Алтын кенін өңдеудегі цианидтеу процесі

кіріспе

The цианидтеу процесі in алтын кенін өңдеу жаһандық алтын өндіру өнеркәсібінде шешуші және алмастырылмайтын рөлге ие. Асыл метал ретіндегі құндылығы бар алтынды адамзат мыңдаған жылдар бойы іздеп келеді. Ежелгі өркениеттердегі байлық пен биліктің символы болудан бастап оның зергерлік бұйымдардағы, электроникадағы және инвестициядағы заманауи қолданбаларына дейін алтынға деген сұраныс үнемі жоғары болып қалады.

Цианидтеу процесі ғасырдан астам уақыт бойы алтын алудың негізі болды. Оның маңыздылығы әртүрлі кен түрлерінен алтынды тиімді алу мүмкіндігінде жатыр. Цианидтеу процесі дамымай тұрып, алтын алу әдістері көбінесе еңбекті қажет ететін – аз тиімді және қоршаған ортаға зиян келтіретін. Мысалы, алтын алудың бұрынғы әдісі болған амальгамация алтын бөлшектерімен байланыстыру үшін сынапты қолдануды қамтыды. Дегенмен, бұл әдістің елеулі кемшіліктері болды, соның ішінде сынаптың жоғары уыттылығы және кейбір кен түрлері үшін салыстырмалы түрде төмен алу жылдамдығы.

Керісінше, цианидтеу процесі алтын өндіру өнеркәсібінде төңкеріс жасады. Цианидті ерітінділерді қолдану арқылы ол алтын бөлшектерін, тіпті кеннің ішінде ұсақ таралғандарды да салыстырмалы түрде жоғары тиімділікпен еріте алады. Бұл тау-кен компанияларына бұрын өңдеу үшін үнемді емес деп саналатын кендерден алтын алуға мүмкіндік береді. Шын мәнінде, бүгінгі таңда 80%-дан астам деп есептелетін әлемдік алтын өндірісінің үлкен бөлігі қандай да бір түрде цианидтеу процесіне сүйенеді. Оңтүстік Африкадағы, Америка Құрама Штаттарындағы ірі кеніштер немесе Австралия мен Қытайдағы жерасты кеніштері болсын, цианидтеу процесі алтын алудың негізгі әдісі болып табылады. Оның кең көлемде қолданылуы оның алтын өндірудің күрделі және бәсекелестік әлемінде тиімділігі мен экономикалық өміршеңдігінің дәлелі болып табылады.

Цианидтеу процесі дегеніміз не

Цианидтеу процесі цианид иондарының бірегей химиялық қасиеттерін пайдаланатын химиялық экстракция әдісі болып табылады. Алтын кенін өңдеу жағдайында оның іргелі принCIPle цианид иондары (CN^- ) мен бос алтын арасындағы комплекс түзілу реакциясының айналасында орналасқан.

Табиғатта алтын көбінесе бос күйде болады, тіпті ол басқа минералдармен қапталған болса да. Инкапсуляциялық минералдар ашылғаннан кейін, алтын элементтік алтын ретінде ашылады. Цианид иондарының алтынға жақындығы күшті. Құрамында алтыны бар кенге цианидті ерітінді әсер еткенде цианид иондары алтын атомдарымен тұрақты комплекс түзеді. Химиялық реакцияны келесі теңдеумен көрсетуге болады:

4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH. Бұл реакцияда оттегінің әсерінен алтын атомдары цианид иондарымен қосылып, еритін алтын – цианид кешені, натрий дицианаурат (Na[Au(CN)_2] ) түзеді. Бұл түрлендіру бастапқыда қатты руданың құрамында болған алтынды кеннің басқа алтын емес құрамдастарынан бөліп, ерітіндіге ерітуге мүмкіндік береді.

Қатаң айтқанда, цианидтеу процесі минералды өңдеудің дәстүрлі саласына жатпайды, бірақ гидрометаллургия ретінде жіктеледі. Минералды өңдеу әдетте бағалы минералдарды ганг минералдарынан бөлу үшін ұсақтау, ұнтақтау, флотация және гравитациялық бөлу сияқты физикалық бөлу әдістерін қамтиды. Керісінше, гидрометаллургия химиялық реакцияларды пайдаланып, металдарды рудаларынан сулы ерітіндіде алады. Цианидтеу процесі, оның құрамында цианид бар ерітіндіде алтынды еріту үшін химиялық реакцияларға негізделген, гидрометаллургия саласына жататыны анық. Бұл классификация маңызды, өйткені ол цианидтеу процесін басқа физикалық негізделген кенді өңдеу әдістерінен ажыратады және алтынды алу кезінде оның химиялық реакцияға негізделген сипатын көрсетеді.

Цианидтеу процестерінің түрлері: CIP және CIL

Алтынды алу үшін цианидтеу процестері аясында екі негізгі әдіс ерекшеленеді: көміртегі - целлюлоза (CIP) процесі және көміртегі - сілтісіздендіру (CIL) процесі.

CIP процесі дәйекті операциямен сипатталады. Біріншіден, құрамында алтыны бар кен массасы экстракция сатысынан өтеді. Бұл кезеңде кенді цианидті ерітіндімен араластырады. Оттегінің қолжетімділігі, рН және температураның дұрыс жағдайында кендегі алтын негізгі цианидтеу реакциясында сипатталғандай цианид иондарымен еритін комплекс түзеді. Шаймалау процесі аяқталғаннан кейін целлюлозаға белсендірілген көмір енгізіледі. Содан кейін белсендірілген көмір ерітіндідегі алтын-цианид кешенін адсорбциялайды. Бұл шаймалау және адсорбция қадамдарын бөлу кейбір жағдайларда анағұрлым бақыланатын және оңтайландырылған процеске мүмкіндік береді. Мысалы, кеннің салыстырмалы түрде тұрақты құрамы бар және сілтісіздендіру жағдайлары дәл сақталуы мүмкін шахталарда CIP процесі алтын алудың жоғары көрсеткіштеріне қол жеткізе алады.

Екінші жағынан, CIL процесі интеграцияланған тәсілді білдіреді. CIL процесінде рудадан алтынның шаймалануы және активтендірілген көмірдің алтын-цианид кешенінің адсорбциясы бір мезгілде жүреді. Бұған белсендірілген көмірді сілтісіздендіру цистерналарына тікелей қосу арқылы қол жеткізіледі. CIL процесінің артықшылығы оның жабдықты және уақытты тиімдірек пайдалануында жатыр. Шаймалау және адсорбция біріктірілгендіктен, сілтісіздендіру және адсорбция сатылары арасында пульпаны тасымалдау үшін қосымша жабдықты немесе уақытты қажет етпейді. Бұл өңдеу зауытының жалпы көлемін азайтады және күрделі салымдар мен операциялық шығындар тұрғысынан шығындарды үнемдеуге әкелуі мүмкін. Мысалы, өткізу қабілеттілігі шешуші фактор болып табылатын ауқымды тау-кен жұмыстарында, CIL процесі өндіріс тиімділігін барынша арттыра отырып, кеннің үлкен көлемін қысқа мерзімде өңдей алады.

Соңғы жылдары CIL процесін бүкіл әлем бойынша цианидтеу қондырғылары көбірек қолдана бастады. Оның өндірістік жабдықты тиімдірек пайдалану қабілеті оған көптеген жағдайларда CIP процесінде артықшылық береді. CIL процесінің үздіксіз сипаты сонымен қатар соңғы өнім сапасының өзгермелілігі азырақ тұрақты жұмысқа әкеледі. Сонымен қатар, CIL-дегі процесс қадамдарының қысқартылған саны процестің әртүрлі кезеңдері арасында материалдарды тасымалдау кезінде қателер немесе жоғалтулар мүмкіндігінің аз екендігін білдіреді. Дегенмен, CIP және CIL арасындағы таңдау әрқашан оңай бола бермейді. Бұл әртүрлі факторларға байланысты, мысалы, кеннің табиғаты, өндіру жұмыстарының ауқымы, инвестиция үшін қолда бар капитал және жергілікті экологиялық және нормативтік талаптар. Кейбір кеніштер белгілі бір жағдайларда басқару оңайырақ болатын жақсырақ – түсінікті және сегменттелген сипатына байланысты CIP процесін әлі де таңдай алады.

Цианидтеу процесіндегі негізгі талаптар

Ұнтақтау жіңішкелігі

Ұнтақтау жіңішкелігі цианидтеу операциясында шешуші рөл атқарады. Цианидтеу тиімділігі инкапсуляцияланған алтынды шығару мүмкіндігіне байланысты болғандықтан, мұқият ұнтақтау өте маңызды. Кәдімгі көміртегі - целлюлоза (CIP) зауыттарында цианидтеу операциясына түсу үшін руданың ұнтақтау жұқалығына қойылатын талаптар өте қатаң. Әдетте, өлшемі -0.074 мм бөлшектердің үлесі 80 - 95% жетуі керек. Алтын 浸染 ұқсас үлгіде таратылатын кейбір кеніштер үшін ұнтақтаудың ұсақтығы одан да көп талап етіледі, ал -0.037 мм бөлшектердің үлесі 95%-дан жоғары болуы керек.

Мұндай ұсақ ұнтақтау үшін бір сатылы тегістеу операциясы жиі жеткіліксіз. Көп жағдайда екі сатылы немесе тіпті үш сатылы тегістеу қажет. Мысалы, Батыс Австралиядағы ауқымды алтын кенішінде кен екі кезеңді ұнтақтау процесінен өтеді. Бірінші кезеңде бөлшектердің мөлшерін белгілі бір дәрежеде азайту үшін қуаттылығы үлкен шар диірмен пайдаланылады, содан кейін өнім екінші сатыдағы араластырғыш диірменде одан әрі ұнтақталады. Бұл көп сатылы ұнтақтау процесі алтын бөлшектерінің толық ашылуын және цианидтеу процесі кезінде цианид ерітіндісімен тиімді әрекеттесуін қамтамасыз ете отырып, кеннің бөлшектерінің мөлшерін бірте-бірте азайта алады. Ұнтақтаудың ұсақтығы сақталмаса, алтын бөлшектері толық ашылмауы мүмкін, нәтижесінде цианидтеу кезінде толық ерімейді және алтын алу жылдамдығы айтарлықтай төмендейді.

Цианид гидролизінің алдын алу

Цианидтеу процесінде жиі қолданылатын цианидті қосылыстар, мысалы, калий цианиді (KCN), Натрий цианиді (NaCN ) және кальций цианиді (Ca(CN)_2 ) күшті негіздер мен әлсіз қышқылдардың тұздары болып табылады. Су ерітіндісінде олар гидролиз реакцияларына бейім. Гидролиз реакциясы Натрий цианиді теңдеу арқылы көрсетуге болады:

NaCN + H_2O\rightleftharpoons HCN+NaOH. Цианиді сутегі (HCN ) ұшпа болғандықтан, бұл гидролиз процесі целлюлозадағы цианид иондарының (CN^- ) концентрациясының төмендеуіне әкеледі, бұл цианидтеу реакциясына зиянын тигізеді.

Бұл мәселені шешу үшін ең тиімді әдіс гидроксид иондарының (OH^-) концентрациясын арттыру болып табылады, бұл ерітіндінің рН мәнін арттыруға тең. Өнеркәсіптік қолданбаларда әк (CaO) ең жиі қолданылатын және үнемді рН реттегіш болып табылады. Ерітіндіге әк қосқанда, ол сумен әрекеттесіп, кальций гидроксиді (Ca(OH)_2 ) түзеді, ол гидроксид иондарын шығару үшін диссоциацияланады, осылайша рН мәнін арттырады. Әктің сумен әрекеттесуі: , CaO + H_2O=Ca(OH)_2 & Ca(OH)_2\rightleftharpoons Ca^{2 + }+2OH^- .

Дегенмен, әкті рН мәнін реттеу үшін пайдаланған кезде, әктің де флокуляциялық әсері бар екенін ескеру қажет. Әктің біркелкі таралуын және өз рөлін тиімді атқара алатынын қамтамасыз ету үшін әдетте ұнтақтау операциясы кезінде қосылады. Оңтүстік Африкадағы алтын кенішінде ұнтақтау процесінде шарикті диірменге әк қосылады. Бұл әкті кен суспензиясымен толық араластыруға мүмкіндік беріп қана қоймайды, сонымен қатар цианидтің гидролизін тиімді болдырмайтын және кейінгі цианидтеу процесінде цианид иондарының тұрақты концентрациясын сақтай отырып, әктің шламда біркелкі таралуын қамтамасыз ету үшін шар диірменіндегі күшті механикалық араластырудың артықшылығын пайдаланады. Әдетте, көміртегі - целлюлоза операциялары үшін 10 - 11 аралығындағы рН мәні ең жақсы нәтиже береді.

Целлюлозаның концентрациясын бақылау

Целлюлозаның концентрациясы алтын мен цианидтің, сондай-ақ алтын-цианид кешені мен белсендірілген көмірдің арасындағы байланысқа қатты әсер етеді. Целлюлозаның концентрациясы тым жоғары болса, бөлшектер белсендірілген көмірдің бетінде тұнбаға түсу ықтималдығы жоғары, белсендірілген көмірмен алтын-цианид кешенінің тиімді адсорбциясына кедергі жасайды. Екінші жағынан, целлюлозаның концентрациясы тым төмен болса, бөлшектер оңай тұнбаға бейім, сәйкес рН мәні мен цианид концентрациясын сақтау үшін реагенттердің көп мөлшерін қосу қажет, бұл өндіріс шығындарын арттырады.

Көп жылдық өндірістік тәжірибе нәтижесінде көміртекті – целлюлозадағы алтынды алу процесі үшін 40 – 45% целлюлоза концентрациясы және 300 – 500 ppm цианид концентрациясы қолайлы екені анықталды. Мысалы, Невададағы (АҚШ) алтын өңдеу зауытында целлюлоза концентрациясын осы диапазонда ұстап тұру тұрақты түрде жоғары алтын алу көрсеткіштеріне қол жеткізді. Дегенмен, екі-үш сатылы ұнтақтау операциясының соңғы өнім концентрациясы әдетте 20%-дан төмен болатынын ескерсек, сілтілеу операциясына кіріспес бұрын, целлюлоза қоюландыру процесінен өтуі керек.

Қалыңдау операциясы әдетте қалыңдатқышта жүзеге асырылады. Қалыңдатқыштың принципі - қатты бөлшектерді целлюлозадағы сұйықтықтан бөлу үшін тұндыру әсерін пайдалану, осылайша целлюлозаның концентрациясын арттыру. Қазіргі заманғы алтын өңдеу зауытында жоғары тиімділіктегі қоюлатқыштар жиі қолданылады. Бұл қоюлатқыштар флокуляцияны және тұндыруды бақылаудың жетілдірілген жүйелерімен жабдықталған, олар цианидтеу процесінің бірқалыпты жүруін және алтынның жоғары тиімді экстракциясын қамтамасыз ете отырып, пульпа концентрациясын келесі цианидтеумен шаймалау операциясы үшін қажетті деңгейге дейін тез және тиімді түрде арттыра алады.

Цианидтеумен сілтілеу механизмі

Аэрация және оксидант

Цианидтеу процесі аэробты процесс болып табылады және оны химиялық реакция теңдеуі арқылы анық көрсетуге болады. Цианидтеу процесінде алтынды ерітудің негізгі реакциясы 4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH . Бұл теңдеуден оттегінің (O_2 ) реакцияда шешуші рөл атқаратыны көрініп тұр. Өндіріс процесінде оттегіні енгізу сілтілеу жылдамдығын айтарлықтай жеделдетуі мүмкін. Себебі оттегі тотығу-тотықсыздану реакциясына қатысады, faҚССалтынның тотығуы және оның кейіннен цианид иондарымен комплексті түзілуі. Мысалы, көптеген алтын өңдеу зауыттарында сығылған ауа әдетте құрамында цианид бар ерітіндіге енгізіледі. Ауадағы оттегі реакцияның бірқалыпты жүруі үшін қажетті тотықтырғыш ортаны қамтамасыз етеді.

Аэрациядан басқа, тотықтырғыштарды тиісті түрде қосу да шаймалау процесін күшейте алады. Сутегі асқын тотығы (H_2O_2) цианидтеу процесінде жиі қолданылатын тотықтырғыш болып табылады. Сутегі асқын тотығын қосқанда, ол алтынның тотығуын және құрамында алтыны бар минералдардың еруін одан әрі ынталандыратын қосымша белсенді оттегі түрлерін қамтамасыз ете алады. Цианид қатысында сутегі асқын тотығының алтынмен реакциясын мына теңдеумен көрсетуге болады: 2Au+4NaCN+H_2O_2 = 2Na[Au(CN)_2]+2NaOH . Бұл реакция сутегі асқын тотығы цианидтеу реакциясындағы оттегінің кейбір рөлін алмастыра алатындығын және белгілі бір жағдайларда ол жылдамырақ шаймалау жылдамдығына әкелуі мүмкін екенін көрсетеді.

Дегенмен, тотықтырғыш заттардың шамадан тыс мөлшері теріс әсер етуі мүмкін екенін ескеру маңызды. Тотықтырғыштың мөлшері тым жоғары болса, ол цианид иондарының тотығуын тудыруы мүмкін. Мысалы, сутегі асқын тотығы цианид иондарымен әрекеттесіп, цианат иондарын (CNO^-) түзе алады. Реакция келесідей: CN^-+H_2O_2 = CNO^-+H_2O . Цианат иондарының түзілуі ерітіндідегі цианид иондарының концентрациясын төмендетеді, бұл алтынмен комплексті түзу үшін өте маңызды. Нәтижесінде алтынды сілтілеу тиімділігі төмендеп, жалпы өндіріс процесіне теріс әсер етуі мүмкін. Сондықтан цианидтеу процесінің оңтайлы өнімділігін қамтамасыз ету үшін тотықтырғыштардың дозасын мұқият бақылау қажет.

Реагент дозасы

Теориялық тұрғыдан алғанда, алтын мен цианид арасындағы комплекс түзілу реакциясы белгілі бір стехиометриялық қатынасқа ие. 4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH химиялық теңдеуінен комплекс түзу үшін 1 моль алтынға (Au) 2 моль цианид ионы (CN^-) қажет екенін есептей аламыз. Массасы бойынша шамамен 1 грамм алтын үшін шаймалау реагенті ретінде шамамен 0.5 грамм цианид қажет. Бұл есептеу цианидтеу процесіне қажетті реагенттер санының негізгі анықтамасын береді.

Соған қарамастан, нақты өндірісте алтыны бар кен құрамында басқа пайдалы қазбалардың болуына байланысты жағдай әлдеқайда күрделі. Күміс (Ag), мыс (Cu), қорғасын (Pb) және мырыш (Zn ) сияқты минералдар да цианид иондарымен әрекеттесе алады. Мысалы, мыс әртүрлі мыс - цианидті кешендерді құра алады. Мыстың цианидпен реакциясын Cu^{2 + }+4CN^-=[Cu(CN)_4]^{2 - } түрінде көрсетуге болады. Бұл бәсекелес реакциялар цианидтің айтарлықтай мөлшерін тұтынады, бұл қажетті нақты дозаны арттырады.

Сондықтан практикалық жұмыста реагент дозасын анықтау тек теориялық есептеулерге негізделуі мүмкін емес. Оның орнына оны соңғы шаймалау жылдамдығына сәйкес реттеу керек. Кен қасиеттері өзгерген кезде реагент мөлшерін үздіксіз бақылау және реттеу қажет. Жалпы алғанда, цианидтің нақты дозасы есептелген мәннен 200 - 500 есе жоғары болуы орынды деп саналады. Ауытқудың бұл кең диапазоны кен құрамының өзгермелілігін және әртүрлі минералдар арасындағы күрделі өзара әрекеттесуді білдіреді. Шаймалау жылдамдығын мұқият қадағалап, реагент дозасын сәйкесінше реттей отырып, алтын алу процесі тиімдірек және экономикалық тиімділікке қол жеткізе алады.

Көп сатылы шаймалау және сілтілеу уақыты

Үздіксіз жұмыстың тұрақтылығын қамтамасыз ету және ерітіндідегі цианид иондарының салыстырмалы тұрақты концентрациясын сақтау үшін көп сатылы шаймалау жиі қолданылады. Көп сатылы сілтісіздендіру жүйесінде кен массасы бірнеше шаймалау цистерналары арқылы дәйекті түрде өтеді. Әрбір резервуар алтынның үздіксіз еруіне және цианид – ион концентрациясының сақталуына ықпал етеді. Целлюлоза бір резервуардан екінші резервуарға ауысқанда, бірте-бірте алтын-цианид кешені түзіледі және реакцияның бірқалыпты жүруін қамтамасыз ету үшін бос цианид иондарының концентрациясы реттеледі. Бұл кезеңдік тәсіл реакция жағдайларындағы кез келген ауытқуларды буферлеуге көмектеседі және цианидтеу процесі үшін неғұрлым тұрақты ортаны қамтамасыз етеді. Мысалы, Батыс Австралиядағы кең ауқымды алтын өндіру операциясында бес сатылы сілтісіздендіру жүйесі қолданылады. Бірінші кезең сілтісіздендіру процесін бастайды, ал кейінгі кезеңдер алтынды одан әрі бөліп алады және цианидті – иондық тепе-теңдікті сақтайды, нәтижесінде жоғары және тұрақты алтын – шаймалау тиімділігі алынады.

Шаймалау уақыты шаймалау резервуарының көлемін анықтауда шешуші фактор болып табылады. Дегенмен, шаймалау уақытын есептеудің қарапайым және әмбебап формуласы жоқ. Әрбір көміртегі - целлюлоза (CIP) немесе көміртегі - сілтісіздендіру (CIL) қондырғысы сәйкес шаймалау уақытын анықтау үшін тәжірибелік деректерге сүйенуі керек. Себебі, шаймалау уақытына кеннің түрі мен құрамы, реагенттер концентрациясы, температура және араластыру қарқындылығы сияқты көптеген факторлар әсер етеді. Мысалы, Оңтүстік Африкадағы алтын өңдеу зауытында зауыт салынар алдында ауқымды зертханалық және тәжірибелік сынақтар жүргізілді. Бұл сынақтар шаймалау уақытын өзгертуді және әртүрлі жағдайларда алтынды сілтілеу жылдамдығын бақылауды қамтыды. Тәжірибе нәтижелеріне сүйене отырып, оңтайлы шаймалау уақыты сол зауытта өңделетін руданың нақты түрі үшін 24 сағат болып анықталды.

Егер зауыт тиісті сынақтар жүргізбестен тәжірибеге соқыр сенім артатын болса, оның өндірістік ақауларға тап болуы ықтимал. Мысалы, белгілі бір аймақтағы шағын көлемді алтын өндіру жұмысы көршілес кеніштің сілтісіздену уақытын олардың кен қасиеттерінің айырмашылығын ескерместен анықтама ретінде пайдалануға әрекет жасады. Нәтижесінде алтынды сілтілеу деңгейі күтілгеннен әлдеқайда төмен болды және сілтісіздендірудің тиімсіздігінен және қосымша реагенттерді тұтыну қажеттілігінен өндіріс құны айтарлықтай өсті. Сондықтан цианидтеу негізіндегі алтынды өндіру зауытының табысты жұмыс істеуі үшін тәжірибелік деректер арқылы шаймалау уақытын дәл анықтау өте маңызды.

Цианидтеуден кейінгі операциялар

Жүктелген көмір деп аталатын алтыны бар активтендірілген көмір 3000 г/т жоғары алтынның адсорбциялық деңгейіне жеткенде, барлық көміртекті целлюлозадағы адсорбция процесі аяқталды деп саналады. Дегенмен, кенде мыс және күміс сияқты жоғары мазмұнды қоспалардың болуы белсендірілген көмірдің адсорбциялық қабілетіне айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Бұл қоспалар белсендірілген көмірдегі адсорбция учаскелері үшін алтынмен бәсекеге түсе алады, нәтижесінде жүктелген көміртек дәрежесі күтілетін мақсатқа жете алмайды. Егер белсендірілген көмір алтынды тиімді сіңіре алмаса, ол қаныққан болып саналады.

Қаныққан белсендірілген көмір үшін алтын алудың бірнеше әдістерін қолдануға болады. Жалпы тәсілдердің бірі десорбция және электролиз болып табылады. Десорбция процесінде қаныққан активтендірілген көмірден алтын-цианид кешенін алу үшін химиялық ерітінді қолданылады. Мысалы, жоғары температуралық және жоғары қысымды десорбциялау әдісінде қаныққан белсендірілген көмір нақты шарттары бар десорбциялық жүйеге орналастырылады. Белсендірілген көмірмен оңайырақ адсорбцияланатын аниондарды қосу арқылы Au(CN)_2^- кешені көміртек бетінен ығыстырылады. Реакция механизмі алтын-цианид кешенінің қосылған аниондармен алмасуын қамтиды, бұл алтынның ерітіндіге бөлінуін тудырады. Десорбциядан кейін жүкті ерітінді деп аталатын алынған ерітіндіде алтын иондарының салыстырмалы түрде жоғары концентрациясы бар.

Содан кейін жүкті ерітінді электролизден өтеді. Электролиз ұяшығында электр тогы қолданылады. Ерітіндідегі алтын иондары катодқа тартылады, онда олар электрондар алады және металдық алтынға дейін тотықсызданады. Процесті келесі теңдеу арқылы көрсетуге болады: Au^+ + e^-\rightarrow Au . Алтын катодта алтын балшық түрінде жиналады, оны әрі қарай өңдеу арқылы жоғары таза алтын алуға болады.

Алтын өндірісі шоғырланған аймақтарда балама нұсқа – жүктелген көміртекті сату. Бұл тиімді таңдау болуы мүмкін, өйткені кейбір мамандандырылған компаниялар жүктелген көміртекті одан әрі өңдеу үшін жабдықталған. Олардың жүктелген көміртегінен алтын алу үшін тәжірибесі мен мүмкіндіктері бар, ал алтын өндіруші компаниялар жүктелген көміртекті осы кәсіпорындарға сату арқылы кіріс ала алады.

Басқа салыстырмалы қарапайым әдіс - жану. Жүктелген көмірді жағу кезінде активтендірілген көмірдің органикалық компоненттері тотығады және жанып кетеді, ал алтын қалдықта алтын қорытпасы түрінде қалады, ол доре алтыны деп аталады. Доре алтыны әдетте кейбір қоспалармен бірге алтынның жоғары үлесін қамтиды. Жанудан кейін дор алтыны зергерлік бұйымдар, электроника және инвестициялық салаларда коммерциялық пайдалану стандарттарына сәйкес келетін жоғары таза алтын өнімдерін алу үшін балқыту және тазарту сияқты процестер арқылы одан әрі тазартылуы мүмкін.

Цианидтеу процесінің артықшылықтары мен кемшіліктері

артықшылықтары

1. Жоғары қалпына келтіру жылдамдығы: Цианидтеу процесінің маңызды артықшылықтарының бірі оның жоғары қалпына келу жылдамдығы болып табылады. Кәдімгі тотыққан алтын – құрамында кварц – тамырлы кендер үшін көміртегі – ин – целлюлоза (CIP) немесе көміртегі – сілтісіздендіру (CIL) процесін пайдаланған кезде, жалпы алу жылдамдығы 93%-дан жоғары болуы мүмкін. Кейбір оңтайландырылған операцияларда қалпына келтіру жылдамдығы одан да жоғары болуы мүмкін. Бұл өндірудің жоғары қарқыны тау-кен өндіруші компаниялардың кенде бар алтынның үлкен бөлігін өндіруге, бұл тау-кен жұмыстарынан экономикалық табысты арттыруға мүмкіндік береді. Мысалы, Америка Құрама Штаттарындағы кең ауқымды алтын кенішінде ұнтақтау, ұнтақ концентрациясы және реагент дозасы сияқты процесс параметрлерін қатаң бақылау арқылы цианидтеу процесінің алтын алу жылдамдығы ұзақ уақыт бойы шамамен 95% деңгейінде сақталды, бұл көптеген басқа алтын алу әдістерінен әлдеқайда жоғары.

2. Кең қолдану мүмкіндігі: Цианидтеу процесі құрамында алтыны бар кендердің алуан түрлілігі үшін қолайлы. Ол тек тотыққан алтын рудаларын ғана емес, сонымен қатар кейбір сульфидті алтын кендерін де тиімді өңдей алады. Алтын бос күйде болсын немесе басқа минералдар ішінде қапталған болса да, цианидтеу процесі тиісті алдын ала өңдеу және процесті бақылау көмегімен алтынды жиі еріте алады. Мысалы, кендерде сульфид пен тотыққан алтын минералдарының қоспасы бар Оңтүстік Американың кейбір кеніштерінде цианидтеу процесі сәтті қолданылған. Сульфидті минералдарды тиісті тотығудан алдын ала өңдеуден кейін цианидтеу процесі оның әртүрлі кен түрлеріне күшті бейімделуін көрсете отырып, қанағаттанарлық алтын алу нәтижелеріне қол жеткізе алады.

3. Жетілген технология: Бір ғасырдан астам тарихы бар цианидтеу процесі алтын өндіру өнеркәсібінде өте жетілген технологияға айналды. Жабдық пен пайдалану процедуралары жақсы орнатылған, жинақталған тәжірибе мен деректердің үлкен көлемі бар. Бұл жетілу процесті басқаруға және басқаруға салыстырмалы түрде оңай екенін білдіреді. Кен өндіруші компаниялар цианидтеу қондырғыларын жобалау, салу және пайдалану үшін қолданыстағы техникалық стандарттар мен нұсқауларға сүйене алады. Мысалы, цианидті сілтісіздендіру цистерналарының дизайны, адсорбция үшін белсендірілген көмірді таңдау және реагент мөлшерін бақылау стандартты процедуралар мен әдістерге ие. Жаңадан салынған цианидтеу қондырғылары жаңа технологияны енгізумен байланысты тәуекелдерді азайта отырып, тез іске қосылып, тұрақты өндірістік жағдайларға қол жеткізе алады.

кемшіліктері

1. Цианидтің уыттылығы: Цианидтеу процесінің ең көрнекті кемшілігі цианидтің уыттылығы болып табылады. сияқты цианидті қосылыстар натрий цианиді және калий цианиді жоғары улы заттар болып табылады. Тіпті аз мөлшерде цианид адам денсаулығына және қоршаған ортаға өте зиянды болуы мүмкін. Егер өндіру кезінде цианид бар ерітінділер ағып кетсе, олар топырақты, су көздерін және ауаны ластауы мүмкін. Мысалы, тау-кен өндірісіндегі кейбір тарихи апаттарда құрамында цианид бар ағынды сулардың ағуы жақын маңдағы өзендер мен көлдерде көптеген су организмдерінің қырылуына әкеліп соқты, сонымен қатар жергілікті тұрғындардың денсаулығына қауіп төндірді. Цианидпен ингаляция, жұту немесе теріге тию адамдарда бас айналу, жүрек айну, құсу сияқты ауыр улану белгілерін тудыруы мүмкін және ауыр жағдайларда өлімге әкелуі мүмкін. Сондықтан цианидті пайдалану кезінде қауіпсіздік пен қоршаған ортаны қорғаудың қатаң шаралары қажет, бұл тау-кен жұмыстарының күрделілігі мен құнын арттырады.

2. Күрделі және қымбат емдеуден кейінгі емдеу: Цианидтеу процесінен кейінгі өңдеуден кейінгі операциялар салыстырмалы түрде күрделі және үлкен инвестицияны қажет етеді. Құрамында алтыны бар белсендірілген көмір қаныққаннан кейін таза алтын алу үшін десорбция, электролиз немесе жану сияқты процестер қажет. Десорбция және электролиз процестері арнайы жабдықты және химиялық реагенттерді қажет етеді. Мысалы, десорбция процесінде жоғары температуралы және жоғары қысымды жабдық қажет болуы мүмкін, сондай-ақ десорбция үшін химиялық ерітінділерді пайдалану алтынды қалпына келтіруді және реагенттерді қайта өңдеуді қамтамасыз ету үшін мұқият бақылауды қажет етеді. Сонымен қатар, тазартудан кейінгі процесс кезінде пайда болатын қалдық қалдықтары мен ағынды суларды тазарту да күрделі мәселе болып табылады. Қалдық қалдықтарында әлі де цианидтің және басқа да зиянды заттардың аз мөлшері болуы мүмкін, және сарқынды суларды цианидтеу процесінің жоғары құнына ықпал ететін қатаң экологиялық ағызу стандарттарына сай тазарту қажет.

3. Кен қоспаларына сезімталдық: Цианидтеу процесі кендегі қоспаларға өте сезімтал. Мыс, күміс, қорғасын және мырыш сияқты минералдар цианидпен әрекеттесіп, цианидті реагенттердің көп мөлшерін тұтына алады. Бұл реагенттердің құнын көтеріп қана қоймай, алтын алудың тиімділігін төмендетеді. Мысалы, рудадағы мыс мөлшері жоғары болған кезде мыс цианид иондары үшін алтынмен бәсекелесетін тұрақты мыс – цианидті кешендерді құра алады. Осының нәтижесінде алтынды комплексті өңдеу үшін қол жетімді цианид мөлшері азаяды және алтынның шаймалану жылдамдығына айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Кейбір жағдайларда осы қоспаларды жою немесе олардың әсерін азайту үшін қосымша алдын ала өңдеу қадамдары қажет болуы мүмкін, бұл тау-кен өндіру процесінің күрделілігі мен құнын одан әрі арттырады.

қорытынды

Қорытындылай келе, цианидтеу процесі алтын өндіру өнеркәсібінде таптырмас технология болып табылады. Оның жоғары қалпына келтіру жылдамдығы, кең қолдану мүмкіндігі және жетілген технологиясы оны бүкіл әлемде алтын өндірудің басым әдісіне айналдырды. Ол әр түрлі рудалардан алтын өндіруге мүмкіндік берді, бұл жаһандық алтын жеткізуге айтарлықтай үлес қосты.

Дегенмен, цианидтеу процесі қиындықтарсыз емес. Цианидтің уыттылығы адам денсаулығы мен қоршаған ортаға үлкен қауіп төндіреді. Цианидтердің ағып кетуіне жол бермеу және құрамында цианид бар ағынды сулар мен қалдық қалдықтарды дұрыс өңдеуді қамтамасыз ету үшін қатаң қауіпсіздік және қоршаған ортаны қорғау шараларын орындау қажет. Сонымен қатар, күрделі және қымбат өңдеуден кейінгі операциялар, сондай-ақ процестің кен қоспаларына сезімталдығы алтын өндірудегі қиындықтар мен шығындарды арттырады.

Болашаққа көз жүгіртсек, алтын рудасын өңдеудегі цианидтеу процесінің болашағы технологиялық жетістіктерге байланысты болуы мүмкін. Төмен уытты цианидті алмастырғыштарды қолдану сияқты экологиялық таза және тиімді цианидтеу әдістерін дамыту перспективалы бағыт болып табылады. Автоматтандыру және интеллектуалды басқару технологиялары да маңызды рөл атқаратын болады. Бұл технологиялар өндіріс тиімділігін арттыруға, адам қателігіне байланысты тәуекелдерді азайтуға және ресурстарды оңтайландыруға мүмкіндік береді. Мысалы, автоматтандырылған жүйелер реагент дозаларын, целлюлоза концентрациясын және басқа да негізгі параметрлерді дәл басқара алады, бұл тұрақты және тиімді өндіріс процесін қамтамасыз етеді.

Сонымен қатар, биоцианидтеу немесе цианидтеуді басқа пайда болған экстракция әдістерімен біріктіру сияқты жаңа цианидтеумен байланысты технологияларды барлау бар проблемалардың жаңа шешімдерін ұсына алады. Үздіксіз инновациялар мен жетілдірулердің арқасында цианидтеу процесі тұрақты және экологиялық таза бола отырып, алтын рудасын өңдеудегі жетекші технология ретіндегі позициясын сақтап қалуға мүмкіндігі бар. Өнеркәсіптің әртүрлі салаларында алтынға сұраныс күшті болып қала беретіндіктен, цианидтеу процесін дамыту және оңтайландыру алтын өндіру өнеркәсібінің ұзақ мерзімді дамуы үшін шешуші мәнге ие болады.