունակող լուծույթները արտահոսում են, դրանք կարող են աղտոտել հողը, ջրի աղբյուրները և օդը: Օրինակ, որոշ պատմական հանքարդյունաբերության վթարների ժամանակ ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի արտահոսքը հանգեցրեց մոտակա գետերում և լճերում մեծ թվով ջրային օրգանիզմների մահվան, ինչպես նաև վտանգ ներկայացրեց տեղի բնակիչների առողջությանը: Ցիանիդով ներշնչելը, կուլ տալը կամ մաշկի հետ շփումը կարող է մարդկանց մոտ առաջացնել թունավորման լուրջ ախտանիշներ, այդ թվում՝ գլխապտույտ, սրտխառնոց, փսխում, իսկ ծանր դեպքերում՝ մահացու ելք: Հետևաբար, ցիանիդի կիրառման ժամանակ պահանջվում են անվտանգության և շրջակա միջավայրի պաշտպանության խիստ միջոցներ, ինչը մեծացնում է հանքարդյունաբերության շահագործման բարդությունն ու արժեքը:

2. Բարդ և ծախսատար հետընտրական բուժում. Ցիանացման գործընթացից հետո հետբուժման գործողությունները համեմատաբար բարդ են և պահանջում են մեծ ներդրումներ: Այն բանից հետո, երբ ոսկու կրող ակտիվացված ածխածինը հասնում է հագեցվածության, մաքուր ոսկի ստանալու համար անհրաժեշտ են այնպիսի գործընթացներ, ինչպիսիք են կլանումը, էլեկտրոլիզը կամ այրումը: Դեզորբցիայի և էլեկտրոլիզի գործընթացները պահանջում են հատուկ սարքավորումներ և քիմիական ռեակտիվներ: Օրինակ, կլանման գործընթացում կարող են պահանջվել բարձր ջերմաստիճանի և բարձր ճնշման սարքավորումներ, ինչպես նաև պետք է մանրակրկիտ վերահսկվի քայքայման համար քիմիական լուծույթների օգտագործումը, որպեսզի ապահովվի ոսկու վերականգնումը և ռեակտիվների վերամշակումը: Բացի այդ, հետմաքրման գործընթացում առաջացած թափոնների մնացորդների և կեղտաջրերի մաքրումը նույնպես մարտահրավեր է: Թափոնների մնացորդները դեռ կարող են պարունակել ցիանիդի և այլ վնասակար նյութերի հետքեր, և կեղտաջրերը պետք է մաքրվեն՝ բավարարելու շրջակա միջավայրի արտանետման խիստ ստանդարտները, որոնք բոլորն էլ նպաստում են ցիանացման ողջ գործընթացի բարձր արժեքին:

3. Զգայունություն հանքաքարի կեղտերի նկատմամբ. Ցիանացման գործընթացը խիստ զգայուն է հանքաքարի կեղտերի նկատմամբ: Հանքանյութերը, ինչպիսիք են պղինձը, արծաթը, կապարը և ցինկը, կարող են արձագանքել ցիանիդի հետ՝ սպառելով մեծ քանակությամբ ցիանիդային ռեակտիվներ։ Սա ոչ միայն բարձրացնում է ռեագենտների արժեքը, այլև նվազեցնում է ոսկու արդյունահանման արդյունավետությունը: Օրինակ, երբ հանքաքարում պղնձի պարունակությունը մեծ է, պղինձը կարող է ձևավորել կայուն պղինձ-ցիանիդային համալիրներ՝ մրցելով ոսկու հետ ցիանիդ իոնների համար։ Արդյունքում, ոսկու կոմպլեքսավորման համար հասանելի ցիանիդի քանակը կրճատվում է, և ոսկու տարրալվացման արագությունը կարող է զգալիորեն ազդել: Որոշ դեպքերում կարող են պահանջվել լրացուցիչ նախամշակման քայլեր՝ հեռացնելու կամ նվազեցնելու այդ կեղտերի ազդեցությունը, ինչը հետագայում մեծացնում է հանքարդյունաբերության գործընթացի բարդությունն ու արժեքը:

Եզրափակում

Եզրափակելով, ցիանիդացման գործընթացը անփոխարինելի տեխնոլոգիա է ոսկու արդյունահանման ոլորտում: Դրա վերականգնման բարձր մակարդակը, լայն կիրառելիությունը և հասուն տեխնոլոգիան այն դարձրել են աշխարհում ոսկու արդյունահանման գերիշխող մեթոդ: Այն հնարավորություն է տվել ոսկու արդյունահանումը տարբեր հանքաքարերից՝ զգալիորեն նպաստելով ոսկու համաշխարհային մատակարարմանը:

Այնուամենայնիվ, ցիանացման գործընթացը զերծ չէ մարտահրավերներից: Ցիանիդի թունավորությունը լուրջ վտանգ է ներկայացնում մարդու առողջության և շրջակա միջավայրի համար: Պետք է իրականացվեն անվտանգության և շրջակա միջավայրի պաշտպանության խիստ միջոցներ՝ ցիանիդային արտահոսքը կանխելու և ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի և թափոնների մնացորդների պատշաճ մշակումն ապահովելու համար: Բացի այդ, բարդ և ծախսատար հետմշակման գործողությունները, ինչպես նաև գործընթացի զգայունությունը հանքաքարի կեղտերի նկատմամբ, ավելացնում են ոսկու արտադրության դժվարությունները և ծախսերը:

Ոսկու հանքաքարի վերամշակման ցիանացման գործընթացի ապագան, ամենայն հավանականությամբ, կձևավորվի տեխնոլոգիական առաջընթացներով: Խոստումնալից ուղղություն է էկոլոգիապես մաքուր և արդյունավետ ցիանացման մեթոդների մշակումը, ինչպիսին է ցածր թունավոր ցիանիդային փոխարինիչների օգտագործումը: Ավտոմատացումը և խելացի կառավարման տեխնոլոգիաները նույնպես ավելի ու ավելի կարևոր դեր կխաղան: Այս տեխնոլոգիաները կարող են բարելավել արտադրության արդյունավետությունը, նվազեցնել մարդկային սխալների հետ կապված ռիսկերը և օպտիմալացնել ռեսուրսների օգտագործումը: Օրինակ, ավտոմատացված համակարգերը կարող են ճշգրտորեն վերահսկել ռեակտիվների դեղաչափերը, միջուկի կոնցենտրացիաները և այլ հիմնական պարամետրերը՝ ապահովելով ավելի կայուն և արդյունավետ արտադրական գործընթացը:

Ավելին, ցիանացման հետ կապված նոր տեխնոլոգիաների ուսումնասիրությունը, ինչպիսին է կենսացիանացումը կամ ցիանացման ինտեգրումը արդյունահանման այլ ձևավորվող մեթոդների հետ, կարող է նոր լուծումներ առաջարկել առկա խնդիրներին: Շարունակական նորարարությունների և կատարելագործման շնորհիվ ցիանացման գործընթացը կարող է պահպանել իր դիրքը որպես ոսկու հանքաքարի վերամշակման առաջատար տեխնոլոգիա՝ դառնալով ավելի կայուն և էկոլոգիապես մաքուր: Քանի որ ոսկու պահանջարկը մնում է մեծ արդյունաբերության տարբեր ճյուղերում, ցիանացման գործընթացի զարգացումն ու օպտիմալացումը վճռորոշ կլինի ոսկու արդյունահանման արդյունաբերության երկարաժամկետ զարգացման համար: