Ottimizzazione della lisciviazione del cianuro di sodio nei minerali di oro e rame

Introduzione

L'estrazione di oro e rame dai minerali auriferi e cupriferi è un processo complesso. La cianurazione, in particolare con cianuro di sodio , è da tempo il metodo dominante per l'estrazione dell'oro. Tuttavia, la presenza di rame in questi minerali pone notevoli sfide al processo di cianurazione, influenzando sia il recupero dell'oro che il consumo di cianuro . Questo articolo approfondisce l'ottimizzazione della lisciviazione con cianuro di sodio nei minerali auriferi e cupriferi, esplorando i principi fondamentali, le sfide e le soluzioni innovative.

Principi della lisciviazione del cianuro

La lisciviazione con cianuro si basa sulla capacità unica degli ioni cianuro di formare complessi stabili con oro e argento. Il cianuro di sodio, altamente solubile in acqua e relativamente stabile, funge da lisciviante primario. Quando disciolto in acqua, rilascia ioni cianuro. Questi ioni reagiscono con l'oro in presenza di ossigeno attraverso un processo elettrochimico. L'oro viene prima ossidato e poi legato dagli ioni cianuro per formare un complesso solubile, consentendone l'estrazione dal minerale.

Le sfide poste dal rame nei minerali di oro e rame

Aumento del consumo di cianuro

Il rame presente nei minerali di rame-oro reagisce con il cianuro per creare vari complessi rame-cianuro. Per ogni 1% di rame reattivo presente, si possono consumare circa 30 kg/t di NaCN. Questo consumo sostanziale non solo fa aumentare i costi operativi del processo di cianurazione, ma richiede anche una gestione più attenta dell'uso del cianuro.

Inibizione della lisciviazione dell'oro

Elevate concentrazioni di complessi rame-cianuro nella soluzione di lisciviazione possono rallentare la dissoluzione dell'oro. Inoltre, il rame tende a formare strati di passivazione sulla superficie delle particelle d'oro. Questi strati agiscono da barriera, riducendo il contatto tra oro e ioni cianuro e ostacolando così il processo di estrazione.

Strategie per ottimizzare la lisciviazione del cianuro di sodio nei minerali di oro e rame

Pretrattamento dei minerali

• Metodi di separazione fisica : tecniche come la separazione per gravità, la flottazione o la separazione magnetica possono essere applicate per pre-concentrare il minerale. Rimuovendo selettivamente una porzione significativa di minerali di rame prima della cianurazione, questi metodi riducono il contenuto di rame nel materiale che verrà sottoposto a lisciviazione. Ad esempio, la flottazione può separare i minerali di solfuro di rame dal minerale aurifero, minimizzando l'interferenza del rame durante la cianurazione.

• Pretrattamento ossidativo : I processi ossidativi come la tostatura, la bio-ossidazione o l'ossidazione sotto pressione sono efficaci nel disgregare i minerali solfuri e liberare l'oro in essi contenuto. Nel contesto dei minerali solfuri di oro e rame, il pretrattamento ossidativo non solo migliora il recupero dell'oro, ma riduce anche l'impatto negativo del rame sulla cianurazione. La tostatura, ad esempio, converte i minerali solfuri in ossidi, rendendo l'oro più accessibile al processo di lisciviazione con cianuro.

Ottimizzazione dei parametri di processo

• Concentrazione di cianuro : Determinare la concentrazione ideale di cianuro è fondamentale. Sebbene concentrazioni più elevate possano favorire la dissoluzione dell'oro, comportano anche un consumo eccessivo di cianuro, soprattutto in presenza di rame. È necessario un approccio equilibrato e, in alcuni casi, l'utilizzo di una concentrazione inferiore di cianuro insieme ad altri additivi può dare risultati migliori.

• Controllo del pH : Mantenere il giusto livello di pH (generalmente intorno a 9-12) nella soluzione di lisciviazione è fondamentale per il processo di cianurazione. Nella lisciviazione di minerali oro-rame, la regolazione del pH può aiutare a controllare la velocità di dissoluzione sia del rame che dell'oro. Un leggero abbassamento del pH può talvolta favorire la lisciviazione dell'oro, inibendo quella del rame.

• Temperatura e agitazione : L'aumento della temperatura può accelerare la reazione di lisciviazione del cianuro, ma ha i suoi limiti. Un calore eccessivo può aumentare la volatilità del cianuro e accelerarne l'ossidazione in sostanze meno reattive. Un'agitazione adeguata è necessaria per garantire un buon contatto tra le particelle di minerale, la soluzione di cianuro e l'ossigeno. Tuttavia, un'agitazione eccessivamente vigorosa può causare un'usura eccessiva delle apparecchiature.

Utilizzo degli additivi

• Ammoniaca : L'aggiunta di ammoniaca al processo di cianurazione può contribuire a gestire il rame formando complessi stabili con esso. Questi complessi impediscono la formazione di alcuni composti di cianuro di rame che inibiscono la dissoluzione dell'oro. Tuttavia, l'uso dell'ammoniaca richiede un'attenta valutazione a causa della sua tossicità e volatilità, che comportano rischi ambientali.

• Glicina : Recenti ricerche indicano che la glicina può essere utilizzata in combinazione con basse concentrazioni di cianuro per estrarre oro, argento e rame da minerali auriferi e cupriferi. La glicina forma complessi sia con gli ioni rameici che rameosi, promuove la dissoluzione del rame e può dissolvere gli strati di passivazione sulle superfici di oro e rame. Questo approccio può ridurre significativamente il consumo di cianuro di almeno il 75%.

Casi di studio

Un'operazione mineraria giapponese

Una piccola azienda mineraria giapponese stava lavorando per massimizzare il recupero dell'oro da un minerale ricco di rame mediante cianurazione. In un precedente ciclo di cianurazione con 800 tonnellate di polvere (residui di lavorazione dell'oro), avevano recuperato 1.3 kg di oro puro al 94% dopo l'eluizione. Per migliorare il recupero, hanno utilizzato calce per aumentare il pH e ammoniaca per favorire la rimozione del rame. Inoltre, hanno effettuato l'eluizione del rame dal carbone prima dell'eluizione dell'oro e hanno regolato la tensione e l'amperaggio durante l'eluizione dell'oro e l'elettrodeposizione. Queste misure hanno contribuito ad aumentare il recupero dell'oro.

Minerale australiano di rame e oro di bassa qualità

Un minerale australiano di rame e oro a basso tenore è stato trattato utilizzando un processo di "flottazione mista - separazione rame-zolfo - lisciviazione del concentrato di zolfo per l'oro". Ottimizzando i reagenti di flottazione (utilizzando una combinazione di butil xantato e dibutil ditiofosfato di ammonio come collettori) e il flusso di processo (fasi multiple di sgrossatura e lavaggio in un circuito chiuso), si è ottenuto un recupero di rame dell'82.46% e un recupero complessivo di oro del 91.87%.

Conclusione

L'ottimizzazione del processo di lisciviazione con cianuro di sodio nei minerali auriferi e cupriferi è essenziale per migliorare la redditività economica e la sostenibilità ambientale dell'estrazione dell'oro. Comprendendo le problematiche poste dal rame e implementando strategie come il pretrattamento, l'ottimizzazione dei parametri di processo e l'utilizzo di additivi, è possibile ottenere miglioramenti significativi nel recupero dell'oro e nel consumo di cianuro. La ricerca futura in questo ambito si concentrerà probabilmente sullo sviluppo di metodi più efficienti ed ecocompatibili, riducendo ulteriormente l'impatto ambientale della lavorazione dei minerali auriferi e cupriferi e massimizzando al contempo l'estrazione delle risorse.