Natrio cianido taikymas ir technologinės naujovės aukso rūdos gavyboje

Natris Cianidas (NaCN), kaip pagrindinis aukso gavybos reagentas, dominavo pasaulinėje aukso gavybos pramonėje dėl efektyvaus aukso tirpinimo savybių. Tačiau didėjant aplinkos apsaugos reikalavimams ir technologinei pažangai, tradicinis cianidavimo metodas susiduria su daugybe problemų, susijusių su sąnaudomis, saugumu ir tvarumu. Šiame straipsnyje bus išsamiai išanalizuotas taikymo mechanizmas Natrio cianidas in Aukso rūdos gavyba ir ištirti technologines naujoves, kurios pastaraisiais metais paskatino pramonės pokyčius.

I. Pagrindiniai cianidavimo metodo principai ir dabartinė taikymo būsena

1. Cheminio tirpinimo mechanizmas

Natrio cianidas ištirpina auksą per šią reakciją:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H4O → 4NaAu(CN)₂ + XNUMXNaOH

Ši reakcija vyksta šarminėje aplinkoje (pH 10-11), o aukso oksidacijos būsenai palaikyti reikalingas nuolatinis deguonies tiekimas. Nors aukso atkūrimo greitis taikant cianidavimo metodą siekia net daugiau nei 90%, jo toksiškumas ir rizika aplinkai paskatino pramonę ieškoti patobulinimų.

2. Technologinio optimizavimo kryptys

• Mažos koncentracijos cianido procesas: cianido koncentracijos sumažinimas nuo 0.1% iki 0.01% -0.03%, todėl gali sumažėti reagentų suvartojimas ir nutekėjimo rizika;

• Išplovimo efektyvumo didinimas: Išankstinis rūdų apdorojimas ultragarso arba mikrobangų technologija arba katalizatorių (pvz., švino druskų) pridėjimas reakcijai paspartinti;

• Uždarojo ciklo cirkuliacijos sistema: Pasiekiamas daugiau nei 95 % cianido tirpalo perdirbimo lygis ir sumažinamas išmetamųjų teršalų kiekis.

II. Technologiniai iššūkiai, su kuriais susiduria cianidavimo metodas

1. Rūdų sudėtingumas

• Ugniai atsparios rūdos: Sulfido rūdoms, kuriose yra arseno ir sieros, reikalinga išankstinė oksidacija (pvz., skrudinimas arba oksidacija slėgiu), todėl padidėja sąnaudos;

• Priemaišų trukdžiai: Metalo jonai, tokie kaip varis ir geležis, sunaudoja cianidą, todėl reagentų dozė padidėja 30–50 %.

2. Aplinkos ir saugos spaudimas

• Cianido nutekėjimo rizika: vidutiniškai kasmet pasaulyje įvyksta apie 20 cianido nuotėkio avarijų, keliančių pavojų vandens šaltiniams ir ekosistemai;

• Didelis energijos suvartojimas pirminio apdorojimo metu: Tradicinių oksidacijos procesų energijos sąnaudos sudaro daugiau nei 40 % visų sąnaudų.

III. Technologinės naujovės: nuo tradicinių iki ekologiškų procesų

1. Proveržis be cianido išplovimo technologijų srityje

• Tiokarbamido išplovimo metodas: Auksui ištirpinti naudojant rūgštinį tiokarbamido tirpalą (pH 1.5–2.5), reakcijos formulė:

Au + 2CS(NHXNUMX)₂ + Fe³⁺ → Au[CS(NHXNUMX)₂]₂⁺ + Fe²⁺

Privalumai: Netoksiškas, tinka žemos kokybės oksiduotoms rūdoms;

Apribojimai: rūgštinės sąlygos gali sugadinti įrangą, o kaina yra 15–20% didesnė nei cianidavimo metodo kaina.

• Bromavimo išplovimo metodas: Taikoma natrio bromido/kalio bromato sistema, kurios aukso atkūrimo greitis yra iki 92%, o išplovimo greitis yra 3 kartus greitesnis nei naudojant cianidavimo metodą.

2. Biologinis išplovimas ir nanotechnologijos

• Pirminis mikrobų apdorojimas: Thiobacillus ferrooxidans naudojimas sulfidinėms rūdoms skaidyti, išlaisvinant auksą iš mineralinės kapsulės ir 30 % sumažinant išankstinės oksidacijos energijos sąnaudas;

• Adsorbcija nanomedžiagomis: Grafeno oksidas gali selektyviai adsorbuoti Au(CN)₂⁻, kurio adsorbcijos geba yra iki 500 mg/g, o tai yra 3 kartus didesnė nei aktyvintosios anglies.

3. Skaitmeniniai ir intelektualūs atnaujinimai

• Srutų koncentracijos numatymas pagal AI: Suspensijos koncentracijos optimizavimas naudojant mašininio mokymosi modelį, sumažinant cianido atliekas 10–15 %;

• Atsekamumas per Blockchain: viso cianido gyvavimo ciklo duomenų registravimas, siekiant padidinti priežiūros skaidrumą.

IV. Tipiniai atvejai ir pramonės praktika

1. Newmont Corporation Kanadoje

• Naujovė: Taikant technologijąBiologinis išplovimas + membraninis atskyrimas" ugniai atsparioms rūdoms apdoroti;

• Pasiekimai: Sumažinti cianido suvartojimą 60 % ir padidinti aukso atgavimo rodiklį iki 94 %.

2. Zijin Mining Group Kinijoje

• Technologija: Nepriklausomai sukuriama „mažo cianido ir didelio efektyvumo aukso išplovimo agentas“, sumažinant cianido dozę 40 %;

• taikymas: Reklamuoti jį tam tikroje aukso kasykloje Guidžou, kasmet sutaupant daugiau nei 20 mln. juanių išlaidų.

V. Ateities tendencijos ir perspektyvos

1. Žaliųjų procesų dominavimas: Numatoma, kad iki 2030 m. išplovimo be cianido technologijos užims 30 % rinkos dalies;

2. Išmaniosios kasyklos: AI ir daiktų internetas (IoT) leis visą procesą stebėti realiu laiku, o avarijų dažnis bus sumažintas 80 %;

3. Žiedinės ekonomikos modelis: padidinti cianido regeneravimo greitį nuo dabartinių 60 % iki 90 % ir panaudoti šalutinius produktus (pvz., amonio sulfatą) išteklių perdirbimui.

Išvada

Taikymas natrio cianidas aukso rūdos gavyba pereina iš „didelės taršos“ į „aukštųjų technologijų“ metodą. Nors trumpuoju laikotarpiu vis dar dominuos cianidavimo metodas, išplovimo be cianido, biologinės inžinerijos ir skaitmeninių technologijų pasiekimai rodo, kad aukso gavyba įžengs į naują erą, kuri bus saugesnė, efektyvesnė ir tvaresnė. Ateityje technologinių naujovių ir politikos gairių sinergetinis poveikis pakeis pramonės kraštovaizdį ir pasieks abipusiai naudingą situaciją tarp ekonominės naudos ir ekologinės apsaugos.