Cyanideringsgullutvinning: Et dypdykk i agitasjonscyanideringsprosessen

Innen gullutvinning har cyanidering hatt en fremtredende posisjon i over et århundre. Siden oppstarten i 1887 for utvinning av gull- og sølvmalm, har denne metoden kontinuerlig utviklet seg og er fortsatt en av de mest brukte teknikkene på grunn av den høye utvinningsgraden, tilpasningsevnen til ulike malmtyper og muligheten for lokal produksjon.

1. Forståelse av cyanidering i gullutvinning

Cyanidering er en kjemisk prosess som utnytter evnen til cyanid ioner for å danne løselige komplekser med gull. I nærvær av oksygen og vann reagerer cyanidioner med gullatomer. Denne reaksjonen resulterer i dannelsen av en løselig forbindelse der gull bindes med cyanidioner, slik at gullet kan løse seg opp i løsningen. Selv om denne prosessen er svært effektiv for utvinning av gull, medfører den også betydelige miljø- og sikkerhetsproblemer fordi cyanid er et giftig stoff.

2. Typer cyanideringsmetoder

Cyanideringsmetoder kan grovt sett klassifiseres i to hovedkategorier: agitasjonscyanidering og perkolasjonscyanidering.

• Agitasjon CyanideringDenne metoden brukes primært til behandling av flotasjonsgullkonsentrater eller i all slags slimcyanideringsscenarier. Den innebærer kraftig blanding av malmmassen med cyanidløsningen. Ved å gjøre dette sikres det at de gullholdige partiklene i malmen kommer i maksimal kontakt med cyanidionene, noe som letter utvinningen av gull.

• PerkolasjonscyanideringPerkolasjonscyanidering er egnet for lavverdige gullmalmer, og fungerer ved å la cyanidløsningen sikle gjennom et lag av malm. Denne metoden bruker mindre energi sammenlignet med omrøringscyanidering. Imidlertid er bruken begrenset til malmer som har god permeabilitet, noe som gjør at cyanidløsningen kan strømme lett gjennom.

3. Agitasjonscyaniderings-gullekstraksjonsprosess

Agitasjonen Cyanideringsgullekstraksjon Prosessen omfatter to hoveddelprosesser: cyanidering-sinkerstatningsprosessen og ufiltrert cyanidering Carbon oppslemmingsprosess.

3.1 Cyanidering - sinkerstatningsprosess (CCD- og CCF-metoder)

• Utvasking av råmaterialeforberedelseDet første trinnet innebærer å gjøre malmen klar for utvaskingsprosessen. Dette innebærer ofte å knuse malmen i mindre biter og deretter male den til en fin konsistens. I noen tilfeller utføres også forbehandling for å gjøre gullpartiklene i malmen mer tilgjengelige. Målet er å lage en masse med optimal partikkelstørrelse, noe som fremmer bedre samspill mellom malmen og cyanidløsningen.

• Agitasjon Cyanidering UtvaskingDen tilberedte malmmassen overføres deretter til omrøringstanker, hvor en cyanidløsning tilsettes. Disse tankene er utstyrt med omrørere som holder massen og cyanidløsningen godt blandet. Oksygen tilføres tankene, enten gjennom lufting eller ved å tilsette oksidasjonsmidler. Dette oksygenet bidrar til å drive den kjemiske reaksjonen som løser opp gullet i cyanidløsningen.

• Motstrømsvasking for separasjon av faste stoffer og væskerEtter utvaskingsprosessen består den resulterende oppslemmingen av faste rester og en flytende fase kjent som den gravide løsningen, som inneholder oppløst gull. For å separere disse to komponentene brukes en serie fortykningsmidler eller filtre i et motstrømsvaskeoppsett. Metoder som kontinuerlig motstrømsdekantering (CCD) eller kontinuerlig motstrømsfiltrering (CCF) brukes for å gjenvinne så mye av den gullholdige løsningen som mulig, samtidig som mengden gull som går tapt med de faste restene minimeres.

• Rensing av utvaskingsvæske og deoksideringDen gravide løsningen som oppnås fra separasjonstrinnet mellom fast stoff og væske kan inneholde urenheter og oppløst oksygen. Renseprosedyrer implementeres for å fjerne suspenderte faste stoffer og andre forurensninger som kan forstyrre den påfølgende gullutvinningsprosessen. Deoksidasjon er like viktig fordi oksygen kan forårsake reoksidasjon av gull-cyanidforbindelsen, noe som reduserer effektiviteten av sinkerstatningsprosessen som følger.

• Sinkpulver (silke) erstatning og syltingSinkpulver eller sinksilke tilsettes den rensede og deoksiderte, gravide løsningen. Sink er mer reaktivt enn gull, så det fortrenger gull fra forbindelsen som dannes under utvaskingsprosessen. Dette resulterer i dannelsen av et fast bunnfall som inneholder gull og sink, ofte referert til som gullslam. Etter erstatningsreaksjonen behandles gullslammet vanligvis med en syreløsning for å fjerne overflødig sink og andre urenheter.

• SmeltebarrerDet siste trinnet i cyaniderings- og sinkerstatningsprosessen er å smelte gullslammet for å produsere rene gullbarrer. Gullslammet smeltes ved høye temperaturer i en ovn, og gjennom en rekke raffineringstrinn fjernes de gjenværende urenhetene, noe som gir gullbarrer med høy renhet.

3.2 Ufiltrert cyanideringskarbonoppslemmingsprosess (CIP- og CIL-metoder)

• Forberedelse av utvaskingsmaterialeI likhet med cyaniderings- og sinkerstatningsprosessen er den første oppgaven å forberede malmen for utvasking. Dette krever at malmen reduseres til en passende partikkelstørrelse gjennom knusing og maling.

• Agitasjonsutvasking og motstrøms karbonadsorpsjonI CIP-metoden (Carbon-in-Pulp) skjer cyanidutvaskingsprosessen først i en serie omrøringstanker. Når gullet er oppløst i løsningen, Aktivert karbon tilsettes massen. Aktivt kull har en sterk affinitet for gull-cyanidforbindelsen og adsorberer det oppløste gullet på overflaten. I Carbon-in-Leach (CIL)-metoden tilsettes det aktiverte kullet til utvaskingstanken samtidig med cyanidløsningen, slik at utvaskings- og adsorpsjonsprosessene skjer samtidig. I både CIP og CIL opprettholdes en motstrømsstrøm av karbon og masse for å maksimere mengden gull som adsorberes av karbonet.

• Gull - Lastet karbondesorpsjonEtter adsorpsjonsprosessen må det gullbelastede karbonet separeres fra massen. Deretter fjernes gullet fra karbonet ved hjelp av en varm kaustisk cyanidløsning. Denne løsningen bryter bindingen mellom gull-cyanidforbindelsen og karbonet, og frigjør gullet tilbake i løsningen.

• Elektrolyse av elektroutvinningDen gullrike løsningen som oppnås fra desorpsjonsprosessen gjennomgår elektrolytisk utvinning. Under denne prosessen føres en elektrisk strøm gjennom løsningen. Dette fører til at gullionene i løsningen reduseres og avsettes på en katode, og danner et fast gullavleiring som kan raffineres ytterligere.

• SmeltebarrerGullet som utvinnes fra elektrolytisk utvinning er relativt rent, men kan fortsatt inneholde noen urenheter. Smelting utføres for å rense gullet ytterligere og støpe det til barrer med ønsket renhet.

• KarbonregenereringDet brukte karbonet kan, etter at gullet er desorbert, regenereres og gjenbrukes. Dette innebærer å utsette karbonet for høytemperaturbehandling for å eliminere eventuelle adsorberte urenheter og gjenopprette dets evne til å adsorbere gull.

4. Sammenligning av CIP- og CIL-prosesser

• ProsessvarighetGenerelt sett tar CIP-prosessen lengre tid totalt sett sammenlignet med CIL. Dette er fordi utvasking og adsorpsjon er separate operasjoner i CIP. Siden utvasking og adsorpsjon i CIL skjer samtidig, kan hele prosessen fullføres på kortere tid. CIL-prosessen krever imidlertid mer kompleks kontroll ettersom begge prosessene skjer samtidig.

• Karbon- og slamhåndteringI CIL-prosessen er det et større volum karbon i sirkulasjon, og konsentrasjonen av karbon i slammet er lavere enn i CIP. Som et resultat er volumet av slammet som må transporteres for karbonoverføring i CIL vanligvis flere ganger så stort som i CIP (rundt fire ganger). Dette har innvirkning på dimensjoneringen av utstyr og energiforbruket.

• Metalletterslep og gullkvalitet i løsningI CIP-prosessen blir det en betydelig mengde metall igjen i systemet (metalllager), og dette metallet er ganske jevnt fordelt mellom aktivt kull og løsningen. I CIL adsorberes mesteparten av metallet på aktivt kull. I tillegg er konsentrasjonen av gull i løsningen i CIL-prosessen høyere enn i CIP. Dette skyldes at gullet i CIL adsorberes kontinuerlig mens det utvaskes, noe som etterfyller det oppløste gullet i løsningen. I CIP er det derimot en ett-trinns adsorpsjonsprosess med begrenset etterfylling av oppløst gull.

5. Miljø- og sikkerhetshensyn

Til tross for effektiviteten, presenterer cyanidering, spesielt omrøringscyanidering, betydelige miljø- og sikkerhetsrisikoer. Cyanid er svært giftig, og enhver lekkasje eller feil håndtering kan føre til alvorlig miljøforurensning og utgjøre en trussel mot menneskers helse. For å håndtere disse risikoene følger gullgruvedrift strenge sikkerhetsprotokoller. Disse inkluderer riktig lagring og håndtering av cyanid, installasjon av inneslutningssystemer for å forhindre lekkasjer og behandling av cyanidholdig avløpsvann. Videre tar pågående forskning sikte på å utvikle alternative, mindre giftige utvaskingsmidler for å erstatte cyanid i gullutvinning.

6. konklusjon

Omrøringscyanidering spiller en viktig rolle i den moderne gullgruveindustrien, og muliggjør høyhastighetsutvinning av gull fra ulike malmtyper. De to viktigste delprosessene, cyanidering - sinkerstatning og ufiltrert cyanideringskarbonoppslemming, har hver sine fordeler og velges basert på faktorer som malmegenskaper, driftsskala og økonomisk levedyktighet. Industrien må imidlertid fortsette å takle miljø- og sikkerhetsutfordringene knyttet til cyanidbruk for å sikre en bærekraftig fremtid for gullutvinning.