Алтын кенішіндегі цианидтеу процесінде атмосфералық және қысыммен сілтілеуді салыстыру

1. кіріспе

Цианидтеу - кендерден алтын алуда кеңінен қолданылатын процесс. Әртүрлі жұмыс режимдерінің ішінде атмосфералық сілтілеу және қысыммен сілтілеу екі маңызды әдіс болып табылады. Олардың арасындағы айырмашылықтарды түсіну алтын алу процесін оңтайландыру, тиімділікті арттыру және шығындарды азайту үшін өте маңызды. Бұл мақалада алтын кенішінің цианидтеу процесінде атмосфералық және қысыммен сілтілеуді егжей-тегжейлі салыстыру жүргізіледі.

2. Цианидтеу арқылы сілтілеу принципі

Цианидтеу арқылы сілтісіздендіру алтынның оттегі қатысында цианидпен әрекеттесуіне негізделген . 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 шамамен 25°C температурада жұмыс істейді. Реакция жоғары температурамен жүрмейтіндіктен, қыздыруға жұмсалатын энергия салыстырмалы түрде төмен. Дегенмен, төмен температура реакция жылдамдығының салыстырмалы түрде баяу екенін де білдіреді.

• Қысыммен шаймалау : Әдетте жоғары температураны қажет етеді. Температура әдетте 80 - 150°C аралығында болады. Жоғары температура химиялық реакция жылдамдығын жеделдетуі мүмкін, бірақ шаймалау жүйесін қыздыру үшін қосымша энергия шығынын да қажет етеді.

4.2 Цианид концентрациясы

• Атмосфералық шаймалау : шаймалау ерітіндісіндегі цианидтің концентрациясы әдетте 0.02% - 0.1% аралығында болады. Қоспа мөлшері жоғары кендер үшін шаймалау әсерін қамтамасыз ету үшін цианидтің салыстырмалы түрде жоғары концентрациясы қажет болуы мүмкін, бірақ бұл шығындар мен қоршаған ортаға қауіп төндіреді.

• Қысыммен шаймалау : Қысым астындағы реакция кинетикасының жоғарылауына байланысты қажетті цианид концентрациясы салыстырмалы түрде төмен болуы мүмкін, әдетте шамамен 0.01% - 0.05%. Бұл цианид тұтынуын азайтып қана қоймай, сонымен қатар цианид қалдықтарының қоршаған ортаға әсерін де азайтады.

5. Жабдыққа қойылатын талаптар мен шығындарды салыстыру

5.1 Жабдыққа қойылатын талаптар

• Атмосфералық сілтісіздендіру : Атмосфералық сілтісіздендіруге арналған жабдық салыстырмалы түрде қарапайым. Оған негізінен сілтісіздендіру цистерналары, араластырғыштар және аэрация құрылғылары кіреді. Сілтісіздендіру цистерналары жоғары қысымға төтеп берудің қажеті жоқ, сондықтан оларды өндіру материалдары мен құны салыстырмалы түрде төмен. Араластырғыштар кен целлюлозасының, цианид ерітіндісінің және оттегінің біркелкі араласуын қамтамасыз ету үшін қолданылады, ал олардың қуаты мен коррозияға төзімділігіне қойылатын талаптар аса жоғары емес.

• Қысыммен шаймалау : Қысыммен шаймалау автоклавтар сияқты арнайы қысымға төзімді жабдықты қажет етеді. Автоклав жоғары қысым мен жоғары температуралы ортаға төтеп беру үшін жоғары беріктіктегі қорытпа материалдарынан жасалуы керек. Сонымен қатар, ол күрделі қысымды басқару, температураны бақылау және қауіпсіздікті қорғау жүйелерімен жабдықталған. Бұл жабдықтарды жобалау және өндіру күрделірек және жоғары техникалық деңгейлерді қажет етеді.

5.2 Шығындар

• Атмосфералық сілтілеу : Атмосфералық сілтілеу жабдықтарына бастапқы инвестициялық шығындар салыстырмалы түрде төмен. Дегенмен, сілтілеу тиімділігі салыстырмалы түрде төмен және сілтілеу уақыты ұзақ болғандықтан, еңбек, ұзақ уақыт араластыруға арналған энергия тұтыну және цианид тұтыну тұрғысынан пайдалану құны ұзақ мерзімді перспективада салыстырмалы түрде жоғары болуы мүмкін.

• Қысыммен шаймалау : Қысыммен шаймалау жабдықтарына бастапқы инвестиция қымбат қысымға төзімді автоклавтар мен күрделі басқару жүйелеріне байланысты әлдеқайда жоғары. Бірақ оның жоғары шаймалау тиімділігі мен қысқа шаймалау уақытын ескере отырып, өндірістік қуат пен ресурстарды пайдалану тұрғысынан жалпы пайдалану құны ірі көлемді және отқа төзімді кенді 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 қалдықтарда цианид қалдықтарының көп болуына әкелуі мүмкін. Цианид өте улы, сондықтан құрамында цианид бар қалдықтарды дұрыс өңдемеу қоршаған орта мен адам денсаулығына үлкен қауіп төндіруі мүмкін.

• Қысыммен шаймалау : Цианидті тұтыну аз болған кезде, қысыммен шаймалау қалдықтарда цианид қалдығының салыстырмалы түрде аз түзілуіне әкеледі. Бұл цианидпен ластанумен байланысты қоршаған ортаға төнетін қауіпті белгілі бір дәрежеде азайтады.

6.2 Энергияны тұтыну және шығарындылар

• Атмосфералық шаймалау : Қыздыру үшін энергияны аз тұтынатын болса да, қанағаттанарлық шаймалау нәтижелеріне қол жеткізу үшін ұзақ уақыт жұмыс істеу араластыру және аэрация үшін көп мөлшерде электр энергиясын тұтынуы мүмкін. Шығарындылар тұрғысынан алғанда, егер аэрация процесі жақсы бақыланбаса, реакция нәтижесінде пайда болатын кейбір зиянды газдардың бөлінуіне әкелуі мүмкін.

• Қысыммен шаймалау : Қысыммен шаймалаудың жоғары температурадағы және жоғары қысымдағы жұмысы қысым жүйесін қыздыру және ұстап тұру үшін айтарлықтай энергия шығынын қажет етеді. Дегенмен, оның жоғары тиімді жұмысы алтын өндірісінің бірдей көлемі үшін алтын бірлігіне шаққандағы жалпы энергия шығыны өндіріс қуатының жоғары болуын ескере отырып, атмосфералық шаймалауға қарағанда салыстырмалы немесе тіпті төмен болуы мүмкін екенін білдіреді. Шығарындылар тұрғысынан алғанда, қысым жүйесі жақсы тығыздалған болса, зиянды газдардың шығарылуын жақсы басқаруға 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.