Aukso gavybos cianidavimo ir anglies masėje (CIP) procesų operacijos

Cianidavimas aukso gavybai buvo plačiai naudojamas aukso kasyklose, nes jis puikiai prisitaiko prie įvairių rūdų, aukso gamybos vietoje galimybių ir didelio atgavimo greičio. Tačiau, atsižvelgiant į aplinkosaugos vertinimą, kasyklos arba apvalo nuotekas prieš patekimą į rezervuarą arba po to, kad būtų pasiektas nulinis išleidimas, arba naudojamos mažosCianidas arba cianido neturinčios išplovimo medžiagos, skirtos regioninei ekologinei aplinkai apsaugoti. Šiame straipsnyje pristatomos cianidavimo operacijos ir anglies masės procesas aukso gavybai. Tikslas yra ne tik perprasti aukso gavybos mechanizmus, bet ir panaikinti taršą bei pereiti prie aplinkai nekenksmingų kasyklų kūrimo.

Cianidavimas aukso gavybai

Eksploataciniai veiksniai yra cianido ir deguonies koncentracija, temperatūra, aukso dalelių dydis ir forma rūdoje, masės koncentracija, dumblių kiekis, aukso dalelių paviršiaus plėvelė ir išplovimo laikas.

Kai cianido koncentracija yra maža, deguonies tirpumas yra gana didelis, o aukso tirpimo greitis priklauso nuo Cianido koncentracija. Kai cianido koncentracija didelė, aukso tirpimo greitį lemia tik deguonies koncentracija. Paprastai cianido koncentracija svyruoja nuo 0.03% iki 0.05%. Pridėjus tam tikrų oksidantų, išplovimo pagalbinių medžiagų arba tiesiogiai įvedant deguonies, išplovimo efektas žymiai pagerėja.

Pavyzdžiui, anglies celiuliozės gamykla pakeitė orą deguonies turtingomis dujomis (kuriose deguonies kiekis viršija 90 %) ir suleido jas į išplovimo baką. Dėl to išplovimo greitis padidėjo 0.89 procentinio punkto. Koncentratorius į pirmąjį išplovimo baką įpylė 98% švino acetato 0.1 kg vienai tonai rūdos. Vadinasi, atliekų aukso markė sumažėjo nuo 0.218 g/t iki 0.209 g/t.

Aukso tirpimo greitis cianido tirpale didėja kylant temperatūrai. Paprastai temperatūra palaikoma nuo 10°C iki 20°C. Žemesnėje nei 1.34 °C temperatūroje tirpalas kristalizuojasi. Todėl žiemą šiauriniai koncentratoriai dažnai naudoja pūtiklius, kad iškeptų užsikimšusius vamzdynus. Aukštesnėje nei 34.7°C temperatūroje tirpalas virsta skysta būsena, dažnai išeina dujos. Norint stabilizuoti ir sumažinti cheminius nuostolius, paprastai pridedamas atitinkamas kiekis šarmo, žinomo kaip apsauginis šarmas, kad būtų skatinama reakcija susilpnėjusios hidrolizės kryptimi.

Smulkiagrūdis auksas turi didelį atvirą paviršiaus plotą po šlifavimo ir lengvai ištirpsta cianiduojant. Be to, aukso dalelės dribsnių, mažų rutulių ir vidinių porų pavidalu yra gana lengvai ištirpsta. Kai masės koncentracija maža, klampumas mažas, o cianido jonų ir deguonies difuzijos greitis tirpale į aukso dalelių paviršių yra didelis. Dėl to auksas greitai ištirpsta, o išplovimo greitis yra didelis. Tačiau esant mažai koncentracijai, masės tūris padidės, todėl reikės daugiau įrangos ir sunaudos daugiau reagento. Tinkama minkštimo koncentracija yra 40% - 50%. Kai rūdoje yra daug gleivių ir ji turi sudėtingų savybių, koncentracija turi būti kontroliuojama 20–30%.

Priemaišos sudaro įvairias plėveles ant aukso dalelių paviršiaus, turinčios įtakos aukso išplovimui. Susiję mineralai reaguoja su deguonimi, cianidu ir šarmais, trukdydami aukso išplovimui. Ilgėjant išplovimo laikui, išplovimo greitis pakyla iki tam tikros ribos, bet vėliau greitis mažėja. Taip yra todėl, kad mažėja aukso tūris ir dalelių dydis, didėja atstumas tarp cianido, ištirpusio deguonies ir aukso kompleksų, o susikaupus priemaišoms susidaro plėvelė, kuri kenkia išplovimui. Aukso išplovimui įtakos turi ir maišytuvo „užstrigimas“ išplovimo bakelyje dėl didelės koncentracijos, mažos smulkumo, mažo oro kiekio ir konstrukcinio tarpo tarp apatinio sparnuotės ir bako dugno. Užstrigus cisternams cianidavimo dirbtuvėse, darbuotojai rankiniu būdu suko mašiną ir naudojo aukšto slėgio vandens pistoletus, pneumatinius pistoletus ir ilgus plieninius strypus, kad atkimštų vamzdynus. Galiausiai buvo nustatyta, kad tarpas tarp apatinės sparnuotės ir bako dugno buvo keturis kartus didesnis už normalią vertę. Problema buvo išspręsta po koregavimo.

Anglies masėje (CIP) aukso gavybos procesas

Veiklos veiksniai apima aktyvintos anglies adsorbciją, desorbciją ir elektrolizę bei anglies regeneraciją.

Prieš naudojant naują anglį, būtina „apvalinti kraštus ir pašalinti šiukšles“ iš anksto šlifuojant. Perkant anglį reikia užtikrinti ir adsorbcijos gebą, ir stiprumą. Pakuotės tankis turi būti 0.50 kg/l – 0.55 kg/l, o dalelių dydis turi būti reguliarus ir vienodas, paprastai 6–12 akių arba 6–16 akių. Pelenų ir mažo dydžio dalelių kiekis neturi viršyti 3%. Anglies celiuliozės gamykloje dėl didelio anglies miltelių kiekio uodegos skysčio aukso laipsnis buvo daugiau nei 16 kartų didesnis nei įprastai, todėl aukso praradimas. Dėl to anglis turėjo būti visiškai pakeista.

Anglies tankis adsorbcijos rezervuaruose didėja gradientu. Atsižvelgiant į anglies senėjimą, dažnas ekstrahavimas yra naudingas aukso atgavimui. Anglies celiuliozės gamykla pakeitė anglies gavybos ciklą iš trijų dienų į kas antrą dieną, o gamyba padidėjo ketvirtadaliu. Kai bakas persipildo ir baigiasi anglis, auksas neabejotinai prarandamas. Tai daugiausia sukelia anglį sulaikančio ekrano užsikimšimas. Po klasifikatoriaus ir hidrociklono šiukšles reikia pašalinti iš anksto. Kaip anglį sulaikantis ekranas naudojamas horizontalus cilindrinis ekranas. Problemą taip pat galima išspręsti sumažinus plaušienos koncentraciją arba dugno anglies tankį ir padidinus oro tūrį šalia ekrano esančiame oro kanale.

Anglies nutekėjimas iš paskutinio adsorbcijos bako yra labai nepageidautinas. 40 akių apsauginis ekranas ant atliekų maišymo bako yra esminis patikrinimo taškas. Jis turi būti dažnai tikrinamas ir prižiūrimas, kad būtų užtikrintas jo vientisumas. Norint sumažinti anglies susidėvėjimą, dažniausiai naudojamas mažo greičio maišymas.

Desorbcija ir elektrolizė atliekama 1% natrio hidroksido tirpale ir Natrio cianidas esant 0.35 MPa - 0.39 MPa slėgiui, pasiekiant desorbciją 135°C - 160°C temperatūroje, kuri yra aukštesnė už tirpalo virimo temperatūrą. Liesos anglies aukso klasė yra mažesnė nei 50 g/t. Šiuo metu plačiai taikoma desorbcija be cianido ir elektrolizė.

Anglies regeneracijai ji dažniausiai mirkoma 3% - 5% praskiestoje azoto rūgštyje arba druskos rūgštyje 0.5 - 1 val. Darbuotojai turėtų jį su pertraukomis maišyti. Ištraukus iš rezervuaro, jis mirkomas vandenyje, kad pasišalintų rūgšties išplovimo tirpalas. Tada jis mirkomas 1% natrio hidroksidu, kad būtų neutralizuota likusi rūgštis. Galiausiai jis išplaunamas 2–3 kartus didesniu nei anglies sluoksnio tūriu.