구리-몰리브덴 광산에서 구리 억제제로서 시안화나트륨의 적용

개요

복잡한 구리-몰리브덴 광석 선광 공정에서 구리와 몰리브덴 광물을 효과적으로 분리하는 것은 광석의 경제적 가치를 극대화하는 데 매우 중요합니다. 시안화 나트륨은 부유선광 공정에서 구리 광물의 선택적 부유를 억제하고 몰리브덴의 우선적 부유를 가능하게 하는 강력한 억제제로 오랫동안 사용되어 왔습니다. 본 논문에서는 특정 구리-몰리브덴 광산에서 시안화나트륨 의 적용 사례를 심층적으로 분석하고 , 그 작용 메커니즘, 실제 적용, 그리고 사용과 관련된 문제점과 해결책을 살펴봅니다.

진정제로서의 시안화나트륨의 작동 메커니즘

시안화나트륨(NaCN)은 황동광(구리 광석)과 같은 황화광물에 매우 효과적인 부유선별제입니다. 부유선별 시스템에서 시안화나트륨은 물에 용해되어 시안화 이온(CN⁻)을 생성합니다. 이 시안화 이온은 구리 광물 표면의 금속 이온과 반응할 수 있습니다. 예를 들어, 황동광(CuFeS₂)의 경우, 시안화 이온은 안정적인 금속-시안화물 착물을 형성할 수 있습니다. 이 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

CuFeS4 + 2CN⁻ → Cu(CN)₄²⁻ + FeSXNUMX + XNUMXe⁻

이 반응은 황동광 표면의 구리 이온을 효과적으로 용해시켜 친수성인 구리-시안화물 복합체 층을 형성합니다. 결과적으로 구리 광물 표면의 소수성이 감소하여 부유 선별기 내 기포에 달라붙는 능력이 줄어듭니다. 반면, 주요 몰리브덴 함유 광물인 몰리브데나이트(MoS₂)는 일반적인 부유 선별 조건에서 시안화물 이온에 대해 비교적 비활성입니다. 몰리브데나이트는 층상 구조로 인해 자연적으로 소수성 표면을 가지고 있어 부유 선별 과정에서 집광제와 기포에 의해 쉽게 부유되는 반면, 구리 광물은 시안화나트륨 에 의해 침강됩니다.

사례 연구: 구리-몰리브덴 광산

광석 특성

구리-몰리브덴 광산은 복잡한 광물학을 가진 광체를 가지고 있습니다. 주요 구리 광물은 황동석과 보르나이트이고, 몰리브덴은 주로 몰리브데나이트로 존재합니다. 광석은 일반적으로 평균 0.8%의 구리와 0.03%의 몰리브덴을 포함합니다. 광물의 입자 크기 분포도 다양하며, 효율적인 분리에 어려움을 주는 일부 미립자 광물이 있습니다.

부유 공정 흐름

1. 대량 부유 단계

• 부유 공정의 초기 단계에서는 대량 부유 방법이 사용됩니다. 이소프로필 크산테이트 나트륨과 같은 수집제를 광석 펄프에 첨가하여 구리와 몰리브덴 광물을 함께 부유시킵니다. 이렇게 하면 대량 구리-몰리브덴 농축물이 형성됩니다. 이 단계의 목적은 갱석 광물에서 귀중한 광물을 풍부하게 하는 것입니다.

2. 분리 부유 단계

• 벌크 부유 후, 벌크 농축물은 분리 부유 단계에서 추가로 처리됩니다. 이 단계에서 시안화나트륨이 펄프에 첨가됩니다. 시안화나트륨의 첨가 속도는 벌크 농축물의 구리 함량과 원하는 분리 효과에 따라 신중하게 제어됩니다. 일반적으로 투여량은 벌크 농축물 300톤당 500~XNUMX그램입니다.

• 그런 다음 펄프는 일련의 컨디셔닝 탱크에서 컨디셔닝되어 시안화나트륨의 균일한 분포와 구리 광물과의 효과적인 반응을 보장합니다. 컨디셔닝 후 펄프는 부유 셀에 들어갑니다. 부유 셀에서 눌린 구리 광물은 꼬리로 바닥으로 가라앉고, 몰리브데나이트는 공기 방울의 도움으로 표면으로 떠올라 몰리브덴 농축물로 수집됩니다.

3. 몰리브덴 세척 단계

• 분리 부유에서 얻은 몰리브덴 농축물은 여러 단계의 세척 부유를 통해 추가로 처리됩니다. 이러한 세척 단계에서 몰리브덴 농축물의 순도를 더욱 개선하기 위해 추가 시약을 첨가할 수 있습니다. 세척 단계의 꼬리는 일반적으로 분리 또는 벌크 부유 공정의 적절한 지점으로 재활용되어 귀중한 광물의 회수를 극대화합니다.

야금학적 결과

1. 몰리브덴 회수 및 등급

• 최적화된 시안화나트륨 기반 분리 공정을 구현하기 전에 광산의 몰리브덴 회수율은 약 60%였고 몰리브덴 농축물 등급은 약 40%였습니다. 시안화나트륨 투여량과 공정 매개변수를 신중하게 조정한 후 몰리브덴 회수율은 75% 이상으로 증가했습니다. 대부분의 경우 몰리브덴 농축물 등급도 45% 이상으로 향상되었습니다.

2.구리 억제 효과

• 시안화나트륨을 사용하면 구리 광물이 효과적으로 억제됩니다. 최종 몰리브덴 농축물의 구리 함량이 약 5%에서 2% 미만으로 감소했습니다. 몰리브덴 농축물에서 구리 함량이 크게 감소하면 몰리브덴 제품의 품질이 향상될 뿐만 아니라 제련 공정에서 몰리브덴 농축물을 추가로 정제하는 비용도 절감됩니다.

시안화나트륨 사용의 과제와 해결책

환경 및 안전 문제

1.시안화나트륨의 독성

• 시안화나트륨은 매우 독성이 강합니다. 채굴 및 선광 공정 중에 누출되거나 부적절하게 취급하면 환경과 인간 건강에 심각한 위협이 될 수 있습니다. 실수로 누출되는 경우 시안화 이온이 토양과 수원으로 빠르게 유입되어 오염을 일으키고 수생 생물과 식물을 위험에 빠뜨릴 수 있습니다.

2.솔루션

• 엄격한 안전 수칙 : 광산에서는 시안화나트륨의 보관, 운송 및 사용에 대한 엄격한 안전 수칙을 시행하고 있습니다. 시안화나트륨은 이중벽 탱크와 누출 감지 시스템을 갖춘 특수 저장 시설에 보관됩니다. 시안화나트륨 취급에 관련된 모든 직원은 누출 발생 시 비상 대응 절차를 포함한 정기적인 안전 교육을 의무적으로 이수해야 합니다.

• 광미 및 폐수 처리 : 이 광산은 첨단 폐수 처리 시스템을 설치했습니다. 부유선별 공정 후, 잔류 시안화나트륨을 함유한 광미와 폐수는 시안화물을 제거하거나 해독하기 위해 처리됩니다. 일반적인 방법으로는 과산화수소 또는 차아염소산나트륨을 사용하여 시안화 이온을 시아네이트(CNO⁻) 또는 질소 및 이산화탄소와 같은 독성이 낮은 형태로 산화시키는 것이 있습니다 . 처리된 폐수는 방류 전에 시안화물 농도가 환경 배출 기준을 충족하는지 확인하기 위해 엄격하게 모니터링됩니다.

프로세스 최적화 과제

1. 광석 품질의 변동성

• 구리-몰리브덴 광산의 광석 품질은 상당히 다를 수 있습니다. 다른 광석 배치는 구리-몰리브덴 비율, 광물학적 구성 및 입자 크기 분포가 다를 수 있습니다. 이러한 가변성은 억제제로서의 시안화나트륨의 효과에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 미립자 구리 광물의 비율이 더 높은 광석에서는 동일한 수준의 구리 억제를 달성하기 위해 더 많은 시안화나트륨이 필요할 수 있습니다.

2.솔루션

• 실시간 광석 분석 : 이 광산은 입고되는 광석을 실시간으로 분석하기 위해 첨단 분석 장비에 투자했습니다. X선 형광 분석기(XRF)와 레이저 유도 파괴 분광법(LIBS)을 사용하여 광석의 화학적 조성을 신속하게 파악합니다. 분석 결과를 바탕으로 시안화나트륨 및 기타 시약의 투입량을 적시에 조절할 수 있습니다.

• 모델 기반 공정 제어 : 광석 특성을 기반으로 최적의 시안화나트륨 투입량 및 공정 매개변수를 예측하는 수학적 모델이 개발되었습니다. 이 모델은 구리-몰리브덴 비율, 광물학적 조성, 입자 크기 등의 요소를 고려합니다. 이 모델 기반 공정 제어 시스템을 통해 부유선별 공정을 더욱 정밀하게 제어하여 광석 품질의 변동성에도 불구하고 구리-몰리브덴 분리 효율을 향상시킬 수 있습니다.

맺음말

부유선별 공정에서 구리 억제제 로 시안화나트륨을 사용하는 것은 구리와 몰리브덴 광물의 분리에 효과적인 것으로 입증되었습니다. 시안화나트륨 투입량을 신중하게 조절하고, 부유선별 공정 흐름을 최적화하며, 엄격한 환경 및 안전 조치를 시행함으로써, 광산은 구리 광물을 효과적으로 억제하는 동시에 몰리브덴 정광의 회수율과 품위를 향상시킬 수 있었습니다. 그러나 시안화나트륨 사용과 관련된 환경 및 안전 문제, 그리고 광석 품질 변동에 따른 공정 최적화의 어려움은 지속적인 관심과 적절한 해결책 모색을 요구합니다. 광업계가 더욱 지속 가능하고 효율적인 방식으로 나아가고 있는 만큼, 높은 야금 성능을 유지하면서 환경 영향을 최소화하기 위해 대체 억제제를 찾거나 기존 시안화나트륨 기반 공정을 개선하기 위한 추가적인 연구 개발이 필요합니다.