Цианидтеу алтынын алу: араластыру цианидтеу процесіне терең ену

Алтын өндіру саласында цианидтеу ғасырдан астам уақыт бойы маңызды орынға ие болды. Бұл әдіс 1887 жылы алтын және күміс кендерін өндіру үшін пайда болғаннан бері үздіксіз дамып отырды, оның жоғары алу жылдамдығына, әртүрлі руда түрлеріне бейімделуіне және жергілікті өндіріске жарамдылығына байланысты ең көп қолданылатын әдістердің бірі болып қала берді.

1. Алтын алудағы цианидтеуді түсіну

Цианидтеу - цианид иондарының алтынмен еритін кешендерді түзу қабілетін пайдаланатын химиялық процесс . Оттегі мен судың қатысуымен цианид иондары алтын атомдарымен әрекеттеседі. Бұл реакция нәтижесінде алтын цианид иондарымен байланысып, алтынның ерітіндіде еруіне мүмкіндік беретін еритін қосылыс түзіледі. Бұл процесс алтын алу үшін өте тиімді болғанымен, цианид улы зат болғандықтан, ол қоршаған ортаға және қауіпсіздікке қатысты елеулі мәселелерді де тудырады.

2. Цианидтеу әдістерінің түрлері

Цианидтеу әдістерін екі негізгі санатқа бөлуге болады: араластыру цианидтеу және перколяциялық циандау.

• Араластыру цианидациясы : Бұл әдіс негізінен флотациялық алтын концентраттарын өңдеу үшін немесе барлық шламды цианидтеу сценарийлерінде қолданылады. Ол кен пульпасын цианид ерітіндісімен қарқынды араластыруды қамтиды. Осылайша, кендегі алтын құрамдас бөлшектердің цианид иондарымен максималды байланысқа түсуін қамтамасыз етеді, бұл алтынды алуды жеңілдетеді.

• Перколяциялық цианидтеу : Төмен сұрыпты алтын кендеріне қолайлы перколяциялық цианидтеу цианид ерітіндісінің кен қабаты арқылы тамшылап өтуіне мүмкіндік беру арқылы жұмыс істейді. Бұл әдіс араластыру цианидтеуімен салыстырғанда аз энергия жұмсайды. Дегенмен, оны қолдану жақсы өткізгіштігі бар кендермен шектеледі, бұл цианид ерітіндісінің оңай ағып кетуіне мүмкіндік береді.

3. Агитация цианидтеу Алтын алу процесі

Цианидтеу арқылы алтынды алу процесі екі негізгі кіші процесті қамтиды: цианидтеу - мырышты алмастыру процесі және сүзілмеген цианидтеу арқылы көміртекті шлам процесі.

3.1 Цианидтеу – мырышты ауыстыру процесі (CCD және CCF әдістері)

• Шикізатты шаймалауға дайындау : Бастапқы қадам кенді шаймалау процесіне дайындауды қамтиды. Бұл көбінесе кенді ұсақ бөліктерге ұсақтауды, содан кейін оны ұсақ консистенцияға дейін ұнтақтауды қамтиды. Кейбір жағдайларда кендегі алтын бөлшектеріне қол жеткізуді жеңілдету үшін алдын ала өңдеу де жүргізіледі. Мақсат - кен мен цианид ерітіндісінің арасындағы өзара әрекеттесуді жақсартатын оңтайлы бөлшектер мөлшері бар пульпа жасау.

• Араластыру Цианидтеу арқылы сілтісіздендіру : Дайындалған кен пульпасы содан кейін араластыру цианид ерітіндісі қосылатын араластыру цистерналарына ауыстырылады. Бұл цистерналар пульпа мен цианид ерітіндісін жақсы араластырып тұратын араластырғыштармен жабдықталған. Оттегі циандарға аэрация немесе тотықтырғыш заттарды қосу арқылы енгізіледі. Бұл оттегі цианид ерітіндісіндегі алтынды ерітетін химиялық реакцияны жүргізуге көмектеседі.

• Қатты заттарды сұйық күйінде бөлу үшін қарсы токпен жуу : Сілтісіздендіру процесінен кейін алынған шлам қатты қалдықтардан және еріген алтынды қамтитын жүкті ерітінді деп аталатын сұйық фазадан тұрады. Бұл екі компонентті бөлу үшін қарсы токпен жуу қондырғысында бірқатар қоюландырғыштар немесе сүзгілер қолданылады. Қатты қалдықтармен жоғалған алтын мөлшерін азайта отырып, алтын құрамдас ерітіндінің мүмкіндігінше көп бөлігін қалпына келтіру үшін үздіксіз қарсы токпен деканттау (CCD) немесе үздіксіз қарсы токпен сүзу (CCF) сияқты әдістер қолданылады.

• Сұйықтықты тазарту және тотықсыздандыру : Қатты заттан сұйық затқа бөлу сатысынан алынған ерітінді құрамында қоспалар мен еріген оттегі болуы мүмкін. Тазарту процедуралары алтынды кейінгі алу процесін бұзуы мүмкін қалқымалы қатты заттар мен басқа да ластаушы заттарды кетіру үшін жүзеге асырылады. Тотықсыздандыру да маңызды, себебі оттегі алтын-цианид қосылысының қайта тотығуын тудыруы мүмкін, бұл мырышты алмастыру процесінің тиімділігін төмендетеді.

• Мырыш ұнтағын (жібек) ауыстыру және тұздау : Тазартылған және тотықсыздандырылған ерітіндіге мырыш ұнтағы немесе мырыш жібегі қосылады. Мырыш алтынға қарағанда реактивтірек, сондықтан ол сілтілеу процесінде пайда болған қосылыстан алтынды ығыстырады. Бұл алтын мен мырыштан тұратын қатты тұнбаның пайда болуына әкеледі, ол әдетте алтын балшық деп аталады. Алмастыру реакциясынан кейін алтын балшық әдетте артық мырыш пен басқа қоспаларды кетіру үшін қышқыл ерітіндісімен өңделеді.

• Құймаларды балқыту : Цианидтеу-мырышты алмастыру процесінің соңғы кезеңі - таза алтын құймаларын алу үшін алтын балқымасын балқыту. Алтын балқымасы пеште жоғары температурада балқытылады және бірқатар тазарту кезеңдерінен кейін қалған қоспалар алынып, жоғары тазалықтағы алтын құймалары алынады.

3.2 Сүзілмеген цианидтеу көміртекті суспензия процесі (CIP және CIL әдістері)

• Сілтілеу материалын дайындау : Цианидтеу - мырышты алмастыру процесіне ұқсас, бірінші міндет - кенді сілтілеуге дайындау. Бұл кенді ұсақтау және ұнтақтау операциялары арқылы тиісті бөлшектер мөлшеріне дейін азайтуды талап етеді.

• Араластыру арқылы сілтілеу және көміртегіге қарсы ағынды адсорбциялау : Көміртекті целлюлозада (CIP) әдісінде цианидті сілтілеу процесі алдымен бірнеше араластыру цистерналарында жүреді. Алтын ерітіндіде ерігеннен кейін, целлюлозаға белсендірілген көмір қосылады. Белсендірілген көмір алтын-цианид қосылысына күшті жақындыққа ие және еріген алтынды оның бетіне адсорбциялайды. Көміртекті сілтілеу (CIL) әдісінде белсендірілген көмір цианид ерітіндісімен бір уақытта сілтілеу цистернасына қосылады, сондықтан сілтілеу және адсорбция процестері бір уақытта жүреді. CIP және CIL екеуінде де көміртегімен адсорбцияланған алтын мөлшерін барынша арттыру үшін көміртегі мен целлюлозаның қарсы ағыны сақталады.

• Алтынмен толтырылған көміртекті десорбциялау : Адсорбция процесінен кейін алтынмен толтырылған көміртекті целлюлозадан бөлу қажет. Содан кейін алтын ыстық каустикалық-цианид ерітіндісін пайдаланып көміртектен алынады. Бұл ерітінді алтын-цианид қосылысы мен көміртек арасындағы байланысты үзіп, алтынды ерітіндіге қайта шығарады.

• Электролиз : Десорбция процесінен алынған алтынға бай ерітінді электролизденеді. Бұл процесс кезінде ерітінді арқылы электр тогы өтеді. Бұл ерітіндідегі алтын иондарының тотықсыздануына және катодқа тұнуына әкеледі, бұл одан әрі тазартуға болатын алтынның қатты шөгіндісін түзеді.

• Балқыту құймалары : Электролиздеу арқылы алынған алтын салыстырмалы түрде таза, бірақ кейбір қоспаларды қамтуы мүмкін. Балқыту алтынды одан әрі тазарту және оны қажетті тазалықтағы құймаларға құю үшін жүзеге асырылады.

• Көміртекті қалпына келтіру : Алтын десорбцияланғаннан кейін пайдаланылған көміртекті қалпына келтіріп, қайта пайдалануға болады. Бұл адсорбцияланған қоспаларды жою және алтынды адсорбциялау қабілетін қалпына келтіру үшін көміртекті жоғары температурада өңдеуді қамтиды.

4. CIP және CIL процестерін салыстыру

• Процесс ұзақтығы : Әдетте, CIP процесі CIL-мен салыстырғанда ұзағырақ уақыт алады. Себебі CIP-те сілтілеу және адсорбция бөлек операциялар болып табылады. CIL-де сілтілеу және адсорбция бір уақытта жүретіндіктен, бүкіл процесс қысқа мерзімде аяқталуы мүмкін. Дегенмен, CIL процесі екі процесс бір уақытта жүретіндіктен күрделірек басқаруды қажет етеді.

• Көміртегі мен шламды басқару : CIL процесінде айналымдағы көміртегінің көлемі көбірек болады, ал шламдағы көміртегінің концентрациясы CIP-ке қарағанда төмен. Нәтижесінде, CIL-де көміртегіні тасымалдау үшін тасымалдау қажет шлам көлемі әдетте CIP-тен бірнеше есе (шамамен төрт есе) көп. Бұл жабдықтың өлшеміне және энергия тұтынуына әсер етеді.

• Ерітіндідегі металл қоры және алтынның мөлшері : CIP процесінде жүйеде айтарлықтай мөлшерде металл қалады (метал қоры), және бұл металл белсендірілген көмір мен ерітінді арасында біркелкі таралған. CIL процесінде металлдың көп бөлігі белсендірілген көмірге адсорбцияланады. Сонымен қатар, CIL процесінде ерітіндідегі алтынның концентрациясы CIP процесіне қарағанда жоғары. Себебі CIL процесінде алтын сілтісізденіп жатқанда, ол үздіксіз адсорбцияланады, бұл ерітіндідегі еріген алтынды толықтырады. Екінші жағынан, CIP процесінде бұл еріген алтынның шектеулі толықтырылуымен бір сатылы адсорбция процесі.

5. Қоршаған орта және қауіпсіздік мәселелері

Тиімділігіне қарамастан, циандау, әсіресе араластыру цианидтеу қоршаған орта мен қауіпсіздікке айтарлықтай қауіп төндіреді. Цианид өте улы және кез келген ағып кету немесе дұрыс қолданбау қоршаған ортаның қатты ластануына және адам денсаулығына қауіп төндіруі мүмкін. Осы тәуекелдерді жою үшін алтын өндіру жұмыстары қатаң қауіпсіздік хаттамаларын сақтайды. Оларға цианидті дұрыс сақтау және өңдеу, ағып кетудің алдын алу үшін оқшаулау жүйелерін орнату және құрамында цианид бар ағынды суларды тазалау кіреді. Бұдан басқа, жүргізіліп жатқан зерттеулер алтын өндіруде цианидті алмастыру үшін балама, аз уытты шаймалау агенттерін әзірлеуге бағытталған.

6. қорытынды

Агитациялық цианидтеу қазіргі заманғы алтын өндіру өнеркәсібінде маңызды рөл атқарады, бұл әртүрлі рудалардан алтынды жоғары жылдамдықпен алуға мүмкіндік береді. Екі негізгі қосалқы процесс, циандау - мырыштың орнын толтыру және сүзгісіз цианидтелген көміртекті суспензия, әрқайсысының өзіндік артықшылықтары бар және олар кеннің қасиеттері, жұмыс ауқымы және экономикалық өміршеңдігі сияқты факторлар негізінде таңдалады. Дегенмен, өнеркәсіп алтын өндірудің тұрақты болашағын қамтамасыз ету үшін цианидті пайдаланумен байланысты экологиялық және қауіпсіздік мәселелерімен күресуді жалғастыруы керек.