Cianidacijos aukso gavyba: gilus pasinėrimas į maišymo cianidacijos procesą

Aukso gavybos srityje cianidavimas užima svarbią vietą jau daugiau nei šimtmetį. Nuo pat savo atsiradimo 1887 m., kai jis buvo naudojamas aukso ir sidabro rūdoms išgauti, šis metodas nuolat tobulėjo ir išliko vienu iš plačiausiai naudojamų metodų dėl didelio išgavimo lygio, pritaikomumo įvairioms rūdų rūšims ir tinkamumo vietinei gamybai.

1. Cianidavimo aukso gavyboje supratimas

Cianidavimas yra cheminis procesas, kuris išnaudoja gebėjimą Cianidas jonus ir sudaro tirpius kompleksus su auksu. Esant deguoniui ir vandeniui, cianido jonai reaguoja su aukso atomais. Dėl šios reakcijos susidaro tirpus junginys, kuriame auksas susijungia su cianido jonais, todėl auksas ištirpsta tirpale. Nors šis procesas yra labai efektyvus aukso išgavimui, jis taip pat kelia didelių problemų dėl aplinkos ir saugos, nes cianidas yra toksiška medžiaga.

2. Cianidavimo metodų tipai

Cianidavimo metodus galima suskirstyti į dvi pagrindines kategorijas: maišymo cianidavimą ir perkoliacijos cianidavimą.

• Maišymas CianidavimasŠis metodas daugiausia naudojamas flotaciniams aukso koncentratams arba cianidavimo naudojant gleives scenarijuose. Jo metu rūdos minkštimas intensyviai maišomas su cianido tirpalu. Taip užtikrinama, kad rūdoje esančios auksą turinčios dalelės maksimaliai kontaktuotų su cianido jonais, o tai palengvina aukso išgavimą.

• Perkoliacijos cianidavimasPerkoliacinis cianidavimas, tinkantis žemos kokybės aukso rūdoms, veikia leisdamas cianido tirpalui lašėti per rūdos sluoksnį. Šis metodas sunaudoja mažiau energijos, palyginti su maišymo cianidu. Tačiau jo taikymas apsiriboja rūdomis, kurios pasižymi geru pralaidumu, leidžiančiu cianido tirpalui lengvai tekėti.

3. Maišymo cianidavimo aukso ekstrahavimo procesas

Sujaudinimas Cianidacijos aukso gavyba Šis procesas apima du pagrindinius subprocesus: cianidavimo – cinko pakeitimo procesą ir nefiltruoto cianidavimo anglies suspensijos procesą.

3.1 Cianidavimas – cinko pakeitimo procesas (CCD ir CCF metodai)

• Žaliavos išplovimo paruošimasPradinis žingsnis – paruošti rūdą išplovimo procesui. Tai dažnai apima rūdos susmulkinimą į mažesnius gabalėlius ir malimą iki smulkios konsistencijos. Kai kuriais atvejais atliekamas ir išankstinis apdorojimas, kad rūdoje esančios aukso dalelės būtų lengviau prieinamos. Tikslas – sukurti optimalaus dalelių dydžio celiuliozę, kuri skatintų geresnę rūdos ir cianido tirpalo sąveiką.

• Maišymas Cianidavimas IšplovimasParuošta rūdos masė perpilama į maišymo bakus, kuriuose įpilama cianido tirpalo. Šiuose bakuose įrengti maišytuvai, kurie gerai sumaišo celiuliozę ir cianido tirpalą. Deguonis į bakus tiekiamas aeruojant arba pridedant oksidatorių. Šis deguonis padeda skatinti cheminę reakciją, kurios metu auksas ištirpsta cianido tirpale.

• Priešsrovinis plovimas kietųjų ir skystųjų medžiagų atskyrimuiPo išplovimo proceso gautas srutas susideda iš kietų likučių ir skystosios fazės, vadinamos nėščiųjų tirpalu, kuriame yra ištirpusio aukso. Šiems dviem komponentams atskirti naudojama tirštiklių arba filtrų serija priešpriešinės srovės plovimo įrenginyje. Naudojami tokie metodai kaip nuolatinis priešpriešinės srovės dekantavimas (CCD) arba nuolatinis priešpriešinės srovės filtravimas (CCF), siekiant atgauti kuo daugiau aukso turinčio tirpalo, kartu sumažinant su kietomis likučiais prarandamo aukso kiekį.

• Išplovimo skysčio valymas ir deoksidacijaKietųjų ir skystųjų dalelių atskyrimo etape gautame tirpale gali būti priemaišų ir ištirpusio deguonies. Gryninimo procedūros atliekamos siekiant pašalinti suspenduotas kietąsias daleles ir kitus teršalus, kurie galėtų sutrikdyti vėlesnį aukso išgavimo procesą. Deoksidacija yra lygiai taip pat svarbi, nes deguonis gali sukelti aukso ir cianido junginio pakartotinę oksidaciją, sumažindamas vėlesnio cinko pakeitimo proceso efektyvumą.

• Cinko miltelių (šilko) pakeitimas ir marinavimasĮ išvalytą ir deoksiduotą tirpalą įdedama cinko miltelių arba cinko šilko. Cinkas yra reaktyvesnis nei auksas, todėl jis išstumia auksą iš išplovimo proceso metu susidariusio junginio. Dėl to susidaro kietos nuosėdos, kuriose yra aukso ir cinko, paprastai vadinamos aukso dumblu. Po pakeitimo reakcijos aukso dumblas paprastai apdorojamas rūgšties tirpalu, kad būtų pašalintas cinko perteklius ir kitos priemaišos.

• Lydymo luitaiPaskutinis cianidavimo ir cinko pakeitimo proceso etapas yra aukso glaisto lydymas, siekiant pagaminti gryno aukso luitus. Aukso glaistas lydomas aukštoje temperatūroje krosnyje, o per keletą rafinavimo etapų pašalinamos likusios priemaišos, gaunant didelio grynumo aukso luitus.

3.2 Nefiltruotas cianidavimo anglies suspensijos procesas (CIP ir CIL metodai)

• Išplovimo medžiagos paruošimasPanašiai kaip ir cianidavimo – cinko pakeitimo procese, pirmoji užduotis yra paruošti rūdą išplovimui. Tam reikia sumažinti rūdą iki tinkamo dalelių dydžio atliekant smulkinimo ir malimo operacijas.

• Maišymo išplovimas ir priešsrovinė anglies adsorbcijaAnglies įpylimo į celiuliozės masę (CIP) metodu pirmiausia cianido išplovimo procesas vyksta eilėje maišymo bakų. Kai auksas ištirpsta tirpale, į celiuliozę įpilama aktyvuotos anglies. Aktyvuota anglis turi stiprų afinitetą aukso ir cianido junginiui ir adsorbuoja ištirpusį auksą ant jo paviršiaus. Anglies įpylimo į celiuliozės masę (CIL) metodu aktyvuota anglis į išplovimo baką įpilama vienu metu su cianido tirpalu, todėl išplovimo ir adsorbcijos procesai vyksta tuo pačiu metu. Tiek CIP, tiek CIL metodu palaikomas priešpriešinis anglies ir celiuliozės srautas, siekiant maksimaliai padidinti anglies adsorbuojamo aukso kiekį.

• Auksu pakrauta anglies desorbcijaPo adsorbcijos proceso auksu prisotinta anglis turi būti atskirta nuo masės. Tada auksas iš anglies pašalinamas karštu šarminiu cianido tirpalu. Šis tirpalas nutraukia ryšį tarp aukso cianido junginio ir anglies, atpalaiduodamas auksą atgal į tirpalą.

• Elektrolizės elektrolizėDesorbcijos proceso metu gautas aukso prisotintas tirpalas yra elektroekstrahuojamas. Šio proceso metu per tirpalą praleidžiama elektros srovė. Dėl to tirpale esantys aukso jonai redukuojami ir nusėda ant katodo, suformuojant kietą aukso nuosėdą, kurią galima toliau rafinuoti.

• Lydymo luitaiElektrolizės būdu gautas auksas yra gana grynas, tačiau jame vis dar gali būti priemaišų. Lydymas atliekamas siekiant dar labiau išgryninti auksą ir išlieti jį į norimo grynumo luitus.

• Anglies regeneracijaPanaudota anglis, desorbavus auksą, gali būti regeneruojama ir pakartotinai panaudota. Tai reiškia, kad anglis apdorojama aukštoje temperatūroje, kad būtų pašalintos visos adsorbuotos priemaišos ir atkurtas jos gebėjimas adsorbuoti auksą.

4. CIP ir CIL procesų palyginimas

• Proceso trukmėPaprastai CIP procesas trunka ilgiau, palyginti su CIL. Taip yra todėl, kad CIP procese išplovimas ir adsorbcija yra atskiros operacijos. Kadangi CIL procese išplovimas ir adsorbcija vyksta vienu metu, visą procesą galima užbaigti per trumpesnį laiką. Tačiau CIL procesui reikalingas sudėtingesnis valdymas, nes abu procesai vyksta vienu metu.

• Anglies ir srutų tvarkymasCIL procese cirkuliuoja didesnis anglies tūris, o anglies koncentracija suspensijoje yra mažesnė nei CIP procese. Dėl to suspensijos tūris, kurį reikia transportuoti anglies perdavimui CIL procese, paprastai yra kelis kartus didesnis nei CIP procese (maždaug keturis kartus). Tai turi įtakos įrangos dydžiui ir energijos suvartojimui.

• Metalo darbų sąrašas ir aukso įvertinimas sprendimeCIP procese sistemoje lieka didelis metalo kiekis (metalo sankaupos), ir šis metalas gana tolygiai pasiskirsto tarp aktyvuotos anglies ir tirpalo. CIL procese didžioji dalis metalo adsorbuojama ant aktyvuotos anglies. Be to, aukso koncentracija tirpale CIL procese yra didesnė nei CIP procese. Taip yra todėl, kad CIL procese, auksui išplaunant, jis taip pat nuolat adsorbuojamas, o tai papildo tirpale ištirpusio aukso kiekį. Kita vertus, CIP procese tai yra vieno etapo adsorbcijos procesas, kai ištirpusio aukso kiekis papildomas ribotai.

5. Aplinkosaugos ir saugos klausimai

Nepaisant savo efektyvumo, cianidavimas, ypač maišymo būdu, kelia didelę riziką aplinkai ir saugumui. Cianidas yra labai toksiškas, o bet koks nuotėkis ar netinkamas tvarkymas gali sukelti didelę aplinkos taršą ir kelti grėsmę žmonių sveikatai. Siekiant pašalinti šią riziką, aukso kasybos operacijose laikomasi griežtų saugos protokolų. Tai apima tinkamą cianido laikymą ir tvarkymą, izoliacinių sistemų, skirtų išvengti nuotėkių, įrengimą ir cianido turinčių nuotekų valymą. Be to, vykdomi tyrimai siekia sukurti alternatyvias, mažiau toksiškas išplovimo priemones, kurios pakeistų cianidą aukso gavyboje.

6. Išvada

Cianidavimas maišymo būdu atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį šiuolaikinėje aukso kasybos pramonėje, nes leidžia dideliu greičiu išgauti auksą iš įvairių rūšių rūdų. Du pagrindiniai subprocesai – cianidavimas cinko pakeitimu ir nefiltruotas cianidavimo anglies suspensija – turi savų privalumų ir yra parenkami atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip rūdos savybės, veiklos mastas ir ekonominis gyvybingumas. Tačiau pramonė turi ir toliau spręsti su cianido naudojimu susijusius aplinkosaugos ir saugos iššūkius, kad būtų užtikrinta tvari aukso gavybos ateitis.