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 ցիանիդային իոնների՝ ոսկու հետ լուծելի կոմպլեքսներ առաջացնելու ունակությունը : 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 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։

• Ցիանացման խառնում . Այս մեթոդը հիմնականում օգտագործվում է ֆլոտացիոն ոսկու խտանյութերի կամ ընդհանրապես լորձային ցիանացման սցենարների մշակման համար: Այն ներառում է հանքաքարի միջուկի եռանդուն խառնումը ցիանիդի լուծույթի հետ: Այդպիսով ապահովվում է, որ հանքաքարի մեջ գտնվող ոսկի պարունակող մասնիկները առավելագույն շփման մեջ մտնեն ցիանիդային իոնների հետ՝ նպաստելով ոսկու արդյունահանմանը:

• Պերկոլացիոն ցիանացում . Հարմար է ցածր պարունակությամբ ոսկու հանքաքարերի համար, պերկոլացիոն ցիանացումը գործում է՝ թույլ տալով ցիանիդի լուծույթին կաթիլ-կաթիլ հոսել հանքաքարի շերտի միջով: Այս մեթոդը սպառում է ավելի քիչ էներգիա՝ համեմատած խառնման ցիանացման հետ: Այնուամենայնիվ, դրա կիրառումը սահմանափակվում է լավ թափանցելիություն ունեցող հանքաքարերով, ինչը թույլ է տալիս ցիանիդի լուծույթին հեշտությամբ հոսել դրա միջով:

3. Ոսկու արդյունահանման գործընթաց՝ խառնիչ ցիանիդացմամբ

Ոսկու արդյունահանման խառնման ցիանացման գործընթացը ներառում է երկու հիմնական ենթագործընթաց՝ ցիանացման-ցինկի փոխարինման գործընթաց և չֆիլտրված ցիանացման- ածխածնային շաղախի գործընթաց։

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

• Հումքի լվացման նախապատրաստում . Սկզբնական քայլը ներառում է հանքաքարի լվացման գործընթացին նախապատրաստումը: 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 չափսով մանրաթել, որը կնպաստի հանքաքարի և ցիանիդի լուծույթի միջև ավելի լավ փոխազդեցությանը:

• Ցիանացման խառնում . Պատրաստված հանքաքարի միջուկը տեղափոխվում է խառնման բաքեր, որտեղ ավելացվում է ցիանիդի լուծույթ: Այս բաքերը հագեցած են խառնիչներով, որոնք լավ խառնում են միջուկը և ցիանիդի լուծույթը: Բաքեր են ներմուծվում թթվածին՝ 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 համար . լվացման 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 բաժանելու 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:

• Արտահոսքի հեղուկի մաքրում և ապաօքսիդացում . պինդ նյութի և հեղուկի բաժանման փուլից ստացված հագեցած լուծույթը կարող է պարունակել խառնուրդներ և լուծված թթվածին: Մաքրման ընթացակարգերը կիրառվում են կախված պինդ նյութերը և այլ աղտոտիչները հեռացնելու համար, որոնք կարող են խաթարել ոսկու հետագա վերականգնման գործընթացը: Ապաօքսիդացումը 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 դրում . ցինկի փոշին կամ ցինկի մետաքսը ավելացվում է մաքրված և ապաօքսիդացված հագեցած լուծույթին: 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:

• Ձուլակտորների հալեցում . 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 նախապատրաստում . Նման 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:

• Խառնիչով լվացում և հակահոսանքային ածխածնի ադսորբցիա . Ածխածինը թաղանթի մեջ (CIP) մեթոդում ցիանիդային լվացման գործընթացը նախ տեղի է ունենում մի շարք խառնիչ բաքերում: Երբ ոսկին լուծվում է լուծույթի մեջ, ակտիվացված ածուխը ավելացվում է թաղանթին: Ակտիվացված ածուխը ուժեղ կապ ունի ոսկի-ցիանիդ միացության հետ և կլանում է լուծված ոսկին իր մակերեսին: Ածխածինը լվացման մեջ (CIL) մեթոդում ակտիվացված ածուխը լվացման բաքին ավելացվում է ցիանիդային լուծույթի հետ միաժամանակ, ուստի լվացման և ադսորբցիայի գործընթացները տեղի են ունենում միաժամանակ: Ե՛վ CIP, և՛ CIL մեթոդում պահպանվում է ածխածնի և թաղանթի հակահոսանքային հոսք՝ ածխածնի կողմից ադսորբված ոսկու քանակը մեծացնելու համար:

• Ոսկով հարուստ ածխածնի դեսորբցիա . Ադսորբցիայի 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։

• Էլեկտրոլիզ . Դեսորբցիայի գործընթացից ստացված ոսկով հարուստ լուծույթը ենթարկվում է էլեկտրոլիտացման: Այս գործընթացի ընթացքում լուծույթի միջով անցնում է էլեկտրական հոսանք: Սա հանգեցնում է լուծույթում առկա ոսկու իոնների վերականգնմանը և կաթոդի վրա նստեցմանը, առաջացնելով ոսկու պինդ նստվածք, որը կարող է հետագայում զտվել:

• Ձուլակտորների հալեցում . Էլեկտրամշակման միջոցով ստացված ոսկին համեմատաբար մաքուր է, բայց կարող է պարունակել որոշ խառնուրդներ: Հալեցումը կատարվում է ոսկին ավելի մաքրելու և այն ցանկալի մաքրության ձուլակտորների մեջ ձուլելու համար:

• Ածխածնի վերականգնում . Ոսկու 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 տևողությունը . Ընդհանուր 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։ Այնուամենայնիվ, CIL գործընթացը պահանջում է ավելի բարդ վերահսկողություն, քանի որ երկու գործընթացներն էլ տեղի են ունենում միաժամանակ։

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

• Մետաղի կուտակումը և ոսկու պարունակությունը լուծույթում . CIP 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: