כל תהליך הציאנידציה של סליים עבור עפרות זהב מסוג מפוזר

1. מבוא

עם ההתפתחות המתמשכת של תעשיית כריית הזהב, משאבי עפרות הזהב הקלים לעיבוד הולכים ופוחתים בהדרגה. לכן, יש חשיבות רבה לחקור את תהליכי ההשבחה וההתכה של עפרות זהב עקשנות, כגון עפרות זהב מסוג מפוזר של ארסן - אנטימון. עפרות אלו מאופיינות ב...

x מירלוגיה, שבה ארסנופיריט וסטיבניט קשורים קשר הדוק למינרלי גנגה בצורה מפוזרת, מה שהופך את הפקת הזהב למאתגרת. תהליך הציאנידציה הכל-סליים הוא שיטה נפוצה להפקת זהב, אך עבור סוג זה של עפרה, הוא נתקל לעתים קרובות בבעיות כגון קצב שטיפת זהב נמוך וצריכת ריאגנטים גבוהה. אופטימיזציה של תהליך זה יכולה לשפר ביעילות את קצב ניצול המשאבים ואת היתרונות הכלכליים של מכרות זהב.

2. מאפיינים של עפרות זהב מסוג ארסן - וריד אנטימון - מפוזר

2.1 הרכב מינרלוגי

בעפרות זהב מסוג ארסן-אנטימון מפוזר, ארסנופיריט וסטיבניט הם המינרלים העיקריים המשפיעים על הפקת זהב. לחלקיקי זהב טבעיים בעפרה יש גודל חלקיקים לא אחיד ביותר. הם מפוזרים בעיקר בסדקים ובחללים הבין-גרגיריים של הפיריט והארסנופיריט, או עטופים בתוכם. לעיתים, זהב מתקיים במקביל לסטיבניט, וחלק ממנו משובץ במינרלי גנגה כמו לימוניט או קוורץ. חלק מהפיריט בעפרה קיים כהתפזרות עדינות במינרלי גנגה ויש לו קשר סימביוטי הדוק עם ארסנופיריט ומרקזיט. לארסנופיריט יש בדרך כלל גודל חלקיקים עדין יחסית והוא קשור קשר הדוק לפיריט. מבנה העפרה הוא בעיקר מפוזר בווריד, כאשר רוב הסטיבניט והארסנופיריט גדלים יחד עם מינרלי גנגה בצורה מפוזרת.

2.2 אלמנטים מזיקים

נוכחותם של ארסן (As) ואנטימון (Sb) בעפרה אינה טובה במיוחד לשטיפת זהב כתוצאה מציאנידציה. יסודות אלה יכולים להגיב עם ציאניד וחמצן בתהליך הציאנידציה, מה שצורך כמות גדולה של ריאגנטים ומפחית את קצב השטיפה של זהב. לדוגמה, ארסן יכול ליצור תרכובות שונות המכילות ארסן בתמיסת הציאניד, אשר לא רק צורכות ציאניד אלא גם עלולות ליצור שכבות פסיבציה על פני חלקיקי הזהב, דבר המפריע למגע בין יוני הזהב לציאניד.

3. בעיות קיימות בתהליך ציאנידציה של כל הסליים

3.1 קצב דליפת זהב נמוך

ציאנידציה ישירה של כל-סליים של עפרות זהב מסוג מפוזר בוורידים של ארסן-אנטימון גורמת לעיתים קרובות לקצב שטיפה נמוך של זהב. בשל ההרכב המינרלוגי המורכב ונוכחותם של יסודות מזיקים, קשה להמיס לחלוטין את הזהב על ידי ציאניד. עבור עפרות מסוימות, שיעור ההתאוששות הישיר של כל-סליים הוא רק כ-47.62%.

3.2 צריכת ריאגנטים גבוהה

תהליך הציאנידציה דורש כמות גדולה של ציאניד כחומר שטיפה. עם זאת, בנוכחות ארסן, אנטימון ויסודות מזיקים אחרים, צריכת הציאניד עולה משמעותית. בנוסף, נוכחותם של מינרלים גופרתיים מסוימים בעפרה יכולה גם היא להגיב עם ציאניד, מה שמגדיל עוד יותר את צריכת הריאגנטים. לדוגמה, תגובה של מינרלים גופרתיים עם ציאניד יכולה ליצור קומפלקסים שונים של ציאנו, מה שמפחית את ריכוז הציאניד החופשי בתרחיף ומעכב את שטיפת הזהב.

4. אסטרטגיות אופטימיזציה לתהליך ציאנידציה של כל הסליים

4.1 שיטות טיפול מקדים

4.1.1 טיפול מקדים בשטיפה אלקלית

שימוש ב-NaOH כחומר שטיפה אלקליין יכול להסיר ביעילות כמה אלמנטים מזיקים. באמצעות ניסויים פקטוריאליים אורתוגונליים, נקבע כי עבור עפרות מסוימות, כאשר דקיקות הטחינה של המינרלים היא 200-רשת, המהווה 85%, ריכוז השטיפה האלקלית הוא 60 ק"ג/טון, זמן השטיפה האלקלית הוא 32 שעות וטמפרטורת השטיפה האלקלית היא 26 מעלות צלזיוס, ניתן לשפר את אפקט הציאנידציה שלאחר מכן. שטיפה אלקלית יכולה להמיס במידה מסוימת מינרלים המכילים ארסן ואנטימון, ובכך להפחית את השפעתם השלילית על תהליך הציאנידציה.

4.1.2 טיפול מקדים בחומצה

טיפול מקדים בחומצה, כגון שימוש בחומצה חנקתית (HNO₃) וחומצה הידרוכלורית (HCl), יכול גם הוא להיות יעיל. טיפול מקדים בחומצה יכול להפחית את צריכת הציאניד. לדוגמה, לאחר טיפול מקדים בחומצה, ניתן להפחית את צריכת הציאניד ב-340 - 210 מ"ג/ליטר בהתאמה, ושיעורי הפקת הזהב המתאימים יכולים לעלות ל-98.87% ו-95.11%. טיפול מקדים בחומצה יכול להמיס חלק מה... פחמןאכל מינרלים וחלק מהמינרלים הסולפידיים בעפרה, ובכך הפחיתו את ההפרעה של מינרלים אלה בתהליך הציאנידציה.

4.1.3 טיפול מקדים לקלייה

קליית העפרה בטמפרטורה של 600 - 1000 מעלות צלזיוס למשך 0.5 - 2 שעות לפני הציאנידציה יכולה גם היא להשיג תוצאות טובות. תוצאות הציאנידציה בדגימות קלויות מראות שצריכת הציאניד מצטמצמת באופן דרסטי ב-1150 מ"ג/ליטר, ושיעור השבת הזהב עולה ב-5.2%. בנוסף, תכולת הארסן, האנטימון, הקדמיום ו... מרקורי בדגימה הקלויה (קלויה ב-1000 מעלות צלזיוס למשך שעתיים) מופחתות משמעותית. קלייה יכולה להמיר מינרלים גופרתיים לתחמוצות מתכת, מה שהופך את הזהב לנגיש יותר לשטיפת ציאניד.

4.2 אופטימיזציה של תנאי ציאנידציה

4.2.1 ריכוז ציאניד

עבור עפרות בעלות מאפיינים שונים, יש לקבוע את ריכוז הציאניד המתאים. עבור הסוג הראשון של דגימת עפרה המכילה 10.5 ppm זהב עם ארסן ואנטימון גבוהים, ריכוז הציאניד האופטימלי הוא 4000 מ"ג/ליטר, בעוד שעבור הסוג השני של דגימת עפרה עם תכולת זהב נמוכה (2.5 ppm) אך תכולת כסף גבוהה (160 ppm), ריכוז הציאניד האופטימלי הוא 2500 מ"ג/ליטר. התאמת ריכוז הציאניד בהתאם לתכונות העפרה יכולה להבטיח שטיפת זהב יעילה תוך הפחתת בזבוז ריאגנטים.

ערך pH 4.2.2

לערך ה-pH של תמיסת הציאנידציה יש גם השפעה משמעותית על אפקט השטיפה. עבור הדגימה הראשונה, ה-pH האופטימלי הוא 11.1, ועבור הדגימה השנייה, ה-pH האופטימלי הוא 10.5. שמירה על ערך pH מתאים יכולה להבטיח את יציבות תמיסת הציאניד ולקדם את התגובה בין יוני הזהב והציאניד.

4.2.3 זמן ציאנידציה

יש גם למטב את זמן הציאנידציה. עבור שני סוגי הדגימות שהוזכרו לעיל, זמן הציאנידציה המתאים הוא 24 שעות. הארכת זמן הציאנידציה לא בהכרח תגדיל את קצב הפקת הזהב באופן משמעותי, אך תגדיל את עלויות הייצור. לכן, קביעת זמן הציאנידציה המתאים היא קריטית לשיפור יעילות הייצור.

4.2.4 שימוש בחומרי חמצון

שימוש בחומרי חמצון כגון H₂O₂ (0.015 M), אוויר (0.15 L/min), או תערובת של H₂O₂ ואוויר יכול לשפר את קינטיקה של מיצוי הזהב. מביניהם, הזרקת אוויר היא בעלת ההשפעה המשמעותית ביותר על קינטיקה של שטיפה. חומרי חמצון יכולים להמיר חלק מהחומרים המופחתים בעפרה לצורות מחומצנות, ובכך לקדם את המסת הזהב.

5. מחקרי מקרה

במכרה זהב בגאנסו, תהליך הציאנידציה של עפרת זהב מסוג ארסן-אנטימון, המבוסס על סליים, עבר אופטימיזציה. באמצעות טיפול מקדים בשטיפה אלקלית עם NaOH, אופטימיזציה של מידת הטחינה, ריכוז השטיפה האלקלית, הזמן והטמפרטורה, ולאחר מכן ביצוע ציאנידציה עם ריכוז NaCN וזמן ציאנידציה מתאימים, קצב שטיפת הציאניד עלה מ-47.62% המקורי ל-85.04%. במקרה אחר, במרבץ זהב עם הרכב עפרה מורכב, לאחר טיפול מקדים בחומצה וטיפול מקדים בקלייה, ולאחר מכן התאמת... תנאי ציאנידציה, קצב הפקת הזהב שופר משמעותית, וצריכת הציאניד הופחתה ביעילות.

6. סיכום

אופטימיזציה של תהליך הציאנידציה הכולל סליים עבור עפרות זהב מסוג ארסן-אנטימון בוורידים מפוזרים היא דרך יעילה לשיפור יעילות מיצוי הזהב ולהפחתת עלויות הייצור. על ידי בחירת שיטות טיפול מקדים מתאימות כגון שטיפה אלקלית, טיפול מקדים חומצי וטיפול מקדים בקלייה, ואופטימיזציה של תנאי הציאנידציה, כולל ריכוז ציאניד, ערך pH, זמן ציאנידציה ושימוש בחומרי חמצון, ניתן להשיג שיפורים משמעותיים בקצב שטיפת הזהב ובצריכת ריאגנטים. מכרות זהב שונים צריכים לבחור אסטרטגיות אופטימיזציה בהתאם למאפייני העפרה שלהם כדי להשיג את היתרונות הכלכליים והסביבתיים הטובים ביותר.