Алтын кенішіндегі цианидтеу процесінде атмосфералық және қысыммен сілтілеуді салыстыру

1. кіріспе

Цианидтеу – кендерден алтын алуда кеңінен қолданылатын процесс. Оның әртүрлі жұмыс режимдерінің арасында, атмосфералық шаймалау және қысыммен шаймалау екі маңызды әдіс болып табылады. Олардың арасындағы айырмашылықтарды түсіну алтын өндіру процесін оңтайландыру, тиімділікті арттыру және шығындарды азайту үшін өте маңызды. Бұл мақалада атмосфералық және қысымды шаймалау арасындағы егжей-тегжейлі салыстыру жүргізіледі алтын кенін цианидтеу процесі.

2. Цианидтеу арқылы сілтілеу принципі

Цианидтеу арқылы сілтілеу алтынның реакциясына негізделген цианид оттегінің қатысуымен. Жалпы химиялық теңдеу келесідей:

4Au + 8CN⁻+ O₂ + 2H₂O → 4[Au(CN)₂]⁻+ 4OH⁻

Бұл реакцияда алтын еритін алтын – цианидті кешендерді түзеді, оларды одан әрі бөліп алуға және қалпына келтіруге болады. Атмосфералық немесе қысымды сілтілеуде бұл негізгі реакция принципі өзгеріссіз қалады. Бірақ реакция жағдайлары мен кинетикасына қысым факторы әсер етеді.

3. Шаймалау тиімділігін салыстыру

3.1 Атмосфералық шаймалау

Атмосфералық шаймалау әдетте қоршаған ортаның температурасы мен қысымында жұмыс істейді. Кейбір салыстырмалы түрде қарапайым алтын рудалары үшін, мысалы, бос ұнтақталған алтынның үлесі жоғары, атмосфералық шаймалау жақсы нәтижелерге қол жеткізе алады. Дегенмен, құрамында сульфидті минералдардың немесе басқа отқа төзімді компоненттердің көп мөлшері бар күрделі кендер үшін атмосфералық сілтілеудің шаймалау тиімділігі жиі шектеледі. Баяу реакция жылдамдығы және толық емес реакция алтынды шаймалау жылдамдығының төмендеуіне әкелуі мүмкін. Мысалы, құрамында пирит бар алтын рудаларымен жұмыс істегенде, пириттегі күкірт атмосферада шаймалау кезінде оттегімен және цианидпен әрекеттесіп, оттегі мен цианидті жұмсайды, осылайша алтынның еруін тежейді. Жалпы алғанда, атмосфералық сілтісіздендіруде алтынды сілтілеу жылдамдығы қарапайым кендер үшін шамамен 60% - 85% құрайды.

3.2 Қысыммен шаймалау

Қысыммен шаймалау, керісінше, жоғары қысым жағдайында жүзеге асырылады. Қысымның жоғарылауы шаймалау ерітіндісіндегі оттегінің ерігіштігін айтарлықтай арттыруы мүмкін. Генри заңы бойынша жоғары қысым оттегінің парциалды қысымының жоғары болуына әкеледі, бұл өз кезегінде ерітіндідегі еріген оттегінің концентрациясын арттырады. Бұл жоғары концентрациялы еріген оттегі алтынның тотығуын және алтын-цианидті кешендердің түзілуін жеделдете алады. Отқа төзімді алтын рудалары үшін қысыммен шаймалау сульфидті минералдардың отқа төзімді құрылымдарын бұзуы мүмкін, бұл сілтісіздендіру ерітіндісіне көбірек алтын әсер етеді. Нәтижесінде алтынның шаймалану жылдамдығын тиімді жақсартуға болады. Зерттеулер көрсеткендей, кейбір отқа төзімді алтын рудалары үшін қысыммен шаймалаудың алтынды сілтілеу жылдамдығы оңтайландырылған жағдайларда 90% -дан астам, тіпті 95% дейін жетуі мүмкін.

4. Реакция жағдайларын салыстыру

4.1 температура

• Атмосфералық шаймалау: Әдетте қоршаған орта температурасында немесе оған жақын температурада, әдетте 25°C шамасында жұмыс істейді. Реакция жоғары температурамен қозғалмайтындықтан, қыздыруға арналған энергия шығыны салыстырмалы түрде төмен. Дегенмен, төмен температура реакция жылдамдығының салыстырмалы түрде баяу екенін білдіреді.

• Қысыммен шаймалау: Әдетте жоғары температураны қажет етеді. Температура әдетте 80 - 150 ° C аралығында болады. Жоғары температура химиялық реакция жылдамдығын тездетуі мүмкін, бірақ ол сонымен қатар сілтілеу жүйесін жылыту үшін қосымша энергия шығынын қажет етеді.

4.2 Цианид концентрациясы

• Атмосфералық шаймалау: Шаймалау ерітіндісіндегі цианид концентрациясы әдетте 0.02% - 0.1% аралығында болады. Құрамында жоғары қоспасы бар кендер үшін сілтісіздендіру әсерін қамтамасыз ету үшін салыстырмалы түрде жоғары цианид концентрациясы қажет болуы мүмкін, бірақ бұл шығындар мен экологиялық тәуекелді арттырады.

• Қысыммен шаймалау: Қысым астында жақсартылған реакция кинетикасының арқасында қажетті цианид концентрациясы салыстырмалы түрде төмен болуы мүмкін, әдетте шамамен 0.01% - 0.05%. Бұл цианидті тұтынуды ғана емес, сонымен қатар цианид қалдықтарының қоршаған ортаға әсерін де азайтады.

5. Жабдыққа қойылатын талаптар мен шығындарды салыстыру

5.1 Жабдыққа қойылатын талаптар

• Атмосфералық шаймалау: Атмосфералық шаймалауға арналған жабдық салыстырмалы түрде қарапайым. Ол негізінен шаймалау цистерналарын, араластырғыштарды және аэрация құрылғыларын қамтиды. Шаймалау цистерналары жоғары қысымға төтеп беруді қажет етпейді, сондықтан оларды дайындау материалдары мен құны салыстырмалы түрде төмен. Араластырғыштар кен массасының, цианид ерітіндісінің және оттегінің біркелкі араласуын қамтамасыз ету үшін қолданылады және олардың қуатына және коррозияға төзімділігіне қойылатын талаптар өте жоғары емес.

• Қысыммен шаймалау: Қысыммен шаймалау үшін автоклавтар сияқты қысымға төзімді арнайы жабдық қажет. Автоклав жоғары қысымға және жоғары температураға төтеп беру үшін жоғары берік легірленген материалдардан жасалуы керек. Сонымен қатар, ол күрделі қысымды бақылау, температураны бақылау және қауіпсіздікті қорғау жүйелерімен жабдықталған. Бұл жабдықтың дизайны мен өндірісі күрделірек және жоғары техникалық деңгейлерді талап етеді.

5.2 Шығындар

• Атмосфералық шаймалау: Атмосфералық сілтісіздендіруге арналған жабдықтың бастапқы инвестициялық құны салыстырмалы түрде төмен. Дегенмен, салыстырмалы түрде төмен сілтісіздендіру тиімділігіне және ұзақ шаймалау уақытына байланысты жұмыс күші, ұзақ уақыт араластыру үшін қуат тұтыну және цианидті тұтыну тұрғысынан пайдалану құны ұзақ мерзімді перспективада салыстырмалы түрде жоғары болуы мүмкін.

• Қысыммен шаймалау: Қысымға төзімді автоклавтар мен күрделі басқару жүйелеріне байланысты қысыммен шаймалау жабдығына бастапқы инвестиция әлдеқайда жоғары. Бірақ оның сілтісіздендірудің жоғары тиімділігі мен сілтісіздендірудің қысқа уақытын ескере отырып, өндірістік қуат пен ресурстарды пайдалану тұрғысынан жалпы операциялық шығындар кенді ірі және отқа төзімді өңдеу үшін бәсекеге қабілетті болуы мүмкін.

6. Қоршаған ортаға әсері

6.1 Цианид қалдығы

• Атмосфералық шаймалау: Бұрын айтылғандай, атмосфералық шаймалау цианидтің салыстырмалы түрде жоғары концентрациясын қажет етуі мүмкін, бұл қалдық қоймаларындағы цианид қалдықтарының көбірек болуына әкелуі мүмкін. Цианид өте улы, сондықтан құрамында цианид бар қалдықтарды дұрыс өңдеу қоршаған ортаға және адам денсаулығына үлкен қауіп төндіруі мүмкін.

• Қысыммен шаймалау: Цианидті азырақ тұтыну кезінде қысыммен шаймалау қалдықтардағы цианид қалдықтарын салыстырмалы түрде аз шығарады. Бұл белгілі бір дәрежеде цианидпен ластанумен байланысты экологиялық тәуекелді азайтады.

6.2 Энергияны тұтыну және шығарындылар

• Атмосфералық шаймалау: Жылыту үшін энергияны аз тұтынатынына қарамастан, шаймалаудың қанағаттанарлық нәтижелеріне қол жеткізу үшін ұзақ уақыт жұмысы араластыру және аэрация үшін электр энергиясын көп тұтынуы мүмкін. Шығарындыларға келетін болсақ, егер аэрация процесі жақсы бақыланбаса, бұл реакция нәтижесінде пайда болатын кейбір зиянды газдардың бөлінуіне себеп болуы мүмкін.

• Қысыммен шаймалау: Қысыммен шаймалаудың жоғары температурада және жоғары қысымда жұмысы қысым жүйесін қыздыру және ұстау үшін айтарлықтай энергия шығынын қажет етеді. Дегенмен, оның жоғары тиімді жұмысы алтын өндірудің бірдей көлемі үшін алтын бірлігіне жалпы энергия шығыны жоғары өндірістік қуаттылықты ескере отырып, атмосфералық шаймалаумен салыстырғанда салыстырмалы немесе тіпті төмен болуы мүмкін екенін білдіреді. Шығарындыларға келетін болсақ, қысым жүйесі жақсы жабылған болса, зиянды газдардың бөлінуін жақсырақ бақылауға болады.

7. қорытынды

Қорытындылай келе, алтын кенішіндегі цианидтеу процесінде атмосфералық және қысыммен шаймалаудың да өзіндік ерекшеліктері бар. Атмосфералық сілтілеу бастапқыда жабдыққа аз қаржы жұмсалатын қарапайым алтын кендері үшін қолайлы, бірақ күрделі кендер үшін шаймалау тиімділігінде шектеулер бар. Қысыммен шаймалау, керісінше, отқа төзімді алтын рудаларымен жұмыс істеуде үлкен артықшылықтарды көрсетеді, сілтілеудің жоғары тиімділігімен, цианидті аз тұтынумен және цианид қалдықтары бойынша салыстырмалы түрде азырақ қоршаған ортаға әсер етеді. Дегенмен, ол қымбат тұратын жабдықты және күрделірек пайдалану мен техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді. Шаймалау әдісін таңдаған кезде тау-кен кәсіпорындары ең дұрыс шешім қабылдау үшін кеннің қасиеттері, өндіріс ауқымы, инвестициялық бюджет және экологиялық талаптар сияқты факторларды жан-жақты ескеруі қажет.