Natrio cianido išplovimo efektyvumas: įtakos veiksniai ir optimizavimo strategijos

Įvadas

Cianido išplovimas, ypač su natrio cianidas, jau seniai buvo kertinis akmuo išgaunant tauriuosius metalus, ypač auksą ir sidabrą, iš rūdos kūnų. Nuo pramoninės veiklos pradžios 1887 m. šis metodas buvo plačiai naudojamas dėl gana didelio efektyvumo ir ekonomiškumo. Tačiau procesas yra sudėtingas, o jo efektyvumą įtakoja daugybė veiksnių. Šių veiksnių supratimas yra labai svarbus siekiant maksimaliai padidinti metalo atgavimą ir sumažinti eksploatacines išlaidas kasybos ir metalurgijos pramonėje.

Natrio cianido išplovimo principas

Natris cianidas, bespalvis ir labai toksiškas junginys, atlieka pagrindinį vaidmenį išplovimo procese. Vandeniniame tirpale, esant šarmams

e sąlygos (paprastai palaikomos pridedant kalkių), Cianidas jonai (CN⁻) reaguoja su auksu (Au) ir sidabru (Ag), esant deguoniui. Bendra cheminė aukso cianidavimo reakcija gali būti pavaizduota taip:

4Au + 8CN⁻+ O2 + 4H4O → XNUMX[Au(CN)₂]⁻ + XNUMXOH⁻

Ši reakcija vyksta elektrocheminės korozijos būdu. Deguonis veikia kaip oksidatorius, palengvinantis aukso kaip kompleksinio cianido jono [Au(CN)₂]⁻ tirpimą tirpale. Panašiai sidabras veikia panašiu reakcijos mechanizmu.

Veiksniai, įtakojantys cianido išplovimo efektyvumą

Rūdos charakteristikos

1. Dalelių dydis

• Rūdos šlifavimo dalelių dydis yra labai svarbus. Prieš cianido išplovimasrūdas reikia iš anksto apdoroti smulkinant, sijojant, malant ir rūšiuojant. Rūdas su smulkiagrūdžiais arba inkapsuliuotais tauriaisiais metalais, norint pasiekti monomero disociaciją, būtinas tinkamas šlifavimas. Jei rūda yra permalama, tai ne tik padidina malimo išlaidas, bet ir rizikuoja, kad į filtratą pateks išplaunamų priemaišų. Be to, per didelis šlifavimas gali trukdyti kietojo ir skysčio atskyrimui, dėl kurio susidaro cianido atliekų ir ištirpusio aukso. Pavyzdžiui, dirbant su aukso rūdomis, turinčiomis smulkiai įterptą ir inkapsuliuotą natūralų auksą, šlifavimo dalelių dydis – 38 μm ir 75 % kiekio santykis dažnai užtikrina gerą išplovimo efekto ir kainos balansą.

• Kita vertus, jei dalelės yra per stambios, paviršiaus plotas, skirtas cianidui reaguoti su tauriaisiais metalais, yra ribotas, todėl išplovimas yra nepilnas ir sumažėja ekstrahavimo efektyvumas.

2.Mineralogija

• Įvairių rūšių rūdos turi skirtingą mineraloginę sudėtį. Rūdos, kuriose yra daug vario, arseno, stibio, sieros ar anglies, gali kelti problemų cianido išplovimui. Pavyzdžiui, varis gali sudaryti sudėtingus cianido junginius, konkuruojančius su auksu ir sidabru dėl cianido jonų. Arsenas ir stibis taip pat gali reaguoti su cianidu ir deguonimi, sunaudodami reagentus ir slopindami tauriųjų metalų išplovimą. Rūdas, kuriose yra daug sulfidų, gali reikėti iš anksto apdoroti, pvz., skrudinti arba biologiškai oksiduoti, kad būtų atskleisti uždari taurieji metalai ir pašalinta siera, kuri kitaip gali trukdyti cianidavimo procesui.

Cheminiai reagentai

1.Cianido koncentracija

• Nuo sumos Natrio cianidas pridėjo reikšmingą poveikį išplovimo efektyvumas. Tam tikrame intervale cianido koncentracija yra proporcinga rūdos masės išplovimo greičiui. Jei cianido kiekis yra per mažas, aukso ir sidabro išplovimo efektas yra silpnas, o procesas yra lėtas, todėl patiriama nereikalingų laiko sąnaudų. Ir atvirkščiai, kai cianido kiekis yra per didelis, tauriųjų metalų išplovimo efektyvumui pasiekus tam tikrą lygį, tolesnis cianido koncentracijos padidėjimas reikšmingai nepagerina išplovimo, todėl cianido eikvojama ir padidėja gamybos sąnaudos. Pavyzdžiui, išgaunant aukso koncentratą iš smulkių – įterptų – dalelių dydžio aukso rūdų, a Natrio cianidas 1.5–3.0 kg/t dozė dažnai yra tinkamesnė. Tačiau faktinėje gamyboje optimali dozė turėtų būti nustatoma atsižvelgiant į specifines rūdos charakteristikas ir sodrinimo bandymus.

2. Kalkės (šarmingumas)

• Į cianido tirpalą kaip apsauginis šarmas dedama kalkių. Kadangi cianido jonai tirpale pasižymi nestabiliomis cheminėmis savybėmis ir gali lengvai išgaruoti kaip vandenilio cianido dujos, labai svarbu išlaikyti tinkamą šarmingumą. Kalkių pridėjimas į cianidavimo tirpalą padeda išlaikyti tinkamą minkštimo pH. Remiantis bandymo analize, aukso išplovimo greitis taip pat žymiai pagerėja pridėjus kalkių. Kai pridedamas kalkių kiekis yra 2 kg/t ir daugiau, plaušienos pH vertė paprastai yra tarp 11 - 12. o aukso išplovimo greitis plaušienos pasiekia gana stabilų ir aukštą lygį.

Proceso sąlygos

1. Srutų koncentracija

• Išplovimo masės koncentracija tiesiogiai veikia tauriųjų metalų koncentratų išplovimo greitį ir efektyvumą. Paprastai mažesnės koncentracijos išplovimo plaušiena, pasižyminti geru sklandumu, užtikrina didesnį aukso ir sidabro koncentratų išplovimo efektyvumą. Tačiau tam gali prireikti padidinti pridedamų reagentų kiekį, taip pat didesnių įrenginių dydžių ir didesnių investicijų sąnaudų. Norint subalansuoti tauriųjų metalų išplovimo efektyvumą ir gamybos sąnaudas, reikia nustatyti tinkamą suspensijos koncentraciją. Rūdoms su smulkių dalelių dydžiu, išlaikant maždaug 20–33 % masės koncentraciją, dažnai užtikrinamas geras išplovimo efektas. Jei koncentracija yra didesnė už šį intervalą, tauriųjų metalų išplovimo efektyvumas gali mažėti, o ne didėti. Faktinėje gamyboje koncentracija gali būti koreguojama atsižvelgiant į konkrečias aplinkybes, tačiau ji neturėtų būti nustatyta per didelė.

2.Išplovimo laikas

• Išplovimo laikas yra svarbus veiksnys cianidavimo procese. Norint visiškai ištirpinti tauriųjų metalų daleles, būtina pasirinkti tinkamą išplovimo laiką. Tačiau, kol taurieji metalai tirpsta, kitos masės priemaišos taip pat toliau tirpsta, o tai gali turėti įtakos aukso ir sidabro tirpimo greičiui. Išplovimo laiko pailginimas ne tik gali būti nenaudingas tauriųjų metalų dalelėms ištirpinti, bet ir reikalauja didesnės išplovimo įrangos bei daugiau erdvės, todėl padidėja gamybos sąnaudos. Rūdoms, kurių dalelės yra smulkios, dažnai optimalus cianidavimo išplovimo laikas yra maždaug 4 valandos. Jei išplovimo laikas viršija 24 valandas, gali būti stabdomas tauriųjų metalų išplovimas, sumažėti tauriųjų metalų jonų koncentracija tirpale.

3. Deguonies tiekimas

• Kaip parodyta cheminės reakcijos lygtyje, deguonis yra esminis reagentas cianidavimo procese. Pakankamas deguonies tiekimas skatina aukso ir sidabro oksidaciją, pagreitina cianidavimo reakciją. Pramoninėse aplinkose oras dažnai burbuliuojamas per išplaunamą celiuliozę, kad būtų tiekiamas deguonis. Jei deguonies tiekimas yra nepakankamas, reakcijos greitis sulėtėja ir sumažėja bendras išplovimo efektyvumas.

4.Agitacijos sąlygos

• Maišymas naudojamas siekiant sustiprinti kontaktą tarp rūdos dalelių, cianido tirpalo ir deguonies. Tinkamos maišymo sąlygos gali pagerinti reakcijos greitį, nes užtikrina geresnį reagentų maišymą ir pasiskirstymą. Tačiau per didelis maišymas gali sukelti mechaninius rūdos dalelių pažeidimus ir taip pat padidinti energijos suvartojimą.

Optimizavimo strategijos

Rūdos pirminis apdorojimas

1. Šlifavimo optimizavimas

• „Daugiau smulkinimo ir mažiau malimo“ principo įgyvendinimas gali padėti sumažinti energijos sąnaudas ir per didelio šlifavimo riziką. Norint tiksliau pasiekti norimą dalelių dydžio pasiskirstymą, galima naudoti pažangias šlifavimo technologijas, tokias kaip daugiapakopis šlifavimas ir didelio efektyvumo šlifavimo pagalbinės priemonės.

2. Išankstinis probleminių mineralų gydymas

• Rūdoms, kuriose yra daug trukdančių mineralų, reikėtų apsvarstyti išankstinio apdorojimo metodus. Skrudinimas gali būti naudojamas norint pašalinti sierą ir oksiduoti kai kuriuos ugniai atsparius mineralus, todėl taurieji metalai tampa lengviau prieinami cianidui. Biologinė oksidacija, kai sulfidiniams mineralams skaidyti naudojami mikroorganizmai, taip pat yra aplinkai nekenksminga alternatyva kai kurioms rūdų rūšims.

Reagentų valdymas

1.Cianido optimizavimas

• Labai svarbu atlikti reguliarius ir tikslius sodrinimo tyrimus, siekiant nustatyti optimalią cianido dozę skirtingoms rūdų partijoms. Be to, galima ištirti alternatyvių cianido pagrindu pagamintų reagentų naudojimą arba aktyvatorių pridėjimą, siekiant padidinti išplovimo efektyvumą ir sumažinti cianido suvartojimą. Pavyzdžiui, kai kurie tyrimai parodė, kad pridėjus tam tikrų paviršinio aktyvumo medžiagų galima pagerinti cianido drėkinimą ir reakciją su rūdos dalelėmis.

2. Šarmingumo kontrolė

• Nuolat stebėkite ir reguliuokite išplaunamos masės pH, kad išlaikytumėte optimalų šarmingumo diapazoną. Norint užtikrinti tikslų ir savalaikį reguliavimą, sumažinti cianido garavimo riziką ir optimizuoti išplovimo aplinką, galima įdiegti automatizuotas pH valdymo sistemas.

Proceso parametrų optimizavimas

1. Srutų koncentracijos reguliavimas

• Įdiekite jutiklius, kad stebėtumėte srutų koncentraciją realiuoju laiku ir atitinkamai sureguliuokite vandens ir rūdos santykį. Tai gali būti integruota į automatizuotą valdymo sistemą, kad būtų palaikoma optimali srutų koncentracija efektyviam išplovimui.

2.Išplovimo laiko optimizavimas

• Norėdami nustatyti tinkamą išplovimo proceso pabaigą, naudokite realiojo laiko stebėjimo metodus, pvz., tauriųjų metalų jonų koncentracijos tirpale analizę išplovimo metu. Taip galima išvengti perkaitimo ir sutaupyti laiko bei išteklių.

3. Deguonies ir maišymo optimizavimas

• Įdiekite deguonies jutiklius, kad užtikrintumėte pakankamą ir stabilų deguonies tiekimą. Sureguliuokite maišymo greitį pagal rūdos charakteristikas ir išplovimo stadiją, kad pasiektumėte geriausią reakcijos efektyvumo ir energijos suvartojimo pusiausvyrą.

Išvada

Natrio cianido išplovimo iš tauriųjų metalų gavybos efektyvumą įtakoja sudėtinga su rūda susijusių, su reagentu ir su procesu susijusių veiksnių sąveika. Suprasdama šiuos veiksnius ir įgyvendindama tinkamas optimizavimo strategijas, kasybos ir metalurgijos pramonė gali pagerinti išplovimo efektyvumą, sumažinti gamybos sąnaudas ir sumažinti su cianido naudojimu susijusį poveikį aplinkai. Nuolatiniai šios srities moksliniai tyrimai ir technologinės naujovės yra būtini norint tvariai ir veiksmingai patenkinti augančią tauriųjų metalų paklausą.