Kaip reguliuoti natrio cianido dozę pagal rūdos dalelių dydį?

Mineralų perdirbimo srityje, ypač aukso ir sidabro gavybos cianidavimo procese , natrio cianido dozės koregavimas pagal rūdos dalelių dydį yra labai svarbus siekiant optimizuoti išplovimo efektyvumą ir sumažinti gamybos sąnaudas. Šio straipsnio tikslas – pateikti išsamų vadovą, kaip atlikti tokius koregavimus.

Rūdos dalelių dydžio įtakos cianidacijos reakcijai mechanizmas

Paviršiaus plotas ir reakcijos kinetika

Smulkesnės rūdos dalelės turi didesnį savitąjį paviršiaus plotą. Kai natrio cianido tirpalas reaguoja su rūda, didesnis paviršiaus plotas leidžia sukurti daugiau sąlyčio taškų tarp cianido jonų ir tikslinių mineralų (pvz., aukso ar sidabro). Remiantis reakcijos kinetikos teorija, reakcijos greitis yra proporcingas reagentų paviršiaus plotui. Pavyzdžiui, atliekant aukso cianidavimo tyrimą, nustatyta, kad sumažinus rūdos dalelių dydį nuo stambesnio iki -38 μm, o kiekio santykis yra 75 %, aukso išplovimo greitis žymiai padidėjo. Esant smulkesnėms dalelėms, daugiau aukso atomų paviršiuje yra veikiami cianido jonų, todėl reakcija vyksta efektyviau.

Kita vertus, stambesnės dalelės turi mažesnį paviršiaus plotą, skirtą reakcijai. Cianido jonai gali reaguoti tik su išoriniu dalelių sluoksniu, o cianido jonų difuzija į stambių dalelių vidų yra lėta. Dėl to bendras reakcijos greitis yra mažesnis, o tiksliniai mineralai dalelių viduje neišplaunami iki galo.

Difuzijos barjeras

Smulkiagrūdžių rūdų atveju cianido jonų difuzijos atstumas, kad pasiektų tikslinius mineralus, yra trumpesnis. Tai sumažina difuzijos pasipriešinimą ir leidžia greičiau atlikti reakciją. Didėjant rūdos dalelių dydžiui, cianido jonų difuzijos kelias per porėtą rūdos dalelių struktūrą tampa ilgesnis. Pievagrybių mineralų buvimas dalelėse taip pat gali veikti kaip difuzijos barjeras. Pavyzdžiui, jei aplink auksą turinčius mineralus stambiose dalelėse yra nereaktyvių priemaišų mineralų sluoksnių, cianido jonams prasiskverbti ir sureaguoti su auksu užtruks daug ilgiau, todėl išplovimo efektyvumas bus mažesnis.

Rūdos dalelių dydžio matavimas

Sietavimo analizė

Sijos yra įprastas ir paprastas rūdos dalelių dydžio nustatymo metodas. Naudojamas standartinių sietų su skirtingais akučių dydžiais rinkinys. Rūdos mėginys dedamas ant viršutinio sieto, o tada krūva tam tikrą laiką mechaniškai kratoma. Dalelės, praeinančios pro kiekvieną sietą, surenkamos ir sveriamos. Apskaičiuojant ant kiekvieno sieto sulaikytų dalelių masės procentą, galima gauti rūdos mėginio dalelių dydžio pasiskirstymą. Pavyzdžiui, aukso rūdos perdirbimo įmonėje, jei rūda sijojama per sietų seriją, kurių akučių dydžiai yra 200, 325 ir 400, galima nustatyti dalelių, mažesnių už kiekvieną akučių dydį, procentą, o tai padeda suprasti rūdos smulkumą.

Lazerinės difrakcijos dalelių dydžio analizė

Tai pažangesnis ir tikslesnis metodas. Lazeriniai difrakcijos analizatoriai veikia pagal principą, kad lazerio spinduliui praeinant pro išsklaidytų dalelių sistemą, dalelės išsklaido lazerio šviesą. Išsklaidytos šviesos kampas ir intensyvumas yra susiję su dalelių dydžiu. Matuodamas išsklaidytą šviesą, prietaisas gali apskaičiuoti rūdos mėginio dalelių dydžio pasiskirstymą. Jis gali pateikti išsamią informaciją apie visą dalelių dydžio diapazoną, įskaitant labai smulkias daleles, kurias gali būti sunku tiksliai išmatuoti sijojant. Šis metodas ypač naudingas dirbant su rūdomis, kurių dalelių dydžių diapazonas yra platus, arba kai reikia atlikti didelio tikslumo matavimus cianidavimo procesui optimizuoti.

Natrio cianido dozės reguliavimo principai ir metodai

Bendri principai

Proporcingas santykis tam tikrame diapazone

Paprastai tam tikrame diapazone pridedamo natrio cianido kiekis yra proporcingas rūdos dalelių paviršiaus plotui. Rūdos dalelėms tampant smulkesnėms (didėjant paviršiaus plotui), reikia daugiau natrio cianido, kad būtų užtikrinta visiška reakcija su tiksliniais mineralais. Tačiau šis ryšys nėra neribotai tiesinis. Kai natrio cianido kiekis viršija tam tikrą lygį, išplovimo efektyvumas gali reikšmingai nepadidėti, todėl bus švaistomos cheminės medžiagos ir padidės gamybos sąnaudos.

Rūdos charakteristikų svarstymas

Skirtingų tipų rūdos turi skirtingą cheminę sudėtį ir struktūrą. Kai kuriose rūdose, pavyzdžiui, tam tikruose sulfido mineraluose, gali būti mineralų, kurie sunaudoja cianido jonus. Tokiais atvejais, net ir esant tokiam pačiam dalelių dydžiui, norint pasiekti norimą išplovimo efektą, gali prireikti daugiau natrio cianido. Pavyzdžiui, jei rūdoje yra didelė pirito dalis, piritas gali reaguoti su cianido jonais ir tirpale esančiu deguonimi, sunaudodamas cianidą. Todėl cianido dozę reikia koreguoti atsižvelgiant į konkrečią rūdos mineralinę sudėtį.

Koregavimo metodai

Laboratoriniai tyrimai

Prieš pradedant didelio masto pramoninę gamybą, reikėtų atlikti laboratorinius tyrimus. Paruošti skirtingo dalelių dydžio rūdos mėginius juos malant ir sijojant. Tada atlikti šių mėginių cianidavimo išplovimo bandymus su skirtingomis natrio cianido dozėmis. Išmatuoti tikslinių mineralų (pvz., aukso ar sidabro) išplovimo greitį skirtingomis sąlygomis. Analizuojant eksperimentinius duomenis, nustatyti ryšį tarp rūdos dalelių dydžio, natrio cianido dozės ir išplovimo greičio. Pavyzdžiui, aukso rūdai, kurios dalelių dydis yra -200 akių (apie 74 μm), laboratorinis tyrimas gali parodyti, kad padidinus natrio cianido dozę nuo 1 kg/t iki 2 kg/t, aukso išplovimo greitis padidėja nuo 70 % iki 85 %, tačiau toliau didinant dozę iki 3 kg/t, išplovimo greitis padidėja tik iki 87 %. Šie duomenys gali būti naudojami kaip atskaitos taškas pramoninėje gamyboje.

Stebėjimas ir koregavimas internetu pramoninėje gamyboje

Pramoninėje gamyboje galima įdiegti internetinius dalelių dydžio analizatorius, kad būtų galima nuolat stebėti į cianidavimo procesą patenkančios rūdos dalelių dydį. Remiantis iš anksto nustatytu dalelių dydžio ir natrio cianido dozės santykiu, atliktu laboratoriniais tyrimais, automatinę dozavimo sistemą galima reguliuoti realiuoju laiku. Pavyzdžiui, jei internetinis dalelių dydžio analizatorius aptinka, kad vidutinis rūdos dalelių dydis tapo smulkesnis, automatinė dozavimo sistema gali atitinkamai padidinti natrio cianido dozę, kad būtų išlaikytas optimalus išplovimo efektyvumas.

Apibendrinant galima teigti, kad natrio cianido dozės koregavimas pagal rūdos dalelių dydį yra sudėtinga, bet esminė užduotis cianidavimo procese. Suprasdama rūdos dalelių dydžio įtakos mechanizmą, tiksliai išmatuodama dalelių dydį ir laikydamasi tinkamų reguliavimo principų bei metodų, mineralų perdirbimo pramonė gali pagerinti cianidavimo išplovimo efektyvumą, sumažinti cheminių medžiagų sunaudojimą ir padidinti bendrą ekonominę bei aplinkosauginę naudą.