Жайылған алтын рудалары үшін шламды цианидтеу процесі

1. кіріспе

Алтын өндіру өнеркәсібінің үздіксіз дамуымен оңай өңделетін алтын кенінің ресурстары бірте-бірте азайып келеді. Сондықтан мышьяк – сурьма вена – диссеминирленген түрдегі алтын рудалары сияқты отқа төзімді алтын рудаларының байыту және балқыту процестерін зерттеудің маңызы зор. Бұл кендер комплектімен сипатталады

x миералогия, мұнда арсенопирит пен стибнит ганг минералдарымен диссеминацияланған түрде тығыз байланысты, бұл алтын алуды қиындатады. Толық шламды цианидтеу процесі алтын алудың кең таралған әдісі болып табылады, бірақ кеннің бұл түрі үшін ол жиі алтынды сілтісіздендірудің төмен жылдамдығы және реагенттің жоғары шығыны сияқты мәселелерге тап болады. Бұл процесті оңтайландыру алтын кеніштерінің ресурстарды пайдалану қарқыны мен экономикалық пайдасын тиімді жақсартуға мүмкіндік береді.

2. Мышьяк – сурьма вена – диссеминирленген түрдегі алтын кендерінің сипаттамасы

2.1 Минералогиялық құрамы

Мышьяк – сурьма венасында – шашыранды типті алтын кендері, арсенопирит және стибнит – алтынды өндіруге әсер ететін негізгі минералдар. Кендегі табиғи алтын бөлшектерінің өлшемдері өте біркелкі емес. Олар негізінен пирит пен арсенопириттің жарықтары мен түйіршік аралық кеңістігінде таралған немесе олардың ішінде оралған. Кейде алтын стибнитпен бірге өмір сүреді және оның бір бөлігі лимонит немесе кварц сияқты ганга минералдарына енеді. Кендегі пириттің бір бөлігі ганг минералдарында ұсақ түйіршікті диссеминация түрінде болады және арсенопиритпен және марказитпен тығыз симбиотикалық байланыста болады. Арсенопирит әдетте салыстырмалы түрде ұсақ бөлшектерге ие және пиритпен тығыз байланысты. Кен құрылымы негізінен вена – диссеминирленген, көп бөлігі стибнит пен арсенопирит ганга минералдарымен шашыранды түрде өскен.

2.2 Зиянды элементтер

Кенде мышьяктың (As) және сурьманың (Sb) болуы алтынды цианидтеу арқылы сілтілеу үшін өте қолайсыз. Бұл элементтер цианидтеу процесінде цианидпен және оттегімен әрекеттесіп, көп мөлшерде реагенттерді тұтынып, алтынның сілтілеу жылдамдығын төмендетуі мүмкін. Мысалы, мышьяк цианид ерітіндісінде әртүрлі мышьяк құрамдас қосылыстар түзуі мүмкін, олар тек цианидті тұтынып қана қоймай, сонымен қатар алтын бөлшектерінің бетінде пассивациялық қабықшалар түзіп, алтын мен цианид иондарының жанасуына кедергі келтіруі мүмкін.

3. Барлығы - шламды цианидтеу процесіндегі бар проблемалар

3.1 Алтынды сілтілеудің төмен деңгейі

Тікелей – мышьяк – сурьма вена – диссеминирленген алтын рудаларын шламды цианидтеу көбінесе алтынды сілтісіздендірудің төмен жылдамдығына әкеледі. Күрделі минералогиялық құрамы мен зиянды элементтерінің болуына байланысты алтынды цианидпен толық еріту қиын. Кейбір кендер үшін тікелей барлық шламды цианидтеуден қалпына келтіру жылдамдығы шамамен 47.62% құрайды.

3.2 Реагенттің жоғары тұтынуы

Цианидтеу процесі шаймалау агенті ретінде көп мөлшерде цианидті қажет етеді. Бірақ мышьяк, сурьма және басқа да зиянды элементтер болған жағдайда цианидті тұтыну айтарлықтай артады. Сонымен қатар, кенде кейбір сульфидті минералдардың болуы да цианидпен әрекеттесіп, реагент шығынын одан әрі арттырады. Мысалы, сульфидті минералдардың цианидпен әрекеттесуі әртүрлі циано – комплекстер түзіп, суспензиядағы бос цианид концентрациясын төмендетеді және алтынның шаймалануын баяулатады.

4. Барлығына арналған оңтайландыру стратегиялары - шламды цианидтеу процесі

4.1 Алдын ала өңдеу әдістері

4.1.1 Сілтілі сілтісіздендіруді алдын ала өңдеу

NaOH-ны сілтілі сілтісіздендіру агенті ретінде пайдалану кейбір зиянды элементтерді тиімді жоя алады. Ортогональды факторлық тәжірибелер арқылы кейбір кендер үшін минералды ұнтақтау 200 тор 85%, сілтілі шаймалау концентрациясы 60 кг/т, сілтілі сілтісіздендіру уақыты 32 сағ, сілтілі сілтісіздендіру температурасы 26 °C болғанда, сілтілі сілтісіздендіру эффектісін жақсартуға болатыны анықталды. Сілтілі сілтісіздендіру құрамында мышьяк пен сурьманы бар кейбір минералдарды белгілі бір дәрежеде ерітіп, олардың цианидтеу процесіне кері әсерін азайтады.

4.1.2 Қышқылмен алдын ала өңдеу

Азот қышқылын (HNO₃) және тұз қышқылын (HCl) қолдану сияқты қышқылмен алдын ала өңдеу де тиімді болуы мүмкін. Қышқылмен алдын ала өңдеу цианид тұтынуын азайтуы мүмкін. Мысалы, қышқылмен алдын ала өңдеуден кейін цианид тұтынуын сәйкесінше 340 - 210 мг/л-ге азайтуға болады, ал алтынды алудың тиісті көрсеткіштері 98.87% және 95.11% дейін артуы мүмкін. Қышқылмен алдын ала өңдеу кендегі кейбір көміртегі минералдарын және сульфидті минералдардың бір бөлігін ерітіп, бұл минералдардың цианидтеу процесіне араласуын азайта алады.

4.1.3 Қуыруға арналған алдын ала өңдеу

Цианидтеуден бұрын кенді 600-1000 °C температурада 0.5-2 сағат бойы қуыру да жақсы нәтижелерге қол жеткізуге мүмкіндік береді. Қуырылған үлгілердегі цианидтеу нәтижелері цианид тұтынуының 1150 мг/л-ге күрт төмендейтінін және алтынды алу жылдамдығының 5.2%-ға артатынын көрсетеді. Сонымен қатар, қуырылған үлгідегі (1000 °C температурада 2 сағат бойы қуырылған) мышьяк, сурьма, кадмий және сынаптың мөлшері айтарлықтай азаяды. Қуыру сульфидті минералдарды металл оксидтеріне айналдыра алады, бұл алтынды цианидті сілтілеу үшін қолжетімді етеді.

4.2 Цианидтеу шарттарын оңтайландыру

4.2.1 Цианид концентрациясы

Әртүрлі сипаттамалары бар кендер үшін сәйкес цианид концентрациясын анықтау қажет. Құрамында мышьяк пен сурьма мөлшері жоғары 10.5 ppm алтыны бар кен үлгісінің бірінші түрі үшін цианидтің оңтайлы концентрациясы 4000 мг/л, ал екінші типтегі алтын мөлшері төмен (2.5 промилле), бірақ күміс мөлшері жоғары (160 промилле) руда үлгісі үшін оңтайлы цианид концентрациясы 2500 мг/л құрайды. Цианид концентрациясын кеннің қасиеттеріне сәйкес реттеу реагент қалдықтарын азайта отырып, алтынды тиімді шаймалауды қамтамасыз ете алады.

4.2.2 рН мәні

Цианидтеу ерітіндісінің рН мәні де шаймалау әсеріне айтарлықтай әсер етеді. Бірінші үлгі үшін оңтайлы рН 11.1. ал екінші үлгі үшін оңтайлы рН 10.5. Сәйкес рН мәнін сақтау цианид ерітіндісінің тұрақтылығын қамтамасыз етеді және алтын мен цианид иондары арасындағы реакцияны ынталандырады.

4.2.3 Цианидтеу уақыты

Цианидтеу уақытын да оңтайландыру керек. Жоғарыда аталған үлгілердің екі түрі үшін де сәйкес цианидтеу уақыты 24 сағ. Цианидтеу уақытын ұзарту міндетті түрде алтын алу жылдамдығын айтарлықтай арттырмауы мүмкін, бірақ өндіріс шығындарын арттырады. Сондықтан цианидтеу уақытын анықтау өндіріс тиімділігін арттыру үшін өте маңызды.

4.2.4 Тотықтырғыштарды қолдану

H₂O₂ (0.015 М), ауа (0.15 л/мин) немесе H₂O₂ мен ауа қоспасы сияқты тотықтырғыштарды пайдалану алтын алу кинетикасын жақсартуы мүмкін. Олардың ішінде сілтісіздендіру кинетикасына ауаны айдау ең маңызды тиімді әсер етеді. Тотықтырғыштар кендегі кейбір тотықсызданған заттарды тотыққан түрге айналдырып, алтынның еруіне ықпал ете алады.

5. Жағдайлар

Ганьсудағы алтын кенішінде мышьяк-сурьма тамыры-таралған типті алтын кенін толығымен шырышпен цианидтеу процесі оңтайландырылды. NaOH-пен сілтілі сілтілеуді алдын ала өңдеу, ұнтақтау ұсақтығын, сілтілі сілтілеу концентрациясын, уақытын және температурасын оңтайландыру, содан кейін тиісті NaCN концентрациясы мен цианидтеу уақытымен цианидтеу жүргізу арқылы цианидті сілтілеу жылдамдығы бастапқы 47.62%-дан 85.04%-ға дейін өсті. Басқа жағдайда, күрделі кен құрамы бар алтын кен орнында қышқылмен алдын ала өңдеуден және күйдіруден алдын ала өңдеуден кейін, содан кейін цианидтеу шарттарын реттеу арқылы алтынды алу жылдамдығы айтарлықтай жақсарды және цианид тұтыну тиімді түрде азайды.

6. қорытынды

Мышьяк - сурьма веналы - шашыранды түрдегі алтын рудалары үшін барлық шламды цианидтеу процесін оңтайландыру алтын өндіру тиімділігін арттырудың және өндіріс шығындарын азайтудың тиімді әдісі болып табылады. Сілтілі сілтісіздендіру, қышқылмен алдын ала өңдеу және күйдіру алдын ала өңдеу сияқты тиісті алдын ала өңдеу әдістерін таңдау және цианид концентрациясын, рН мәнін, циандау уақытын және тотықтырғыштарды пайдалануды қоса цианидтеу шарттарын оңтайландыру арқылы алтынды сілтілеу жылдамдығы мен реагентті тұтынуда айтарлықтай жақсартуларға қол жеткізуге болады. Әртүрлі алтын кеніштері ең жақсы экономикалық және экологиялық пайдаға қол жеткізу үшін өздерінің кен сипаттамаларына сәйкес оңтайландыру стратегияларын таңдауы керек.