Натрий цианиді: төмен сұрыпты алтын кендерін сілтісіздендіруге арналған тиімді шешім

Алтын өндіру саласында төмен сұрыпты рудалардан алтын алу әрқашан маңызды мәселе болды. Құрамында әдетте 0.30 - 0.50 г/т алтын бар төмен сұрыпты алтын кендері қарапайым өндіру әдістеріне кедергі келтіретін күрделі сипаттамаларға ие. Дегенмен, қолдану Натрий цианиді сілтісіздендіру процесінде мұндай кендерді өңдеу тәсілімізде төңкеріс жасайтын жоғары тиімді шешім ретінде пайда болды.

Алтынды сілтілеудегі натрий цианидінің рөлі

Натрий цианид кенінен алтын алуда шешуші рөл атқаратын химиялық қосылыс. Құрамында алтыны бар кендермен жанасқанда, Натрий цианиді алтынмен әрекеттесіп, еритін алтын цианид кешенін түзеді. Бұл реакцияны келесідей жеңілдетуге болады:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

Бұл комплексті түзу процесі кен матрицасында жиі ұсақ және дисперсті түрде болатын алтынды қоршаған ганга минералдарынан ерітуге және бөлуге мүмкіндік береді. Бірегей химиялық қасиеттері натрий цианиді алтынды іріктеп нысанаға алуға мүмкіндік береді, бұл оны алтынды сілтілеу операциялары үшін тамаша реагент етеді.

Натрий цианидінің көмегімен сілтілеу процесі

1. Кенді дайындау

Төмен сұрыпты алтынды сілтісіздендіру процесінің бірінші сатысы кенді дайындау болып табылады. Бұл руданы тиісті бөлшектер өлшеміне дейін ұсақтауды және ұнтақтауды қамтиды. Мақсат – натрий цианидінің ерітіндісі мен алтын арасындағы байланысты күшейте отырып, құрамында алтыны бар минералдарды мүмкіндігінше көбірек ашу. Мысалы, әдеттегі операцияда кенді иекті ұсатқыштар мен конустық ұсатқыштар арқылы ұсақтауға болады, содан кейін тиімді сілтілеуге қолайлы бөлшектердің өлшеміне жету үшін шарлы диірмендерде одан әрі ұнтақталуы мүмкін, өйткені зерттеулер кейбір кендер үшін оңтайлы болып табылатынын жиі -150 + 75 мкм диапазонында көрсетеді.

2. Шаймалау

Кенді дайындағаннан кейін оны сілтілеу ортасына салады. Сілтілеудің әртүрлі әдістері бар үйінді шаймалау төмен сұрыпты кендер үшін кең таралған. Үйінді сілтісіздендіруде кенді арнайы жасалған су өткізбейтін түбіне үйеді. Натрий цианидінің сұйылтылған ерітіндісі, әдетте 200 - 500 ppm диапазонында, содан кейін кен үйіндісінің үстіне үздіксіз шашырайды. Ерітінді кен арқылы ағып, алтынмен әрекеттеседі және оны ерітеді. Шаймалау процесі әдетте сілтілі жағдайларда жүзеге асырылады, ерітіндінің рН мәні әк немесе натрий гидроксиді арқылы 10 - 11 шамасында сақталады. Бұл улы жанама өнім болып табылатын цианид сутегі газының түзілуін болдырмауға көмектеседі, сонымен қатар цианид ерітіндісінде алтынның ерігіштігін арттырады.

3. Алтынды қалпына келтіру

Алтын цианид ерітіндісінде ерігеннен кейін, келесі қадам оны қалпына келтіру болып табылады. Ең кең таралған әдістердің бірі - көміртегі-целлюлоза ішіндегі (CIP) немесе көміртегі шаймалаудағы (CIL) процесі. Бұл процестерде, Белсендірілген көмір сілтілеу ерітіндісіне қосылады. Алтын цианид кешені алтынға жоғары аффинділігіне байланысты белсендірілген көмірдің бетіне адсорбцияланады. Содан кейін жүктелген көмір суспензиядан бөлінеді, ал алтын каустикалық цианид ерітіндісін пайдаланып көміртектен десорбцияланады. Кейіннен алтын десорбцияланған ерітіндіден электролиздеу немесе мырыш тұндыру әдістері арқылы алынады. Тағы бір әдіс - мырыш ұнтағын алмастыру әдісі, ол цианидті сілтілеуден кейін алтын құрамдас бағалы сұйықтыққа жарамды. Ерітіндіден алтынды тұндыру үшін тотықсыздандырғыш ретінде мырыш ұнтағы немесе мырыш сымы қолданылады.

4. Қалдықтарды өңдеу

Қалдық деп аталатын алтынды алудан кейінгі қалған материалда цианид қалдығы және басқа қоспалар бар. Қалдықтарды дұрыс өңдеу қоршаған ортаны қорғау үшін өте маңызды. Қалған цианидті ыдырату үшін қалдықтарды жиі химиялық заттармен өңдейді. Мысалы, цианидті улы емес қосылыстарға дейін тотықтыру үшін сутегі асқын тотығы немесе күкірт диоксиді пайдаланылуы мүмкін. Өңдеуден кейін қалдықтар әдетте қоршаған ортаға зиянды заттардың шығуын болдырмау үшін жасалған мұқият жобаланған қалдық қоймасына тасталады.

Төменгі сортты алтын кенін сілтілеуде натрий цианидін қолданудың артықшылықтары

1. Жоғары селективтілік

Натрий цианиді алтынға қатысты жоғары селективтілікті көрсетеді. Ол алтынды тиімді түрде еріте алады, сонымен бірге рудалық матрицадағы көптеген басқа минералдарды реакциясыз қалдырады. Бұл селективтілік алтынды күрделі кен қоспаларынан тиімді бөлуге мүмкіндік береді, бұл әсіресе алтынның мөлшері салыстырмалы түрде төмен, ал басқа минералдардың болуы экстракция процесіне кедергі келтіруі мүмкін төмен сұрыпты кендерде маңызды.

2. Шығындардың тиімділігі

Төмен сұрыпты кендерден алтын алудың кейбір балама әдістерімен салыстырғанда, сілтісіздендіру процесінде натрий цианидін пайдалану салыстырмалы түрде экономикалық тиімді. Натрий цианидінің өзі, рН реттеуге арналған әк және алтын алу үшін белсендірілген көмір сияқты қажетті реагенттер қолайлы бағамен коммерциялық қол жетімді. Сонымен қатар, цианидті сілтісіздендіру процесінде пайдаланылатын уатқыштар, ұнтақтағыштар, сілтілеу цистерналары және көміртекті адсорбциялық бағаналар стандартты тау-кен жабдығы болып табылады, бұл операцияның жалпы құнын одан әрі төмендетеді.

3. Қалыптасқан технология

Алтынды сілтісіздендіруде натрий цианидін пайдалану 1880 жылдардан бастау алатын ұзақ тарихы бар. Осы жылдар ішінде ауқымды зерттеулер мен практикалық тәжірибе жинақталды, нәтижесінде жақсы дамыған және нақтыланған технология пайда болды. Бұл тау-кен компанияларының жаңа және тексерілмеген әдістермен байланысты тәуекелдерді азайта отырып, дәлелденген процестер мен әдістерге сене алатынын білдіреді. Өнеркәсіптегі бар инфрақұрылым мен білім базасы да цианидті шаймалау операцияларын жүзеге асыруды және оңтайландыруды жеңілдетеді.

Натрий цианидін қолданумен байланысты қиындықтар және олардың шешімдері

1. Уыттылық

Натрий цианиді өте уытты және оны өңдеу және пайдалану адам денсаулығы мен қоршаған ортаға айтарлықтай қауіп төндіреді. Бұл мәселеге жауап ретінде тау-кен жұмыстарында қауіпсіздіктің қатаң хаттамалары енгізілді. Оларға қауіпсіз, жақсы желдетілетін орындарда дұрыс сақтау, жұмысшылардың жеке қорғаныс құралдарын пайдалану және қауіпсіз өңдеу процедуралары бойынша жүйелі оқыту кіреді. Сонымен қатар, натрий цианидін пайдалануды азайту үшін инновациялық технологиялар әзірленуде. Мысалы, улылығы аз тиосульфат негізіндегі сілтісіздендіру агенттері сияқты альтернативті сілтісіздендіру реагенттерін жасау перспективаны көрсетеді. Бұл баламалар натрий цианиді сияқты кеңінен қолданылмаса да, жүргізіліп жатқан зерттеулер олардың өнімділігі мен үнемділігін арттыруға бағытталған.

2. Экологиялық мәселелер

Натрий цианидін пайдалану дұрыс басқарылмаса, қоршаған ортаның ластануына әкелуі мүмкін. Қалдықтағы цианид топырақ пен су көздеріне сіңіп, судағы тіршілікке және экожүйеге зиян келтіруі мүмкін. Мұны шешу үшін қалдықтарды басқарудың озық әдістері қолданылуда. Бұған ағып кетуді болдырмау үшін төселген қалдық бөгеттерін пайдалану және цианид деңгейін рұқсат етілген шектерге дейін төмендету үшін қалдықтарды өңдеу кіреді. Кейбір тау-кен компаниялары цианидті сілтілеу процесінде қайта өңдеу және қайта пайдалану мүмкіндігін зерттеп, оның қоршаған ортаға тигізетін әсерін одан әрі азайтуда.

3. Кешенді кен сипаттамалары

Төмен сортты алтын рудалары көбінесе күрделі минералогиялық құрамдарға ие, бұл цианидті шаймалау процесіне қиындықтар туғызуы мүмкін. Мысалы, пирит сияқты кейбір сульфидті минералдардың болуы цианид пен оттегін тұтынуы мүмкін, алтын алудың тиімділігін төмендетеді. Мұны жеңу үшін кейде алдын ала емдеу әдістері қолданылады. Сульфидті минералдарды ыдырату және алтынды цианид ерітіндісіне қол жетімді ету үшін биототығу немесе күйдіру сияқты тотығуды алдын ала өңдеуді қолдануға болады. Сонымен қатар, натрий цианидінің концентрациясы, ерітіндінің рН және шаймалау уақыты сияқты сілтісіздендіру параметрлерін оңтайландыру кеннің әртүрлі түрлері үшін өндіру тиімділігін арттыруға көмектесуі мүмкін.

Натрий цианидімен төмен сұрыпты алтын кендерін сілтілеудегі болашақ тенденциялар

1. Процесті оңтайландыру

Ағымдағы зерттеулер цианидті шаймалау процесін одан әрі оңтайландыруға бағытталған. Бұл әртүрлі кендердің сілтісіздену әрекетін болжау және процесс параметрлерін оңтайландыру үшін озық үлгілеу әдістерін қолдануды қамтиды. Мысалы, цианид ерітіндісінің кен үйіндісі арқылы өтуін модельдеу үшін есептеу сұйықтығының динамикасы (CFD) пайдаланылуы мүмкін, бұл біркелкі бөлуді қамтамасыз етеді және ерітінді мен алтын арасындағы байланысты барынша арттырады. Оған қоса, алтын алудың жоғары жылдамдығына және реагент шығынын азайтуға әкелетін кеннің сипаттамалары мен жұмыс жағдайларының өзгеруіне негізделген шаймалау процесін реттеу үшін нақты уақыттағы мониторинг және бақылау жүйелері әзірленуде.

2. Жаңа технологиялармен интеграция

Төмен сұрыпты алтын рудасын сілтілеудің болашағы натрий цианидімен шаймалауды жаңа технологиялармен біріктіруді қамтуы мүмкін. Мысалы, сілтісіздендіру реагенттерінің реактивтілігін арттыру немесе алтын алу әдістерінің өнімділігін арттыру үшін нанотехнологияны пайдалану. Нанобөлшектерге негізделген катализаторлар натрий цианиді мен алтын арасындағы реакцияны жылдамдатуы мүмкін, бұл шаймалау уақытын қысқартады және тиімділікті арттырады. Дамудың тағы бір бағыты - тау-кен жұмыстарынан алынған үлкен көлемдегі деректерді талдау үшін жасанды интеллект пен машиналық оқытуды пайдалану, бұл процесті басқару және оңтайландыруда жақсырақ шешім қабылдауға мүмкіндік береді.

3. Тұрақты тәжірибелер

Экологиялық және әлеуметтік мәселелер өсіп келе жатқандықтан, тау-кен өнеркәсібі тұрақты тәжірибеге көбірек көңіл бөлуде. Натрий цианидімен төмен сұрыпты алтын рудасын шаймалау жағдайында бұл экологиялық таза және әлеуметтік жауапты әдістерді әзірлеуді білдіреді. Бұған улы реагенттерді пайдалануды азайту, қалдықтардың түзілуін азайту және қалдық қоймаларын дұрыс басқаруды қамтамасыз ету кіреді. Сондай-ақ тау-кен компаниялары өз операцияларының ұзақ мерзімді қабылдануын және тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін қоғамдастықтың қатысуы мен әлеуметтік даму бастамаларына назар аударады.

Қорытындылай келе, натрий цианиді төмен сұрыпты кендерден алтын алудың маңызды құрамдас бөлігі болып қала береді. Оны пайдаланумен байланысты қиындықтарға қарамастан, жүргізіліп жатқан зерттеулер мен технологиялық жетістіктер цианидті сілтісіздендіру процесінің тиімділігін, қауіпсіздігін және экологиялық тұрақтылығын үздіксіз жақсартуда. Осы міндеттерді шешу және болашақ тенденцияларды қабылдау арқылы алтын өндіру өнеркәсібі төмен сұрыпты алтын рудаларынан жауапты және тиімді түрде құнды өндіруді жалғастыра алады.