Optimalisering av natriumcyanidutvasking i gull-kobbermalm

Introduksjon

Utvinning av gull og kobber fra gull-kobbermalmer er en kompleks prosess. Cyanidering, spesielt ved bruk av natriumcyanid , har lenge vært en dominerende metode for gullutvinning. Tilstedeværelsen av kobber i disse malmene utgjør imidlertid betydelige utfordringer for cyanideringsprosessen, noe som påvirker både gullutvinning og cyanidforbruk . Dette blogginnlegget fordyper seg i optimalisering av natriumcyanidutvasking i gull-kobbermalmer, og utforsker de underliggende prinsippene, utfordringene og innovative løsningene.

Prinsipper for cyanidutvasking

Cyanidutvasking er avhengig av cyanidioners unike evne til å danne stabile komplekser med gull og sølv. Natriumcyanid, som er svært løselig i vann og relativt stabilt, fungerer som det primære oppløsningsmiddelet. Når det løses opp i vann, frigjør det cyanidioner. Disse ionene reagerer med gull i nærvær av oksygen gjennom en elektrokjemisk prosess. Gull oksideres først og bindes deretter av cyanidionene for å danne et løselig kompleks, som muliggjør utvinning fra malmen.

Utfordringer med kobber i gull-kobbermalm

Økt cyanidforbruk

Kobber i gull-kobbermalm reagerer med cyanid for å danne forskjellige kobber-cyanidkomplekser. For hver 1 % reaktivt kobber som er tilstede, kan omtrent 30 kg/t NaCN forbrukes. Dette betydelige forbruket driver ikke bare opp driftskostnadene ved cyanideringsprosessen, men nødvendiggjør også en mer nøye styring av cyanidbruken.

Hemming av gullutvasking

Høye konsentrasjoner av kobber-cyanidkomplekser i utvaskingsløsningen kan bremse oppløsningen av gull. Dessuten har kobber en tendens til å danne passiveringslag på overflaten av gullpartiklene. Disse lagene fungerer som barrierer, og reduserer kontakten mellom gull og cyanidioner og hindrer dermed ekstraksjonsprosessen.

Strategier for optimalisering av natriumcyanidutvasking i gull-kobbermalm

Forbehandling av malm

• Fysiske separasjonsmetoder : Teknikker som gravitasjonsseparasjon, flotasjon eller magnetisk separasjon kan brukes til å forkonsentrere malmen. Ved selektivt å fjerne en betydelig del av kobbermineralene før cyanidering, reduserer disse metodene kobberinnholdet i materialet som skal utvaskes. Flotasjon kan for eksempel separere kobbersulfidmineraler fra den gullholdige malmen, noe som minimerer kobberinterferens under cyanidering.

• Oksidativ forbehandling : Oksidative prosesser som risting, biooksidasjon eller trykkoksidasjon er effektive for å bryte ned sulfidmineraler og frigjøre det innesluttede gullet. I sammenheng med gull-kobbersulfidmalm forbedrer oksidativ forbehandling ikke bare gullutvinningen, men reduserer også den negative effekten kobber har på cyanidisering. Risting omdanner for eksempel sulfidmineraler til oksider, noe som gjør gullet mer tilgjengelig for cyanidutvaskingsprosessen.

Prosessparameteroptimalisering

• Cyanidkonsentrasjon : Det er viktig å bestemme den ideelle cyanidkonsentrasjonen. Høyere konsentrasjoner kan øke oppløsningen av gull, men de fører også til overdrevent cyanidforbruk, spesielt i nærvær av kobber. En balansert tilnærming er nødvendig, og i noen tilfeller kan bruk av en lavere cyanidkonsentrasjon sammen med andre tilsetningsstoffer gi bedre resultater.

• pH-kontroll : Det er avgjørende for cyanideringsprosessen å opprettholde riktig pH-nivå (vanligvis rundt 9–12) i utvaskingsløsningen. Ved utvasking av gull og kobbermalm kan justering av pH-verdien bidra til å kontrollere oppløsningshastighetene til både kobber og gull. En liten senking av pH-verdien kan noen ganger forsterke utvaskingen av gull ved å undertrykke utvasking av kobber.

• Temperatur og omrøring : Å øke temperaturen kan øke hastigheten på cyanidutvaskingsreaksjonen, men det har sine begrensninger. For høy varme kan øke cyanidets flyktighet og akselerere oksidasjonen til mindre reaktive stoffer. Tilstrekkelig omrøring er nødvendig for å sikre god kontakt mellom malmpartiklene, cyanidløsningen og oksygenet. Imidlertid kan for kraftig omrøring forårsake overdreven slitasje på utstyret.

Bruk av tilsetningsstoffer

• Ammoniakk : Tilsetning av ammoniakk i cyanideringsprosessen kan bidra til å håndtere kobber ved å danne stabile komplekser med det. Disse kompleksene forhindrer dannelsen av visse kobber-cyanidforbindelser som hemmer oppløsning av gull. Bruk av ammoniakk krever imidlertid nøye vurdering på grunn av dens toksisitet og flyktighet, som utgjør miljørisikoer.

• Glysin : Nyere forskning indikerer at glysin kan brukes i kombinasjon med lave konsentrasjoner av cyanid for å utvinne gull, sølv og kobber fra gull-kobbermalm. Glysin danner komplekser med både kobber(II)- og kobber(I)-ioner, fremmer kobberoppløsning og kan løse opp passiveringslagene på gull- og kobberoverflater. Denne tilnærmingen kan redusere cyanidforbruket betydelig med minst 75 %.

Casestudier

En japansk gruvedrift

En liten gruvedrift i Japan jobbet med å maksimere gullutvinningen fra kobberrik malm ved hjelp av cyanidering. I en tidligere cyanideringssyklus med 800 tonn støv (gullavganger) utvunnet de 1.3 kilo 94 % rent gull etter eluering. For å forbedre utvinningen brukte de kalk for å øke pH-verdien og ammoniakk for å fjerne kobber. I tillegg utførte de kobbereluering fra karbonet før gulleluering og justerte spenningen og strømstyrken under gulleluering og elektroavsetning. Disse tiltakene bidro til å øke gullutvinningen.

Australsk lavverdig kobber-gullmalm

En australsk lavgradig kobber-gullmalm ble bearbeidet ved hjelp av en «blandet flotasjon-kobber-svovelseparasjon-svovelkonsentratutvasking for gull»-prosess. Ved å optimalisere flotasjonsreagensene (ved bruk av en kombinasjon av butylxantat og ammoniumdibutylditiofosfat som samlere) og prosessflyten (flere trinn med grovbearbeiding og fjerning i en lukket krets), oppnådde de en kobberutvinning på 82.46 % og en omfattende gullutvinning på 91.87 %.

Konklusjon

Optimalisering av natriumcyanidutvaskingsprosessen i gull-kobbermalm er avgjørende for å forbedre den økonomiske levedyktigheten og miljømessige bærekraften i gullgruvedrift. Ved å forstå utfordringene kobber medfører og implementere strategier som forbehandling, optimalisering av prosessparametere og bruk av tilsetningsstoffer, kan man oppnå betydelige forbedringer i gullutvinning og cyanidforbruk. Fremtidig forskning på dette området vil sannsynligvis fokusere på å utvikle mer effektive og miljøvennlige metoder, noe som ytterligere reduserer miljøpåvirkningen av gull-kobbermalmbehandling, samtidig som ressursutvinningen maksimeres.