Алтын өндірудегі цианидті шаймалау процесі: ерітуден қалпына келтіруге дейінгі толық процесс

кіріспе

Оның кендерінен алтын алу ғасырлар бойы үлкен қызығушылық тудырды. Қол жетімді әртүрлі әдістердің ішінде, Цианидті шаймалау жарнамалық роликте ең көп қолданылатын әдістердің бірі ретінде пайда болды Алтын өндіру өнеркәсіп. Бұл процесс алтынды негізгі материалдардан тиімді ерітуге мүмкіндік береді, бұл бағалы металды неғұрлым концентрлі түрде алуға мүмкіндік береді. Бұл мақалада алтынды цианид ерітінділерінде бастапқы ерітуден бастап металды түпкілікті қалпына келтіруге дейінгі алтын өндіруде цианидті сілтілеудің толық процесі қарастырылады.

Цианид ерітінділеріндегі алтынның еруі

Қатысқан химиялық реакциялар

Алтынның цианид ерітінділерінде еруі химиялық реакциялардың күрделі тізбегіне негізделген. Жалпы реакцияны келесі теңдеумен көрсетуге болады:

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

Бұл реакцияда алтын (Au) әрекеттеседі Натрий цианиді (NaCN) оттегі (O₂) және су (H₂O) қатысында натрий дицианаураты (Na[Au(CN)₂]) және натрий гидроксиді (NaOH) түзеді. Бұл реакциядағы оттегінің рөлі өте маңызды, өйткені ол алтынның еруін жеңілдететін тотықтырғыш ретінде әрекет етеді.

Оңтайлы еріту шарттары

Алтынды тиімді еріту үшін бірнеше шарттарды мұқият бақылау қажет. Ерітіндідегі цианид концентрациясы шешуші фактор болып табылады. Әдетте 0.05 - 0.1% NaCN концентрациясы шаймалау процесінде қолданылады. Жоғары концентрация алтынның еруін пропорционалды ұлғайтпай цианидті тұтынудың артуына әкелуі мүмкін, ал төмен концентрация баяу және толық емес сілтілеуге әкелуі мүмкін.

Ерітіндідегі рН да маңызды рөл атқарады. Шаймалау процесі рН диапазоны 9.5 - 11 болатын аздап сілтілі ортада тиімдірек. Бұл рН кезінде цианид иондары өзінің диссоциацияланбаған түрінде (HCN) болады, ол алтынға көбірек реактивті. рН реттеуге әдетте сілтісіздендіру ерітіндісіне әк (СаО) қосу арқылы қол жеткізіледі.

Температура - тағы бір маңызды параметр. Реакция қоршаған орта температурасында жүруі мүмкін болса да, шамамен 25 - 35°C шамалы жоғарылаған температура алтынның еру жылдамдығын арттыруы мүмкін. Бірақ температураны тым жоғары көтеру цианидтің ыдырауына, оның тиімділігін төмендетуге әкелуі мүмкін.

Кендерді алдын ала өңдеу

Ұсақтау және ұнтақтау

Цианидті сілтісіздендіру процесін бастамас бұрын құрамында алтыны бар кендерді алдын ала өңдеу қажет. Бұл алдын ала емдеудің бірінші қадамы әдетте болып табылады Ұнтақтау және тегістеу. Кендер мөлшерін азайту үшін ұсақталады, содан кейін ұсақ бөлшектерге дейін ұсақталады. Бұл кеннің бетінің ауданын ұлғайтады, сілтісіздендіру процесі кезінде алтын бөлшектері мен цианид ерітіндісі арасындағы тиімді жанасуға мүмкіндік береді.

Ұнтақтау дәрежесі мұқият бақыланады. Шамадан тыс ұнтақтау кейіннен қатты сұйықтықты бөлу қадамдары кезінде қиындықтар тудыратын ұсақ шламдардың пайда болуына әкелуі мүмкін. Екінші жағынан, жеткіліксіз ұнтақтау алтын бөлшектерінің жеткіліксіз экспозициясына әкелуі мүмкін, бұл толық емес сілтілеуге әкеледі.

Қуыру және биототығу

Кейбір жағдайларда алтын рудаларында алтынның цианидпен тікелей еруіне жол бермейтін отқа төзімді минералдар болуы мүмкін. Мұндай кендер үшін қуыру немесе биототығу сияқты қосымша алдын ала өңдеу әдістері қажет болуы мүмкін.

Қуыру сульфидтер сияқты отқа төзімді минералдарды тотықтыру үшін кенді ауаның қатысуымен қыздыруды қамтиды. Бұл тотығу процесі минералдарды бұзады, алтын бөлшектерін босатады және оларды цианид ерітіндісіне қол жетімді етеді.

Био-тотығу, керісінше, отқа төзімді минералдарды тотықтыру үшін микроорганизмдерді пайдаланады. Бұл қуырудың экологиялық таза баламасы, өйткені ол төмен температурада жұмыс істейді және зиянды шығарындыларды азайтады. Микроорганизмдер, әдетте бактериялар немесе саңырауқұлақтар, кенде бар ерекше отқа төзімді минералдарды тотықтыру қабілетіне қарай таңдалады.

Шаймалау процесі

Араластырылған резервуарды сілтісіздендіру

Араластырылған резервуарды сілтісіздендіру – цианидті шаймалау үшін қолданылатын ең көп таралған әдістердің бірі. Бұл процесте алдын ала өңделген кен цианид ерітіндісімен араластырылған үлкен цистерналарда араластырылады. Резервуарлар алтын бөлшектері мен цианид иондарының жанасуына ықпал ететін кен мен ерітіндінің мұқият араласуын қамтамасыз ететін араластырғыштармен жабдықталған.

Шаймалау уақыты кеннің табиғатына және жұмыс жағдайына байланысты өзгеруі мүмкін. Жалпы, шаймалау процесі бірнеше сағаттан бірнеше күнге дейін созылуы мүмкін. Осы уақыт ішінде алтынның еру барысын бақылау үшін сілті суының үлгілері кезеңді түрде алынады және талданады.

Үйінді шаймалау

Үймемен сілтісіздендіру әдісі, әсіресе төменгі сортты алтын рудалары үшін кеңінен қолданылатын тағы бір әдіс. Бұл процесте ұсақталған кен су өткізбейтін төсемге үлкен үйінділермен үйіледі. Содан кейін цианид ерітіндісі үйіндінің үстіңгі жағына шашырап, руда арқылы өтуге мүмкіндік береді. Ерітінді үйіндіден өткенде, ол алтын бөлшектерін ерітеді, ал алынған жүкті ерітінді үйіндінің түбіне жиналады.

Үймемен шаймалау әдісімен салыстырғанда үнемді әдіс болып табылады Араластырылған резервуарды шаймалау өйткені ол жабдыққа аз капиталдық салымды қажет етеді. Дегенмен, бұл процесс баяуырақ және салыстырмалы түрде алтын мөлшері төмен кендер үшін қолайлы.

Қатты-сұйық бөліну

Сүзу

Шаймалау процесі аяқталғаннан кейін келесі қадам - ​​еріген алтынды қамтитын жүкті ерітіндіден қатты қалдықты (қалдықтарды) бөлу. Фильтрация – қатты сұйықтықты бөлудің ең көп қолданылатын әдістерінің бірі. Бұл процесте суспензия (қатты және сұйық қоспасы) сүзгі шүберек немесе сүзгі прес сияқты сүзгі ортасынан өтеді. Қатты бөлшектер сүзгі ортада сақталады, ал сұйықтық (жүкті ерітінді) арқылы өтеді және жиналады.

Сүзгі ортасын таңдау қатты бөлшектердің табиғатына және жұмыс жағдайларына байланысты. Мысалы, қатты бөлшектер өте ұсақ болған жағдайда, неғұрлым жұқа торлы сүзгі шүберек қажет болуы мүмкін.

Декантация

Декантация - бұл қатты-сұйықтықты бөлу үшін қолданылатын басқа әдіс, әсіресе қатты бөлшектер салыстырмалы түрде үлкен және оңай тұнба болған кезде. Бұл процесте суспензия тұндырғышта біраз уақыт тұруға рұқсат етіледі. Қатты бөлшектер гравитацияның әсерінен резервуардың түбіне шөгеді, содан кейін мөлдір үстіңгі зат сұйықтығы (жүкті ерітінді) мұқият декантацияланады.

Декантация фильтрациямен салыстырғанда қарапайым және энергияны аз қажет ететін әдіс. Дегенмен, ол өте ұсақ қатты бөлшектерді бөлуде тиімді болмауы мүмкін.

Жүкті ерітіндіден алтынды қалпына келтіру

Белсендірілген көмірдің адсорбциясы

Жүкті ерітіндіден алтын алудың ең көп таралған әдістерінің бірі Белсендірілген көмірдің адсорбциясы. Бұл процесте жүкті ерітіндіге белсендірілген көмір қосылады. Алтын-цианидті кешен белсендірілген көмірдің бетіне күшті жақындыққа ие, нәтижесінде алтын көміртек бөлшектеріне адсорбцияланады.

Содан кейін көміртегі бөлшектері әдетте скрининг немесе сүзу арқылы ерітіндіден бөлінеді. Алтынмен толтырылған көміртек одан әрі алтынды десорбциялау үшін өңделеді. Бұл әдетте көміртекті жоғары температуралы бу өңдеуге ұшырату немесе химиялық десорбция агентін пайдалану арқылы жасалады.

Цинк жауын-шашын

Меррилл – Кроу процесі деп те аталатын мырыштың тұндыру алтынды алудың тағы бір әдісі болып табылады. Бұл процесте жүкті ерітіндіге мырыш шаңы қосылады. Мырыш алтынға қарағанда электропозитивті, нәтижесінде алтынды алтын-цианидті кешеннен ығыстырады. Реакцияны келесі теңдеумен көрсетуге болады:

2Na[Au(CN)₂] + Zn → 2Au + Na₂[Zn(CN)₄]

Тұндырылған алтын кез келген әрекеттеспеген мырышпен бірге қатты шламды құрайды. Содан кейін бұл тұнба ерітіндіден бөлініп, таза өнім алу үшін алтын одан әрі тазартылады.

Алтынды тазарту

Балқыту

Жүкті ерітіндіден алтын алынғаннан кейін, қалған қоспаларды кетіру үшін әдетте оны тазарту қажет. Балқыту - алтынды тазартудың кең таралған әдістерінің бірі. Бұл процесте құрамында алтыны бар материал ағынның, мысалы, бораның қатысуымен жоғары температураға дейін қызады. Флюс алтынның балқу температурасын төмендетуге көмектеседі, сонымен қатар қоспалармен әрекеттеседі, балқытылған алтыннан бөлінетін шлак түзеді.

Содан кейін балқытылған алтын құймалар жасау үшін қалыптарға құйылады. Бұл құймаларды одан әрі өңдеуге немесе жартылай фабрикат ретінде сатуға болады.

Электролиттік тазарту

Электролиттік тазарту – алтынды тазартудың жетілдірілген әдісі. Бұл процесте құрамында алтыны бар анод таза алтын катодымен бірге электролиттік ұяшыққа орналастырылады. Электролит әдетте алтын хлоридінің немесе басқа алтын тұздарының ерітіндісі болып табылады. Электр тогы ұяшық арқылы өткенде, анодтағы алтын электролитке ериді, содан кейін катодқа түседі.

Алтынға қарағанда электропозитивті қоспалар электролитте ериді, бірақ катодқа түспейді, ал алтыннан аз электропозитивті қоспалар ұяшық түбінде шлам ретінде қалады. Бұл өте жоғары таза алтын өнімін береді.

Экологиялық мәселелер

Цианидті басқару

Цианид өте улы зат, сондықтан алтын өндіру процесінде цианидті дұрыс басқару аса маңызды. Алтын өндіруде цианидті пайдалану оның қоршаған ортаға және адам денсаулығына әсерін барынша азайту үшін көптеген елдерде қатаң түрде реттеледі.

Цианидті басқарудың негізгі аспектілерінің бірі цианидтердің төгілуінің алдын алу болып табылады. Тау-кен жұмыстарында цианидтері бар ерітінділердің қоршаған ортаға ағып кетуіне жол бермеу үшін тиісті оқшаулау жүйелері болуы қажет. Сонымен қатар, құрамында цианид бар ағынды суларды тазарту да маңызды. Цианидті – құрамында химиялық тотығу, биологиялық тазарту және ион алмасу сияқты ағынды суларды тазалаудың бірнеше әдістері бар.

Қалдықтарды жою

Алтын алу процесінен кейін пайда болған қатты қалдықтарды (қалдықтарды) да дұрыс жою қажет. Қалдық қоймаларында цианид пен басқа да ауыр металдардың іздері болуы мүмкін, олар дұрыс пайдаланылмаса, қоршаған ортаға қауіп төндіруі мүмкін.

Қалдықтарды жоюдың кең таралған әдістерінің бірі оларды қалдық қоймаларында сақтау болып табылады. Бұл бөгеттер қалдықтарды сақтауға және қоршаған ортаға ластаушы заттардың түсуіне жол бермеуге арналған. Кейбір жағдайларда қалдықтарды кез келген құнды пайдалы қазбаларды алу немесе қоршаған ортаға тигізетін әсерін азайту үшін қайта өңдеуге болады.

қорытынды

Алтын өндірудегі цианидті сілтісіздендіру процесі күрделі және көп сатылы процесс болып табылады, ол алтынды цианид ерітінділерінде ерітуді, кендерді алдын ала өңдеуді, сілтілеуді, қатты - сұйықты бөлуді, алтынды алуды, тазартуды және қоршаған ортаны қорғауды қамтиды. Бұл процестің әрбір қадамы қоршаған ортаға тигізетін әсерді барынша азайта отырып, алтынның тиімді өндірілуі мен алынуын қамтамасыз ету үшін мұқият бақыланады. Цианидті қолданумен байланысты қиындықтарға қарамастан, процесс өзінің жоғары тиімділігіне және салыстырмалы түрде төмен құнына байланысты коммерциялық алтын өндіру өнеркәсібінде маңызды және кеңінен қолданылатын әдіс болып қала береді. Дегенмен, экологиялық таза және тұрақты баламалы әдістерді әзірлеу үшін үздіксіз зерттеулер мен әзірлемелер жүргізілуде.