Rola środków wspomagających wypłukiwanie w ekstrakcji złota cyjankiem sodu

Wprowadzenie

Ługowanie cyjankiem od dawna jest dominującą metodą w ekstrakcji złota ze względu na wysoką wydajność i stosunkowo niskie koszty. Jednak proces ten nie jest pozbawiony wyzwań, takich jak konieczność długiego czasu ługowania, wysoka cyjanek zużycie i obecność minerałów opornych, które mogą utrudniać rozpuszczanie złota. To tutaj Środki wspomagające wypłukiwanie wchodzą do gry. Środki wspomagające wypłukiwanie to substancje dodawane do roztworu wypłukującego cyjankiem w celu zwiększenia ekstrakcji złota, oferując bardziej wydajne i ekonomiczne podejście do wydobycia złota.

Jak działają środki wspomagające wypłukiwanie

Zwiększanie rozpuszczonego tlenu

Jedną z głównych funkcji wielu środków pomocniczych do ługowania jest zwiększenie zawartości rozpuszczonego tlenu w roztworze cyjanku. Aby złoto mogło rozpuścić się w roztworach cyjanku, tlen jest wymagany jako środek utleniający, ułatwiający utlenianie złota i jego późniejsze łączenie z jonami cyjanku. W normalnych warunkach tlen dostarczany z powietrza jest często niewystarczający, co ogranicza szybkość rozpuszczania się złota. Środki pomocnicze do ługowania, takie jak nadtlenki i nadsiarczany, mogą się rozkładać i uwalniać tlen, zapewniając wyższe stężenie rozpuszczonego tlenu w zawiesinie. Na przykład nadtlenek wodoru rozkłada się, zapewniając dodatkowe źródło tlenu do reakcji między złotem a cyjankiem.

Tworzenie ogniw galwanicznych (sole metali ciężkich)

Niektóre sole metali ciężkich, takie jak sole ołowiu, RTĘĆ Sole, w tym sole bizmutu, mogą działać jako środki wspomagające wypłukiwanie, tworząc lokalne ogniwa galwaniczne. Po dodaniu do zawiesiny cyjanku, te metale ciężkie osadzają się na powierzchni cząstek złota. Powoduje to powstanie różnicy potencjałów między złotem a osadzonym metalem ciężkim, co przyspiesza rozpuszczanie złota. Złoto pełni funkcję anody, w której zachodzi utlenianie, a obszar pokryty metalem ciężkim pełni funkcję katody. Ten proces elektrochemiczny znacznie przyspiesza proces wypłukiwania złota.

Chelatacja i usuwanie zanieczyszczeń

Niektóre środki wspomagające wypłukiwanie mogą wiązać się z zanieczyszczeniami obecnymi w rudzie lub usuwać je, co może zakłócać proces wypłukiwania cyjankiem. W rudach zawierających jony metali, takich jak miedź, cynk, żelazo, zanieczyszczenia te mogą reagować z cyjankiem, zużywając go i zmniejszając ilość dostępną do rozpuszczenia złota. Chelatujące środki wspomagające wypłukiwanie tworzą stabilne kompleksy z tymi jonami zanieczyszczeń, utrzymując je z dala i zapobiegając ich reakcji z cyjankiem. To nie tylko zmniejsza zużycie cyjanku, ale także poprawia ogólną wydajność procesu wypłukiwania złota.

Rodzaje środków wspomagających wypłukiwanie i ich szczególne role

Utleniacze

1.Nadtlenki

• Nadtlenek wodoru: Nadtlenek wodoru jest jednym z najczęściej stosowanych utleniających środków pomocniczych do ługowania. Może szybko zwiększyć zawartość rozpuszczonego tlenu w roztworze cyjanku. W zastosowaniach przemysłowych dodanie nadtlenku wodoru do systemu ługowania cyjankiem może znacznie skrócić czas ługowania. Na przykład w niektórych kopalniach złota czas ługowania można skrócić nawet o 50%, gdy nadtlenek wodoru jest stosowany jako środek pomocniczy do ługowania. Pomaga również w zmniejszeniu zużycia cyjanku, ponieważ zwiększone utlenianie złota pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie cyjanku.

• Nadtlenek wapnia: Nadtlenek wapnia jest szczególnie przydatny w rudach o wysokiej zawartości siarki. Rozkłada się wolniej niż nadtlenek wodoru, zapewniając bardziej długotrwałe uwalnianie tlenu. Ponadto może zmniejszyć katalityczny rozkład cyjanku przez minerały zawierające siarkę. W rudach złota o wysokiej zawartości siarki stosowanie nadtlenku wapnia jako środka wspomagającego wypłukiwanie może prowadzić do 10–15% wzrostu odzysku złota w porównaniu z tradycyjnym wypłukiwaniem cyjankiem.

• Nadtlenek baru: Nadtlenek baru ma wyjątkową właściwość powolnego i stabilnego uwalniania tlenu. Zapewnia to stałe wysokie stężenie rozpuszczonego tlenu w zawiesinie przez dłuższy czas. Szybkość rozpuszczania złota wzrasta liniowo wraz ze wzrostem dodatku nadtlenku baru, podczas gdy zużycie cyjanku pozostaje stosunkowo stabilne. Jest również łatwy do przygotowania i zastosowania w praktycznych operacjach górniczych.

2. Nadsiarczany

• Nadsiarczany są silnymi środkami utleniającymi. Po dodaniu do systemu ługowania cyjankiem rozpadają się, tworząc wysoce reaktywne rodniki siarczanowe. Rodniki te mogą utleniać złoto skuteczniej niż tlen cząsteczkowy, co prowadzi do znacznego wzrostu szybkości ługowania złota. W niektórych przypadkach szybkość rozpuszczania złota może być zwiększona nawet 8-krotnie w porównaniu do konwencjonalnego ługowania cyjankiem z powietrzem jako źródłem tlenu.

Sole metali ciężkich

1. Sole ołowiu

• Sole ołowiu są szeroko stosowane w ługowaniu cyjankiem. W rudach zawierających minerały siarczkowe, takie jak piryt i arsenopiryt, minerały te mogą reagować z cyjankiem i tlenem, zużywając je i zmniejszając wydajność ługowania złota. Sole ołowiu mogą tworzyć warstwę pasywującą na powierzchni minerałów siarczkowych, hamując ich reakcję z cyjankiem i tlenem. Jednocześnie ołów może tworzyć ogniwo galwaniczne ze złotem, promując rozpuszczanie złota. W kanadyjskiej fabryce cyjanku, poprzez dodawanie soli ołowiu i utrzymywanie odpowiedniego stężenia rozpuszczonego tlenu, udało się skutecznie przezwyciężyć niekorzystny wpływ minerałów siarczkowych na cyjankowanie, co zaowocowało 10-15% wzrostem odzysku złota.

2. Sole rtęci i bizmutu

• Sole rtęci i bizmutu mogą również działać jako przyspieszacze ługowania cyjankiem. Podobnie jak sole ołowiu, mogą tworzyć ogniwa galwaniczne ze złotem, przyspieszając ługowanie. Jednak ze względu na toksyczność rtęć Ze względu na stosunkowo wysoki koszt bizmutu, ich zastosowania są bardziej ograniczone w porównaniu z solami ołowiowymi. Jednak w niektórych przypadkach, gdy ruda ma unikalne właściwości, sole te nadal można uznać za skuteczne środki wspomagające wypłukiwanie.

Środki chelatujące i inne

1. Kwas cytrynowy

• Kwas cytrynowy może być stosowany jako środek wspomagający wypłukiwanie Ekstrakcja złota cyjankiem. W rudach zawierających jony metali, takich jak miedź, cynk, żelazo, jony te mogą zużywać cyjanek i tlen, zmniejszając wydajność ługowania złota. Kwas cytrynowy może wiązać się z tymi jonami metali, tworząc stabilne kompleksy. Na przykład tworzy kompleks miedź-cytrynian. To nie tylko zmniejsza zużycie cyjanku i tlenu przez te jony zanieczyszczeń, ale także pomaga w rozpraszaniu minerałów gangowych, poprawiając ogólne środowisko ługowania. W niektórych eksperymentach laboratoryjnych dodanie kwasu cytrynowego do roztworu ługowania cyjankiem zwiększyło odzysk złota o 5-10%.

2. Związki na bazie amoniaku

• W niektórych przypadkach związki na bazie amoniaku mogą być stosowane jako środki wspomagające wypłukiwanie, szczególnie w rudach zawierających minerały miedzi i złota. Amoniak może tworzyć kompleksy z jonami miedzi, zmniejszając interferencję miedzi w wypłukiwaniu cyjankiem złota. Poprzez dostosowanie stosunku amoniaku do cyjanku w roztworze wypłukującym możliwe jest selektywne rozpuszczanie złota przy jednoczesnym minimalizowaniu rozpuszczania miedzi, co jest korzystne dla późniejszych procesów odzyskiwania złota.

Przypadki aplikacji

1. W kopalni złota w Australii

• Kopalnia przetwarzała rudę złota o niskiej zawartości siarki i wysokiej zawartości siarki. Dzięki zastosowaniu kombinacji nadtlenku wodoru i soli ołowiu jako środków wspomagających wypłukiwanie osiągnięto znaczące ulepszenia. Szybkość wypłukiwania złota wzrosła o 8–10% w porównaniu z tradycyjnym wypłukiwaniem cyjankiem. Dodanie nadtlenku wodoru zapewniło dodatkowy tlen, zwiększając utlenianie złota, podczas gdy sole ołowiu zahamowały negatywny wpływ minerałów siarczkowych. Zużycie cyjanku zostało również zmniejszone o około 20%, co doprowadziło do znacznych oszczędności kosztów.

2. Chińska kopalnia złota zajmująca się wydobyciem złożonych rud

• Ruda w tej kopalni zawierała wysoki poziom zanieczyszczeń miedzią i żelazem. Dzięki zastosowaniu kwasu cytrynowego jako środka wspomagającego wypłukiwanie w procesie wypłukiwania cyjankiem, wskaźnik odzysku złota wzrósł z 70% do 78%. Kwas cytrynowy wiązał się z jonami miedzi i żelaza, zmniejszając ich interferencję w reakcji złoto-cyjanek. Czas wypłukiwania również został nieznacznie skrócony, co poprawiło ogólną wydajność operacji wydobywczej.

Rozważania dotyczące wyboru i stosowania środków wspomagających wypłukiwanie

1. Charakterystyka rudy

• Skład rudy jest kluczowy w określeniu odpowiedniego środka wspomagającego wypłukiwanie. W przypadku rud o wysokiej zawartości siarki bardziej odpowiednie mogą być środki utleniające, takie jak nadtlenek wapnia lub nadtlenek baru, ponieważ nie tylko dostarczają tlen, ale także zmniejszają negatywny wpływ siarki. W rudach o wysokim poziomie zanieczyszczeń w postaci jonów metali należy rozważyć środki chelatujące, takie jak kwas cytrynowy lub związki na bazie amoniaku.

2. Koszt - efektywność

• Należy ocenić koszt środka wspomagającego wypłukiwanie, w tym cenę zakupu, transportu i przechowywania. Niektóre środki wspomagające wypłukiwanie, takie jak niektóre sole bizmutu, mogą być skuteczne, ale stosunkowo drogie. W takich przypadkach należy znaleźć równowagę między kosztem a poprawą odzysku złota. Ponadto należy również uwzględnić w analizie opłacalności zmniejszenie zużycia cyjanku i czasu wypłukiwania dzięki zastosowaniu środków wspomagających wypłukiwanie.

3. Wpływ na środowisko

• Ponieważ wymywanie cyjankiem już samo w sobie stwarza problemy środowiskowe ze względu na toksyczność cyjanku, wybór środka wspomagającego wymywanie powinien również uwzględniać jego wpływ na środowisko. Na przykład, niektóre środki utleniające mogą wytwarzać produkty uboczne, które wymagają odpowiedniego oczyszczenia. rtęć Sole, choć w niektórych przypadkach skuteczne, są bardzo ograniczone ze względu na swoją skrajną toksyczność i zagrożenie dla środowiska.

Podsumowanie

Środki wspomagające wypłukiwanie odgrywają kluczową rolę w wydobyciu złota cyjankiem. Mogą one znacznie poprawić wydajność procesu wypłukiwania poprzez zwiększenie odzysku złota, skrócenie czasu wypłukiwania i ograniczenie zużycia cyjanku. Dzięki zrozumieniu różnych rodzajów środków wspomagających wypłukiwanie, ich mechanizmów działania i sposobu wybierania najbardziej odpowiednich środków w oparciu o charakterystykę rudy, górnicy złota mogą zoptymalizować swoje operacje. W miarę jak popyt na złoto nadal rośnie, stosowanie środków wspomagających wypłukiwanie w wypłukiwaniu cyjankiem prawdopodobnie stanie się jeszcze bardziej powszechne, przyczyniając się do bardziej zrównoważonych i wydajnych praktyk wydobywczych złota.