Исцедување на натриум цијанид во ископување злато

Вовед

Привлечноста на златото и улогата на лужењето со цијанид

Златото го плени човештвото со милениуми, неговиот сјај и реткост што го прави симбол на богатство, моќ и убавина низ културите. Од богатите златни артефакти на древниот Египет до денешните златни резерви што ги чуваат централните банки, значењето на златото во глобалната економија и култура е непобитно. Служи како складиште на вредност, заштита од економските несигурности и клучна компонента во накитот, електрониката и воздушната индустрија.

Во областа на рударство злато, цијанид лужењето се појави како доминантен метод на екстракција. Од неговото индустриско усвојување во доцниот 19 век, лужењето со цијанид ја револуционизираше индустријата за ископување злато, овозможувајќи екстракција на злато од руди со низок квалитет, кои претходно беа неекономични за обработка. Овој метод ги искористува уникатните хемиски својства на цијанидот за да го раствори златото од рудата, формирајќи комплекси на растворливи златни цијаниди кои лесно може да се одвојат и рафинираат.

Хемијата зад лужењето со цијанид

Реактивноста на цијанидот со злато

Процесот на истекување на цијанид зависи од уникатната хемиска реактивност помеѓу јоните на цијанидот и златото. Кога Натриум цијанид (NaCN) се раствора во вода, се дисоцира во јони на натриум (Na+) и јони на цијанид (CN-). Овие јони на цијанид се многу реактивни кон златото и во присуство на кислород, тие иницираат сложена хемиска реакција.

Хемиската равенка за реакцијата помеѓу златото, Натриум цијанид, кислород и вода е како што следува:

4Au + 8NaCN + O2 + 4H4O → XNUMXNa[Au(CN)XNUMX] + XNUMXNaOH

Во оваа реакција, атомите на злато во рудата реагираат со цијанидните јони за да формираат растворлив комплекс, натриум дицијаноаурат (Na[Au(CN)2]). Кислородот присутен во растворот делува како оксидирачки агенс, олеснувајќи ја реакцијата со обезбедување на потребните електрони за формирање на комплексот злато - цијанид. Молекулите на водата исто така играат улога во реакцијата, учествувајќи во формирањето на комплексот и нус-производот, натриум хидроксид (NaOH).

Оваа реакција е редокс процес. Златото се оксидира од неговата елементарна состојба (Au⁰) до оксидациска состојба +1 во комплексот [Au(CN)₂]⁻, додека кислородот се редуцира. Формирањето на растворливиот комплекс злато-цијанид е клучно бидејќи овозможува златото, кое првично било во цврста, нерастворлива форма во рудата, да се раствори во растворот. Ова растворено злато потоа може да се одвои од преостанатите компоненти на рудата преку последователни чекори на обработка, како што е адсорпција на активирана Јаглерод или таложење со употреба на цинков прав.

Зошто цијанид? Уникатните својства на натриум цијанид

Натриум цијанидот има неколку својства што го прават префериран реагенс за лужење злато во рударската индустрија:

1. Висока селективност за злато: Цијанидните јони имаат извонредна способност селективно да го раствораат златото во присуство на многу други минерали кои вообичаено се наоѓаат во рудите што содржат злато. Оваа селективност е од клучно значење бидејќи овозможува екстракција на злато од руди со низок степен, каде што златото често е прошарано со големи количини на минерали од ганг. На пример, во руда која содржи кварц, фелдспат и други невредни минерали, цијанидот преференцијално ќе реагира со злато, оставајќи го најголемиот дел од минералите на гангот нереагиран и лесно одвоен од растворот што содржи злато.

2. Висока растворливост во вода: Натриум цијанидот е високо растворлив во вода, што е од суштинско значење за неговата примена во процесите на лужење. Високата растворливост гарантира дека цијанидните јони можат брзо да се распрснуваат низ кашеста маса на рудата, максимизирајќи го контактот помеѓу цијанидот и златните честички. Оваа брза дисперзија води до побрзи стапки на реакција и повисоки стапки на обновување на златото. На пример, на собна температура, значителна количина на натриум цијанид може да се раствори во вода, обезбедувајќи висока концентрација на реактивни јони на цијанид во растворот за истекување.

3. Релативна цена - ефективност: Во споредба со некои алтернативни реагенси кои потенцијално би можеле да се користат за екстракција на злато, натриум цијанидот е релативно евтин. Оваа економичност е главен фактор за неговата широка употреба во индустријата за ископување злато, особено за операции од големи размери. Рударите можат да добијат натриум цијанид во големи количини по разумна цена, што помага да се одржат вкупните трошоци за екстракција на злато во економски исплатлив опсег.

4. Стабилност во алкални раствори: Цијанидот е стабилен во алкалните раствори, што е предност во процесот на лужење. Со одржување на растворот за истекување на висока pH вредност (обично околу 10 - 11), може да се минимизира распаѓањето на цијанидот во водород цијанид (HCN), високотоксичен и испарлив гас. Оваа стабилност гарантира дека цијанидот останува во својата реактивна форма подолг период, овозможувајќи ефикасно растворање на златото. Вар често се додава во растворот за лужење за да се одржи алкалната средина и да се подобри стабилноста на цијанидот.

Чекор-по-чекор процес на истекување на цијанид во рудниците за злато

Предтретман: дробење и мелење

Пред да започне процесот на лужење со цијанид, рудата што носи злато поминува низ клучна фаза на предтретман. Првиот чекор во оваа фаза е дробење, што е од суштинско значење за намалување на големите парчиња руда на помали парчиња. Ова обично се постигнува со користење на серија дробилки, како што се дробилки за вилица, дробилки со конуси и вртежни дробилки. На пример, дробилката за вилица има едноставна структура и висок сооднос на дробење. Може да се справи со големи руди и првично да ги скрши на помали фрагменти.

По дробењето, рудата потоа се подложува на мелење. Мелењето се врши за дополнително намалување на големината на честичките на рудата, обично во мелница за топчиња или мелница со прачки. Во топчестата мелница се користат челични топчиња за мелење на рудата. Како што мелницата се ротира, топчињата каскадираат надолу, удирајќи и мелејќи ги честичките на рудата. Овој процес е клучен бидејќи ја зголемува површината на рудата. Поголема површина значи дека има повеќе контакт помеѓу честичките што содржат злато во рудата и растворот на цијанид за време на фазата на лужење.

На пример, ако рудата не е правилно смачкана и мелена, златните честички може да бидат заробени во големи рудни парчиња. Растворот на цијанид тогаш ќе има потешкотии да ги достигне овие златни честички, што ќе доведе до помала стапка на екстракција. Со редуцирање на рудата до ситен прав преку мелење, златото станува подостапно за јоните на цијанидот, зголемувајќи ја ефикасноста на процесот на лужење.

Фаза на лужење: Промешано лужење наспроти лужење во грамада

Откако рудата е правилно подготвена, започнува фазата на лужење и постојат два главни методи: лужење со мешање и лужење на купови.

Промешано лужење

При мешано лужење, ситно мелената руда се меша со растворот на цијанид во голем резервоар, често познат како резервоар за лужење или резервоар за мешање. За постојано мешање на смесата се користат механички агитатори, како што се кола. Оваа постојана агитација служи за неколку важни цели. Прво, осигурува дека растворот на цијанид е рамномерно распореден низ кашеста маса на рудата. Оваа рамномерна распределба е од клучно значење бидејќи им овозможува на сите честички со злато да имаат еднакви шанси да реагираат со јоните на цијанидот. Второ, мешањето помага да се задржат честичките на рудата во суспензија, спречувајќи ги да се таложат на дното на резервоарот. Ова е важно бидејќи ако честичките се таложат, реакцијата помеѓу златото и цијанидот може да биде инхибирана.

Промешаното лужење често се претпочита за руди со повисок степен или кога е потребна висока стапка на обновување во релативно краток период. Погоден е и за руди кои се потешки за лужење, бидејќи мешањето може да го подобри контактот помеѓу рудата и растворот на цијанид. Меѓутоа, измешаното лужење бара повеќе енергија поради континуираното работење на агитаторите. Исто така, има релативно висока капитална цена бидејќи бара опрема од големи размери и значителна количина раствор на цијанид.

Исцедење на купови

Лижењето на грамада, од друга страна, е поисплатлив метод, особено за руди со низок степен. Во овој процес, дробената руда се натрупува во големи купишта, обично на непропустлива обвивка за да се спречи истекување на растворот на цијанид. Растворот од цијанид потоа се прска или се капе на врвот на купот на рудата. Како што растворот се пробива низ купот, тој реагира со златото во рудата, растворувајќи го и формирајќи златно-цијанид комплекс. Исцедокот, кој го содржи раствореното злато, потоа се исцедува до дното на купот и се собира во езерце или резервоар за понатамошна обработка.

Лижењето на купот е посоодветна опција за операции од големи размери со руди со низок степен, бидејќи бара помали капитални инвестиции во опрема во споредба со лужењето со мешање. Исто така, има помали потреби за енергија бидејќи нема потреба од континуирано мешање. Меѓутоа, лужењето на купот има подолго време на истекување во споредба со лужењето со мешање, а стапката на обновување може да биде малку помала. Успешноста на лужењето на грамадите зависи и од фактори како што е пропустливоста на купот на рудата. Ако грамадата не е правилно конструирана и честичките од рудата се премногу цврсто спакувани, растворот на цијанид можеби нема да може рамномерно да навлезе, што ќе доведе до нерамномерно лужење и помало обновување на златото.

Обработка по лужење: Обновување на златото од растворот

Откако златото ќе се раствори во растворот на цијанид за време на фазата на лужење, следниот чекор е да се врати златото од овој раствор. Постојат неколку методи кои вообичаено се користат за оваа намена, при што два од најраспространетите се адсорпција на активен јаглен и цементирање на прашина од цинк.

Адсорпција на активен јаглен

Активниот јаглерод има голема површина и висок афинитет за комплекси злато - цијанид. Во процесот на адсорпција на активиран јаглерод, познат и како процес на јаглерод-во-пулпа (CIP) или процес на истекување на јаглерод (CIL), активен јаглен се додава во исцедокот. Златно-цијанидните комплекси во растворот се привлекуваат кон површината на активниот јаглерод и се адсорбираат на него. Ова формира „натоварен“ или „бремен“ јаглерод, кој потоа се одвојува од растворот.

Одвојувањето на натоварениот јаглерод од растворот може да се постигне преку скрининг или филтрација. Откако ќе се одвои, златото потоа се обновува од натоварениот јаглерод. Ова обично се прави преку процес наречен елуција или десорпција, каде што златото се отстранува од јаглеродот со помош на топол, концентриран раствор на натриум цијанид и натриум хидроксид. Добиениот раствор, кој е богат со злато, потоа дополнително се обработува преку електролиза за да се депонира златото на катода, што резултира со формирање на чисто злато.

Цементација на цинк прашина

Цементацијата на цинковата прашина, позната и како процес Мерил - Кроу, е уште еден широко користен метод за враќање на златото од исцедокот. Во овој процес, во растворот што го содржи комплексот злато - цијанид се додава цинкова прашина. Цинкот е пореактивен од златото и го поместува златото од комплексот според следната хемиска реакција:

2Na[Au(CN)2] + Zn → NaXNUMX[Zn(CN)XNUMX] + XNUMXAu

Златото потоа се таложи од растворот како цврста состојба, формирајќи талог од злато - цинк. Овој талог потоа се филтрира и се одвојува од растворот. Златото дополнително се рафинира со топење на талогот за да се отстрани цинкот и другите нечистотии, што резултира со производство на чисто злато. Цементирањето на цинковата прашина е релативно едноставен и јасен процес, но бара внимателна контрола на pH вредноста и концентрацијата на растворот на цијанид за да се обезбеди ефикасно обновување на златото.

Фактори кои влијаат на ефикасноста на лужењето со цијанид

Карактеристики на рудата

Природата на рудата што носи злато е фундаментален фактор што влијае на ефикасноста на лужењето со цијанид. Различни видови руди, како што се сулфидните златни руди и оксидираните златни руди, имаат посебни карактеристики кои можат значително да влијаат на процесот на лужење.

Сулфидни златни руди: Сулфидните златни руди често содржат значителни количини на сулфидни минерали, како што се пирит (FeS2), арсенопирит (FeAsS) и халкопирит (CuFeS2). Овие сулфидни минерали можат да претставуваат неколку предизвици за време на истекувањето на цијанидот. На пример, пиритот е вообичаен сулфиден минерал во златни руди. Кога пирит е присутен во рудата, тој може да реагира со растворот на цијанид и кислородот во околината за лужење. Оксидацијата на пирит во присуство на кислород и цијанид може да доведе до формирање на различни нуспроизводи, како што се сулфурна киселина (H2SO4) и комплекси железо-цијанид. Формирањето на сулфурна киселина може да ја намали pH вредноста на растворот за истекување, што е штетно за стабилноста на цијанидот. Дополнително, реакцијата на сулфидните минерали со цијанид може да потроши голема количина цијанид, зголемувајќи ја цената на реагенсот. На пример, во руда каде содржината на сулфид е висока, потрошувачката на цијанид може да биде неколку пати поголема од онаа во рудата без сулфид.

Оксидирани златни руди: Оксидираните златни руди, од друга страна, обично имаат поповолна средина за лужење во споредба со сулфидните руди. Овие руди биле подложени на процеси на атмосферски влијанија и оксидација, кои веќе оксидирале многу сулфидни минерали во постабилни форми на оксид. Како резултат на тоа, проблемите поврзани со реакциите на сулфид - цијанид се намалуваат. Златото во оксидираните руди е често подостапно за растворот на цијанид бидејќи структурата на рудата е генерално попорозна и помалку сложена. На пример, во латеритна златна руда, која е еден вид оксидирана руда, златото често се наоѓа во повеќе дисперзирана и помалку - инкапсулирана форма. Ова им овозможува на јоните на цијанид лесно да стигнат до златните честички, што доведува до поголема ефикасност на лужење. Меѓутоа, оксидираните руди може да содржат и некои нечистотии, како што се железни оксиди и хидроксиди, кои можат да го адсорбираат комплексот злато - цијанид или до одреден степен да го попречат процесот на лужење.

Големината на честичките на златото во рудата исто така игра клучна улога. Ситно зрнестите златни честички имаат поголем сооднос површина - површина - волумен, што значи дека можат побрзо да реагираат со растворот на цијанид. Спротивно на тоа, на крупните златни честички може да им треба подолго време на лужење или поагресивни услови на лужење за да се постигне висока стапка на обновување. На пример, ако златните честички се многу груби, растворот на цијанид можеби нема да може да навлезе доволно длабоко во честичките, оставајќи дел од златото да не реагира.

Концентрација на цијанид

Концентрацијата на натриум цијанид во растворот за лужење е критичен параметар кој директно влијае и на ефикасноста на екстракцијата на злато и на севкупните трошоци на операцијата.

Ефект врз ефикасноста на лужењето: Како што се зголемува концентрацијата на цијанид, брзината на реакцијата помеѓу златото и цијанидот првично се зголемува. Тоа е затоа што поголема концентрација на цијанидни јони обезбедува повеќе реактантни молекули достапни за интеракција со златните честички. На пример, во лабораториски експеримент, кога концентрацијата на цијанид е зголемена од 0.01% на 0.05%, стапката на растворање на златото може значително да се зголеми, што ќе доведе до повисоко обновување на златото во пократок период. Сепак, оваа врска не е линеарна на неодредено време. Штом концентрацијата на цијанид ќе достигне одредено ниво, понатамошните зголемувања може да не резултираат со пропорционално зголемување на стапката на растворање на златото. Всушност, кога концентрацијата на цијанид е превисока, тоа може да предизвика хидролиза на цијанидот. Хидролиза на цијанид се јавува кога цијанидот реагира со вода за да формира водород цијанид (HCN) и јони на хидроксид (OH-). Реакцијата е како што следува: CN-+HXNUMXO⇌HCN + OH-. Водород цијанид е испарлив и високо токсичен гас. Формирањето на HCN не само што го намалува расположливиот цијанид за реакцијата на истекување на злато, туку претставува и сериозна безбедносна и еколошка опасност.

Размислувања за трошоците: Цијанидот е релативно скап реагенс, особено кога се разгледуваат операции за ископување злато од големи размери. Користењето на поголема концентрација на цијанид од потребното може значително да ги зголеми трошоците за производство. На пример, при операција за лужење на купови од големи размери, ако концентрацијата на цијанид се зголеми за 0.05% повеќе од оптималното ниво, годишниот трошок за потрошувачка на цијанид може да се зголеми за значителна количина, во зависност од волуменот на растворот за лужење и обемот на операцијата. Од друга страна, употребата на премногу ниска концентрација на цијанид ќе резултира со бавна стапка на лужење, што може да бара подолго време на лужење или поголем волумен на растворот за лужење за да се постигне саканото обновување на златото. Ова исто така може да ги зголеми вкупните трошоци поради подолго време на обработка, поголема потрошувачка на енергија и потенцијално помала продуктивност.

Општо земено, за повеќето операции за ископување злато, соодветниот опсег на концентрација на цијанид е помеѓу 0.03% и 0.1%. Сепак, овој опсег може да варира во зависност од фактори како што се типот на рудата, присуството на нечистотии и специфичниот метод на лужење што се користи. На пример, во процесот на промешување - лужење за релативно чиста златна руда, може да биде доволна помала концентрација на цијанид во опсегот, околу 0.03% - 0.05%. Спротивно на тоа, за сложена златна руда со сулфид во операција на лужење на куп, може да биде потребна малку повисока концентрација на цијанид, можеби поблиску до 0.08% - 0.1%, за да се компензира потрошувачката на цијанид од сулфидните минерали.

pH вредност на растворот

PH вредноста на растворот за истекување на цијанид е од најголема важност во процесот на истекување злато - цијанид, бидејќи влијае на стабилноста на цијанидот, растворливоста на златото и корозијата на опремата.

Стабилност на цијанидот: Цијанидот е најстабилен во алкална средина. Кога pH вредноста на растворот е во опсег од 10 - 11. хидролизата на цијанидот, кој произведува токсичен гас водород цијанид (HCN), се минимизира. Како што беше споменато претходно, реакцијата на хидролиза на цијанидот е CN-+H8O⇌HCN + OH-. Во алкален раствор, високата концентрација на јони на хидроксид (OH-) ја поместува рамнотежата на оваа реакција налево, намалувајќи го формирањето на HCN. На пример, ако рН на растворот за истекување падне на XNUMX или помала, стапката на хидролиза на цијанид значително ќе се зголеми, што ќе доведе до губење на цијанид и зголемен ризик од ослободување на HCN, што не само што е губење на реагенсот, туку и сериозна опасност за безбедноста на работниците и животната средина.

Растворливост на злато: На растворливоста на комплексот злато - цијанид влијае и pH вредноста. Во соодветниот опсег на алкална pH вредност, се фаворизира формирањето на комплексот растворлив злато - цијанид, како што е Na[Au(CN)2]. Кога pH вредноста е премногу ниска, комплексот може да се распадне, намалувајќи ја количината на злато во растворот и на тој начин намалувајќи ја ефикасноста на лужењето. Дополнително, во кисела средина, другите метални јони присутни во рудата може полесно да се растворат, попречувајќи го процесот на лужење на златото. На пример, железните јони (Fe3⁺) од минералите што содржат железо во рудата може да формираат талог или комплекс со цијанид во кисел раствор, натпреварувајќи се со златото за јони на цијанид.

Корозија на опрема: Одржувањето на правилната pH вредност е исто така клучно за заштита на опремата што се користи во процесот на лужење. Во кисела средина, растворот на цијанид може да биде многу корозивен за металната опрема, како што се резервоарите за лужење, цевководи и пумпи. На пример, резервоарите за истекување направени од челик може брзо да кородираат во кисел раствор на цијанид, што доведува до протекување и потреба од честа замена на опремата, што ги зголемува трошоците за производство и времето на застој. Спротивно на тоа, алкалниот раствор е многу помалку корозивен за најчестите материјали што се користат во опремата за ископување злато.

За да се одржи соодветната pH вредност, вар (CaO) или натриум хидроксид (NaOH) често се додава во растворот за истекување. Вар е најчесто користен реагенс за прилагодување на pH во операциите за ископување злато поради неговата релативно ниска цена и ефективност. Тој реагира со вода за да формира калциум хидроксид (Ca(OH)2), кој може да ги неутрализира сите кисели компоненти во растворот и да ја зголеми pH вредноста. Додавањето вар, исто така, има дополнителна придобивка од таложење на некои метални јони, како што се железото и бакарот, што може да го намали нивното мешање во процесот на лужење.

Температура и време на истекување

Температурата и времето на лужење се два меѓусебно поврзани фактори кои имаат значително влијание врз ефикасноста на лужењето со цијанид.

Ефект на температурата: Зголемувањето на температурата генерално доведува до зголемување на брзината на реакцијата цијанид - злато. Тоа е затоа што повисоките температури ја зголемуваат кинетичката енергија на молекулите на реактантот, вклучувајќи ги јоните на цијанидот и атомите на злато на површината на рудата. Како резултат на тоа, фреквенцијата на судири помеѓу реактантите се зголемува, а брзината на реакцијата се забрзува. На пример, во експеримент во лабораториски размери, кога температурата на растворот за лужење е зголемена од 20°C на 40°C, стапката на растворање на златото може да се удвои, па дури и тројно во некои случаи. Сепак, постојат ограничувања за зголемување на температурата. Како што се зголемува температурата, растворливоста на кислородот во растворот се намалува. Бидејќи кислородот е суштински оксидирачки агенс во реакцијата злато - цијанид, намалувањето на растворливоста на кислородот може да ја ограничи брзината на реакцијата. При многу високи температури, блиску до 100°C, растворливоста на кислородот станува исклучително ниска, а процесот на лужење може да стане кислород - ограничен. Дополнително, повисоките температури, исто така, може да доведат до зголемена хидролиза на цијанид, како што беше споменато претходно, што го намалува достапниот цијанид за реакцијата на истекување злато. Покрај тоа, покачените температури може да ја забрзаат корозијата на опремата, зголемувајќи ги трошоците за одржување и намалувајќи го животниот век на опремата. Во повеќето операции за ископување злато, температурата на лужење се одржува на умерено ниво, обично помеѓу 15°C и 30°C. Овој температурен опсег обезбедува рамнотежа помеѓу брзината на реакција, растворливоста на кислород, стабилноста на цијанид и издржливоста на опремата.

Ефект на времето на истекување: Времето на лужење е директно поврзано со количината на злато што може да се извлече од рудата. Во принцип, како што се зголемува времето на лужење, повеќе злато ќе се раствори во растворот на цијанид. Сепак, врската помеѓу времето на лужење и обновувањето на златото не е линеарна. Првично, стапката на растворање на златото е релативно висока, а значително количество злато може да се извлече за краток период. Но, како што продолжува процесот на лужење, стапката на растворање на златото постепено се намалува. Тоа е затоа што најпристапните златни честички се раствораат прво, а како што одминува времето, преостанатото злато станува сè потешко достапно поради фактори како што се формирање на реакциони продукти на површината на рудата кои можат да дејствуваат како бариера. На пример, при операција со мешање - лужење, голем дел од златото може да се раствори во првите 24 - 48 часа. После тоа, зголемувањето на времето на лужење може да резултира само со маргинално зголемување на обновувањето на златото. Преголемото продолжување на времето на лужење може да биде неекономично бидејќи ги зголемува трошоците за работа, вклучувајќи ја потрошувачката на енергија, потрошувачката на реагенс и трошоците за работна сила. Во исто време, тоа може да доведе и до растворање на повеќе нечистотии, што може да го комплицира последователниот процес на обновување на златото.

За да се оптимизира ефикасноста на производството, треба да се постигне рамнотежа помеѓу температурата и времето на лужење. Ова често бара спроведување на лабораториски тестови на одредена мостра руда за да се одреди оптималната комбинација на овие два параметри. На пример, за одреден тип руда, може да се открие дека температурата на лужење од 25°C и време на лужење од 36 часа резултираат со највисоко обновување на златото по најниска цена.

Безбедносни и еколошки размислувања

Токсичноста на цијанидот: Мерки на претпазливост при ракување и складирање

Цијанидот, во форма на натриум цијанид што се користи за лужење злато, е исклучително токсична супстанција. Дури и мала количина може да биде смртоносна за луѓето и другите организми. Кога натриум цијанид доаѓа во контакт со киселини, може да ослободи гас водород цијанид, кој е многу испарлив и брзо се апсорбира од телото преку вдишување. Голтање или контакт со кожата со натриум цијанид, исто така, може да доведе до тешко труење. Токсичноста на цијанидот се должи на неговата способност да се врзува за цитохром оксидазата во клетките, нарушувајќи го нормалниот процес на клеточно дишење и предизвикувајќи клетките да не можат да користат кислород, што доведува до брза клеточна смрт.

Со оглед на неговата екстремна токсичност, строгите мерки на претпазливост при ракување и складирање се неопходни. Работниците вклучени во употребата на натриум цијанид мора да добијат сеопфатна обука за безбедност пред да ракуваат со оваа хемикалија. Лична заштитна опрема, вклучително и ракавици направени од соодветни материјали како што се нитрил за да се спречи контакт со кожата, заштитни очила за заштита на очите и опрема за респираторна заштита како гас-маски со соодветни филтри за водород цијанид, мора постојано да се носат за време на ракувањето.

Објектите за складирање на натриум цијанид треба да се наоѓаат во добро проветрена, изолирана област подалеку од извори на топлина, палење и некомпатибилни материи. Местото за складирање треба да биде јасно означено со предупредувачки знаци кои укажуваат на присуство на високо токсична супстанција. Натриум цијанидот треба да се чува во цврсто затворени садови направени од материјали кои се отпорни на корозија од цијанид, како што се одредени видови пластика или нерѓосувачки челик. Овие контејнери треба да се чуваат во секундарен систем за задржување, како што е послужавник отпорен на излевање или шкаф за складирање дизајниран да спречи ширење на какви било потенцијални излевања. Потребни се редовни прегледи на просторот за складирање и контејнерите за да се осигура дека нема протекување или знаци на деградација.

За време на транспортот, натриум цијанид мора да се транспортира во согласност со строгите прописи. Потребни се специјализирани транспортни возила кои се опремени со безбедносни карактеристики за да се спречи излевање и се јасно означени како транспортираат опасни материјали. Процесот на транспорт треба внимателно да се следи и треба да има планови за одговор при итни случаи во случај на несреќа.

Влијанија врз животната средина и управување со отпад

Употребата на цијанид во лужењето злато може да има значителни влијанија врз животната средина, првенствено поради ослободување на отпад што содржи цијанид. Најзагрижувачки отпаден производ е отпадната вода богата со цијанид што се создава за време на процесот на лужење. Доколку оваа отпадна вода не се третира соодветно и се испушта во животната средина, може да има катастрофални ефекти врз водните екосистеми.

Цијанидот е многу токсичен за водните организми. Дури и при ниски концентрации, може да убие риби, безрбетници и други водни животни. На пример, концентрацијата на цијанид до 0.05 mg/L во вода може да биде смртоносна за многу видови риби. Присуството на цијанид во водата, исто така, може да го наруши синџирот на исхрана во водните екосистеми, бидејќи може да ги убие примарните производители и потрошувачи, што ќе доведе до каскада од негативни ефекти врз организмите на повисоко ниво. Дополнително, ако загадената вода се користи за наводнување, тоа може да влијае на квалитетот на почвата и да ги оштети посевите.

За да се ублажат овие влијанија врз животната средина, од клучно значење е правилното управување со отпадот со отпадните води кои содржат цијанид. Постојат неколку вообичаени методи за третман на оваа отпадна вода:

Методи на оксидација: Хемиската оксидација е широко користен пристап. Еден од најчестите оксиданти се соединенијата базирани на хлор, како што се натриум хипохлорит (белило) или гас хлор. Во присуство на алкална средина, овие оксиданти можат да реагираат со цијанид за да го претворат во помалку токсични соединенија. На пример, реакцијата со натриум хипохлорит во алкален раствор може да го претвори цијанидот (CN-) прво во цијанат (CNO-), а потоа понатаму во јаглерод диоксид (CO2) и азот (N2) гас преку серија реакции. Целокупната реакција може да се претстави на следниов начин:

2CN-+5OCl- + H2O→5HCOXNUMX-+NXNUMX + XNUMXCl-

Друг метод на оксидација е употребата на водород пероксид (H2O2). Водород пероксид може да го оксидира цијанидот во цијанат во присуство на катализатор. Овој метод често се претпочита во некои случаи бидејќи не внесува дополнителни загадувачи како некои методи базирани на хлор.

Неутрализација и врнежи: Во некои случаи, отпадната вода што содржи цијанид може да содржи и комплекси на тешки метали - цијаниди. Со прилагодување на pH на отпадната вода и додавање соодветни хемикалии, овие тешки метали може да се таложат надвор. На пример, додавањето вар (CaO) во отпадната вода може да ја зголеми pH вредноста и да предизвика таложење на тешки метали како бакар, цинк и железо како нивни хидроксиди. Цијанидот потоа може дополнително да се третира со методи на оксидација откако ќе се отстранат тешките метали.

Биолошки третман: Некои микроорганизми имаат способност да го разградуваат цијанидот. Во системите за биолошки третман, како што се процесите на активирана тиња или биофилмските реактори, овие микроорганизми може да се користат за разградување на цијанидот на помалку штетни материи. Сепак, биолошкиот третман е посоодветен за отпадни води со ниска - до - умерена концентрација на цијанид, бидејќи високите концентрации на цијаниди може да бидат токсични за микроорганизмите. Микроорганизмите користат цијанид како извор на азот и јаглерод, претворајќи го во амонијак, јаглерод диоксид и други безопасни нуспроизводи преку нивните метаболички процеси.

Покрај пречистувањето на отпадните води, треба да се направат напори и да се минимизира количината на цијанид што се користи во процесот на лужење злато и да се рециклираат и повторно да се користат растворите што содржат цијанид секогаш кога е можно. Ова може да помогне да се намали севкупното влијание врз животната средина од операциите за ископување злато кои се потпираат на истекување на цијанид.

Студии на случај и индустриски практики

Успешни приказни: Операции за истекување со цијанид со висока ефикасност

Неколку операции за ископување злато ширум светот постигнаа извонреден успех во лужењето со цијанид, поставувајќи мерила за индустријата во однос на ефикасноста, економичноста и грижата за животната средина.

Еден таков пример е рудникот Јанакоча во Перу, еден од најголемите рудници за производство на злато на глобално ниво. Рудникот има имплементирано низа иновативни мерки за оптимизирање на процесот на лужење со цијанид. Со спроведување на сеопфатни студии за карактеризација на рудата, инженерите на рудникот беа во можност прецизно да ги разберат својствата на рудата. Ова им овозможи да ја приспособат концентрацијата на цијанид и условите за лужење на специфичните карактеристики на рудата. На пример, тие открија дека за одреден тип руда со висока содржина на сулфиди, потребна е малку повисока концентрација на цијанид од околу 0.08% - 0.1% за да се компензира потрошувачката на цијанид од страна на сулфидните минерали. Ова прецизно прилагодување на концентрацијата на цијанид не само што ја подобри стапката на обновување на златото, туку и ја намали вкупната потрошувачка на цијанид по тон руда.

Во однос на заштитата на животната средина, рудникот Јанакоча направи значителни инвестиции во напредни капацитети за третман на отпадни води. Тие усвоија процес на повеќестепен третман кој комбинира хемиска оксидација, неутрализација и биолошки третман за ефикасно отстранување на цијанидот и другите загадувачи од отпадните води. Прочистената вода потоа се рециклира за употреба во процесот на лужење, намалувајќи ја зависноста на рудникот од изворите на свежа вода и минимизирајќи го влијанието врз животната средина.

Друга успешна приказна е рудникот Поргера во Папуа Нова Гвинеја. Овој рудник се фокусираше на континуирано подобрување на процесите и технолошки иновации. Тие имаат имплементирано најсовремен автоматизиран систем за контрола на нивните резервоари за истекување. Овој систем континуирано ги следи и прилагодува параметрите како што се брзината на мешање, брзината на проток на растворот на цијанид и температурата на кашеста маса за истекување. Со одржување на оптимални услови во секое време, рудникот постигна висока стапка на обновување на златото од над 90% во некои операции. Дополнително, рудникот Поргера е активно вклучен во истражување и развој за да се најдат алтернативни реагенси кои можат да го намалат влијанието врз животната средина од процесот на истекување на цијанид. Тие вршеа испитувања со нови видови цијанид - бесплатно средство за лужењеs, иако лужењето со цијанид сè уште останува примарен метод поради неговата ефикасност и исплатливост.

Соочени предизвици и усвоени решенија

И покрај неговата широка употреба, истекувањето на цијанид во рудниците за злато не е без свои предизвици. Рудниците често се соочуваат со различни прашања кои можат да влијаат на ефикасноста, трошоците и еколошката одржливост на процесот.

Комплексни својства на рудата

Многу златни руди имаат сложени состави, што може да претставува значителен предизвик за лужењето со цијанид. На пример, рудите што содржат високи нивоа на арсен, како што се оние во некои наоѓалишта во западниот дел на Соединетите држави, може да бидат особено тешки за обработка. Минералите што содржат арсен, како арсенопирит, можат да реагираат со цијанид и кислород, трошат големи количини на цијанид и ја намалуваат ефикасноста на истекувањето на златото. Покрај тоа, присуството на арсен во исцедокот може да го направи третманот на отпадните води покомплексен и предизвик поради токсичноста на соединенијата на арсен.

За да се реши ова прашање, некои рудници усвоија методи за пред-третман. Еден заеднички пристап е печењето, каде што рудата се загрева во присуство на воздух. Печењето ги оксидира минералите кои содржат арсен, претворајќи ги во постабилни форми кои со помала веројатност ќе го попречат процесот на истекување на цијанид. По печењето, рудата потоа може да биде подложена на нормално лужење со цијанид. Друг метод за пред-третман е биооксидацијата, која користи микроорганизми за оксидација на сулфидните и арсенските минерали. Овој метод е поеколошки од печењето бидејќи работи на пониски температури и произведува помало загадување на воздухот.

Зголемување на регулативите за животна средина

Како што расте еколошката свест, операциите за ископ на злато се соочуваат со построги регулативи во врска со употребата и отстранувањето на цијанидот. Во многу земји, дозволените граници за цијанид во отпадните води и емисиите во воздухот се значително заострени. На пример, во Австралија, регулаторните органи за животна средина поставија строги ограничувања на концентрацијата на цијанид во отпадните води што се испуштаат од рудниците за злато. Од рудниците се бара да ги исполнат овие ограничувања за да се избегнат големи казни и потенцијално затворање.

За да се усогласат со овие прописи, рудниците инвестираат во напредни технологии за третман на отпадни води. Некои користат напредни процеси на оксидација, како што е употребата на озон или ултравиолетова (УВ) светлина во комбинација со водород пероксид, за поефикасно разградување на цијанидот во отпадната вода. Овие методи можат да постигнат многу ниски резидуални концентрации на цијанид во третираната вода. Дополнително, рудниците спроведуваат и подобри практики за управување за да спречат излевање и истекување на цијанид. Ова вклучува подобрување на дизајнот и одржувањето на капацитетите за складирање, користење двојни езерца за решенија што содржат цијанид и имплементација на системи за следење во реално време за веднаш да се детектираат потенцијалните истекувања.

Трошоци - ефективност на нестабилниот пазар на злато

Трошоците за операциите на ископување злато, вклучително и лужењето со цијанид, се голема загриженост, особено на нестабилниот пазар на злато. Флуктуациите на цената на златото може значително да влијаат на профитабилноста на рудниците. Цијанидот, како клучен реагенс во процесот на лужење, може да придонесе значителен дел во севкупните трошоци за производство.

За справување со економичноста, рудниците постојано бараат начини да ја намалат потрошувачката на реагенси и да ја зголемат ефикасноста на процесот. Некои рудници користат напредна аналитика и пристапи засновани на податоци за да го оптимизираат процесот на лужење. Со анализа на големи количини на податоци за својствата на рудата, условите за лужење и стапките на обновување на златото, тие можат да ги идентификуваат оптималните работни параметри за секоја серија руда. Ова им овозможува да ја намалат количината на цијанид што се користи без да го жртвуваат обновувањето на златото. На пример, некои рудници имаат имплементирано алгоритми за машинско учење кои можат да ја предвидат оптималната концентрација на цијанид и времето на лужење врз основа на хемискиот состав на рудата и дистрибуцијата на големината на честичките. Дополнително, рудниците исто така истражуваат употреба на алтернативни, поекономични реагенси или адитиви кои можат да го подобрат процесот на лужење и да ја намалат зависноста од цијанид.

Идни трендови во технологијата за лужење со цијанид

Технолошки иновации кои имаат за цел да ја подобрат ефикасноста и да ги намалат ризиците

Иднината на технологијата за истекување на цијанид ветува многу со неколку технолошки иновации на хоризонтот. Една од клучните области на фокус е развојот на понапредна и поефикасна опрема за лужење. На пример, истражувачите работат на дизајнирање резервоари за лужење од новата генерација со подобрени системи за агитација. Овие системи имаат за цел да го подобрат мешањето на кашеста маса на рудата и растворот на цијанид, обезбедувајќи порамномерна дистрибуција на реактантите. Неодамнешен развој е употребата на пресметковна динамика на течности (CFD) за оптимизирање на дизајнот на работните кола за мешање во резервоарите за лужење. Со симулирање на моделите на проток на кашеста маса и растворот, инженерите можат да дизајнираат работни кола кои обезбедуваат подобро мешање, ја намалуваат потрошувачката на енергија и ја подобруваат севкупната ефикасност на процесот на лужење.

Друга област на иновација е развојот на континуирани процеси на лужење. Традиционалните процеси на лужење од сериски тип често страдаат од неефикасност поради потребата од чести операции на стартување и исклучување. Процесите на континуирано лужење, од друга страна, можат да работат континуирано, намалувајќи го времето на застој и зголемувајќи ја продуктивноста. Некои рударски компании веќе ја истражуваат употребата на реактори со континуирано мешање - резервоари (CSTR) при истекување на цијанид. Овие реактори можат да одржуваат стабилна работа, овозможувајќи поконзистентен и поефикасен процес на лужење. Дополнително, процесите на континуирано лужење може полесно да се интегрираат со други операции на единицата во процесот на ископување злато, како што се мелење руда и обновување злато, што доведува до порационализирана и поефикасна севкупна работа.

Во однос на намалувањето на еколошките и безбедносните ризици, се развиваат нови технологии за подобро управување со отпадот што содржи цијанид. На пример, постои зголемен интерес за развој на технологии за сепарација базирани на мембрана за третман на отпадни води богати со цијанид. Мембранската филтрација може ефикасно да го отстрани цијанидот и другите загадувачи од отпадната вода, создавајќи чиста вода која може да се рециклира назад во процесот на истекување. Ова не само што го намалува влијанието на рударството врз животната средина, туку и заштедува на потрошувачката на вода. Некои системи базирани на мембрана се дизајнирани да бидат мобилни, што овозможува третман на самото место на отпадот што содржи цијанид, што е особено корисно за далечински операции на рударство.

Потрага по алтернативни средства за лужење

Потрагата по алтернативни средства за лужење за замена на натриум цијанид е активна област на истражување во последниве години. Главните движечки сили зад ова истражување се потребата да се намалат еколошките и безбедносните ризици поврзани со употребата на цијанид и да се изнајдат поефикасни и поекономични методи за лужење.

Еден од најперспективните алтернативни средства за лужење е тиосулфатот. Тиосулфатот е релативно нетоксичен реагенс кој може да го раствори златото под одредени услови. Механизмот на лужење на тиосулфатот вклучува формирање на комплекс помеѓу злато и тиосулфат јони во присуство на оксидирачки агенс. Во споредба со цијанидот, тиосулфатот има неколку предности. Тој е многу помалку токсичен, што ги намалува безбедносните и еколошките ризици поврзани со неговата употреба. Дополнително, лужењето со тиосулфат е помалку чувствително на присуство на некои нечистотии во рудата, како што се бакар и железо, кои можат да го попречат процесот на лужење со цијанид. Сепак, лужењето со тиосулфат има и некои предизвици. Процесот на лужење е често посложен и бара внимателна контрола на pH вредноста, температурата и концентрацијата на реагенсите. Цената на тиосулфатот е исто така релативно висока, што може да ја ограничи неговата широка употреба во големи рударски операции.

Друга алтернатива е употребата на средства за лужење базирани на халид, како што се бромид и хлорид. Овие агенси можат да го растворат златото преку реакции на оксидација и сложеност. Лижењето базирано на бромид, на пример, покажало високи стапки на растворање на злато во некои студии. Сепак, средствата за лужење базирани на халид имаат и свои недостатоци. Тие можат да бидат корозивни за опремата, што ги зголемува трошоците за одржување. Дополнително, отстранувањето на отпадот создаден од процесите на лужење базирани на халид може да биде предизвик поради потенцијалното влијание врз животната средина на отпадот што содржи халид.

Се истражуваат и биолошки агенси за лужење. Некои микроорганизми, како што се одредени бактерии и габи, имаат способност да произведуваат органски киселини или други супстанции кои можат да го растворат златото. Биолошкото лужење е еколошка опција бидејќи не вклучува употреба на токсични хемикалии. Сепак, процесот е релативно бавен, а условите за раст на микроорганизмите треба внимателно да се контролираат. Истражувањата се во тек за да се подобри ефикасноста на биолошкото лужење и да се направи остварлива алтернатива за операциите за ископување злато од големи размери.

Заклучок

Резиме на значењето и сложеноста на лужењето со цијанид во ископувањето злато

Исцедувањето со цијанид беше, и продолжува да биде, од најголемо значење во индустријата за ископување злато. Неговата способност да извлекува злато од руди со низок степен ги направи операциите за ископување злато економски поисплатливи во голем обем. Уникатните хемиски својства на натриум цијанид, како што се неговата висока селективност за злато, растворливост во вода, економичност и стабилност во алкалните раствори, го направија реагенс на избор за екстракција на злато повеќе од еден век.

Сепак, процесот е далеку од едноставен. Ефикасноста на истекувањето со цијанид е под влијание на мноштво фактори. Карактеристиките на рудата, вклучувајќи го типот на рудата (сулфидна или оксидирана), присуството на нечистотии како сулфидни минерали и големината на честичките на златото во рудата, можат многу да влијаат на процесот на лужење. Концентрацијата на цијанид во растворот за лужење, pH вредноста на растворот, температурата на која се случува лужењето и времето на лужење, сите треба внимателно да се оптимизираат за да се постигнат високи стапки на обновување на златото, притоа минимизирајќи ја потрошувачката на реагенсот и влијанието врз животната средина.

Покрај тоа, токсичноста на цијанидот претставува значителни безбедносни и еколошки предизвици. Строгите мерки на претпазливост при ракување и складирање се од суштинско значење за заштита на работниците од смртоносните ефекти на цијанидот, а правилното управување со отпадот е од клучно значење за да се спречи ослободувањето на отпадот што содржи цијанид во животната средина, што може да има катастрофални последици за водните екосистеми и здравјето на луѓето.

Повик за акција за одржливи и безбедни практики за ископување злато

Како што индустријата за ископување злато се движи напред, императив е рударските компании да дадат приоритет на одржливи и безбедни практики. Ова значи не само оптимизирање на процесот на лужење со цијанид за максимална ефикасност, туку и инвестирање во истражување и развој за да се најдат алтернативни средства за лужење кои можат да ги намалат еколошките и безбедносните ризици поврзани со употребата на цијанид.

Краткорочно, рударските компании треба да се фокусираат на имплементирање на најдобри практики на системи за управување со животната средина. Ова вклучува надградба на капацитетите за третман на отпадни води за да се осигура дека отпадот што содржи цијанид се третира ефикасно пред испуштањето. Треба да се инсталираат системи за следење во реално време за веднаш да се детектираат потенцијални истекувања или истекувања на цијанид, што овозможува брза реакција и ублажување. На работниците треба да им се обезбеди сеопфатна обука за безбедност и пристап до најновата лична заштитна опрема.

Долгорочно, индустријата треба да соработува со истражувачки институции и универзитети за да се забрза развојот на алтернативни технологии за лужење. Ветувачкото истражување на тиосулфат, базирано на халиди и биолошки средства за истекување треба дополнително да се истражи и рафинира. Дополнително, континуираните иновации во опремата и процесите за рударство, како што е развојот на поефикасни резервоари за лужење и процеси на континуирано лужење, може да придонесе за подобрување на севкупната одржливост на операциите за ископување злато.

Потрошувачите исто така имаат улога. Со барање на одговорно - набавено злато, тие можат да влијаат на пазарот и да ги охрабрат рударските компании да усвојат одржливи и безбедни практики. Преку овие колективни напори, индустријата за ископување злато може да продолжи да напредува, додека го минимизира својот еколошки отпечаток и обезбедува безбедност и благосостојба на сите вклучени засегнати страни.