Ekstrakcja złota metodą cyjanizacji: dogłębne spojrzenie na proces cyjanizacji w mieszaniu

W dziedzinie wydobycia złota cyjanizacja zajmuje czołowe miejsce od ponad wieku. Od momentu powstania w 1887 r. do wydobycia rud złota i srebra, metoda ta stale ewoluowała, pozostając jedną z najczęściej stosowanych technik ze względu na wysoki wskaźnik odzysku, możliwość dostosowania do różnych typów rud i wykonalność w lokalnej produkcji.

1. Zrozumienie cyjanizacji w ekstrakcji złota

Cyjanowanie to proces chemiczny wykorzystujący zdolność cyjanek jony, tworząc rozpuszczalne kompleksy ze złotem. W obecności tlenu i wody jony cyjanku reagują z atomami złota. Ta reakcja powoduje powstanie rozpuszczalnego związku, w którym złoto jest połączone z jonami cyjanku, co pozwala złotu rozpuścić się w roztworze. Chociaż proces ten jest wysoce skuteczny w ekstrakcji złota, wiąże się również ze znacznymi obawami dotyczącymi środowiska i bezpieczeństwa, ponieważ cyjanek jest substancją toksyczną.

2. Rodzaje metod cyjankowania

Metody cyjanizacji można ogólnie podzielić na dwie główne kategorie: cyjanizację agitacyjną i cyjanizację perkolacyjną.

• Mieszanie Cyjanowanie: Ta metoda jest stosowana głównie do obróbki koncentratów złota flotacyjnego lub w scenariuszach cyjanizacji szlamu. Polega ona na energicznym mieszaniu pulpy rudy z roztworem cyjanku. Dzięki temu cząstki zawierające złoto w rudzie mają maksymalny kontakt z jonami cyjanku, co ułatwia ekstrakcję złota.

• Cyjanowanie perkolacyjne: Cyjanizacja perkolacyjna, odpowiednia do rud złota o niskiej zawartości złota, działa poprzez umożliwienie roztworowi cyjanku przesączania się przez złoże rudy. Ta metoda zużywa mniej energii w porównaniu z cyjanizacją agitacyjną. Jednak jej zastosowanie jest ograniczone do rud o dobrej przepuszczalności, co umożliwia łatwy przepływ roztworu cyjanku.

3. Proces ekstrakcji złota metodą cyjanowania i mieszania

Agitacja Ekstrakcja złota metodą cyjankową process encompasses two main sub - processes: the cyanidation - zinc replacement process and the unfiltered cyanidation Węgiel slurry process.

3.1 Cyjanowanie - Proces zastępowania cynku (metody CCD i CCF)

• Przygotowanie surowca do ługowania: Pierwszym krokiem jest przygotowanie rudy do procesu ługowania. Często obejmuje to kruszenie rudy na mniejsze kawałki, a następnie mielenie jej do uzyskania drobnej konsystencji. W niektórych przypadkach przeprowadza się również wstępną obróbkę, aby cząsteczki złota w rudzie były bardziej dostępne. Celem jest stworzenie pulpy o optymalnej wielkości cząstek, co sprzyja lepszej interakcji między rudą a roztworem cyjanku.

• Mieszanie Cyjanowanie Wypłukiwanie: Przygotowana pulpa rudowa jest następnie przenoszona do zbiorników mieszających, gdzie dodawany jest roztwór cyjanku. Zbiorniki te są wyposażone w mieszadła, które utrzymują pulpę i roztwór cyjanku w dobrym wymieszaniu. Tlen jest wprowadzany do zbiorników, albo poprzez napowietrzanie, albo przez dodawanie środków utleniających. Ten tlen pomaga napędzać reakcję chemiczną, która rozpuszcza złoto w roztworze cyjanku.

• Mycie przeciwprądowe w celu rozdzielenia substancji stałych od cieczy: Po procesie ługowania, powstała zawiesina składa się z pozostałości stałych i fazy ciekłej, znanej jako roztwór ciężarny, który zawiera rozpuszczone złoto. Aby oddzielić te dwa składniki, stosuje się szereg zagęszczaczy lub filtrów w przeciwprądowym układzie myjącym. Metody takie jak ciągła dekantacja przeciwprądowa (CCD) lub ciągła filtracja przeciwprądowa (CCF) są stosowane w celu odzyskania jak największej ilości roztworu zawierającego złoto, jednocześnie minimalizując ilość złota utraconego wraz z pozostałościami stałymi.

• Oczyszczanie cieczy wymywającej i odtlenianie: Roztwór ciążowy uzyskany z etapu rozdzielania ciało stałe - ciecz może zawierać zanieczyszczenia i rozpuszczony tlen. Procedury oczyszczania są wdrażane w celu usunięcia zawieszonych ciał stałych i innych zanieczyszczeń, które mogłyby zakłócić późniejszy proces odzyskiwania złota. Odtlenianie jest równie ważne, ponieważ tlen może powodować ponowne utlenianie związku złoto - cyjanek, zmniejszając skuteczność następującego po tym procesu zastępowania cynku.

• Zastępowanie i trawienie proszkiem cynkowym (jedwabiem): Do oczyszczonego i odtlenionego roztworu ciężarnego dodaje się proszek cynkowy lub jedwab cynkowy. Cynk jest bardziej reaktywny niż złoto, więc wypiera złoto ze związku utworzonego podczas procesu ługowania. Powoduje to powstanie stałego osadu zawierającego złoto i cynk, powszechnie nazywanego złotym szlamem. Po reakcji zastępczej złoty szlam jest zazwyczaj traktowany roztworem kwasu, aby usunąć nadmiar cynku i inne zanieczyszczenia.

• Wlewki do wytopu:Ostatnim etapem procesu cyjanizacji - zastąpienia cynku jest wytopienie złotego szlamu w celu uzyskania czystych sztabek złota. Złoty szlam jest topiony w wysokiej temperaturze w piecu, a poprzez szereg etapów rafinacji, pozostałe zanieczyszczenia są usuwane, co daje wysokiej czystości sztabki złota.

3.2 Niefiltrowany proces cyjankowania węglowego (metody CIP i CIL)

• Przygotowanie materiału do ługowania:Podobnie jak w procesie cyjanizacji - zastąpienia cynku, pierwszym zadaniem jest przygotowanie rudy do ługowania. Wymaga to zmniejszenia rudy do odpowiedniej wielkości cząstek poprzez kruszenie i mielenie.

• Wymywanie mieszające i przeciwprądowa adsorpcja węglaW metodzie Carbon-in-Pulp (CIP) proces ługowania cyjankiem odbywa się najpierw w serii zbiorników mieszających. Po rozpuszczeniu złota w roztworze, węgla aktywnego Do pulpy dodaje się węgiel aktywny. Węgiel aktywny wykazuje silne powinowactwo do związku cyjanku złota i adsorbuje rozpuszczone złoto na swojej powierzchni. W metodzie ługowania węglem (CIL) węgiel aktywny jest dodawany do zbiornika ługującego jednocześnie z roztworem cyjanku, dzięki czemu procesy ługowania i adsorpcji zachodzą jednocześnie. Zarówno w metodzie CIP, jak i CIL, utrzymywany jest przeciwprądowy przepływ węgla i pulpy, aby zmaksymalizować ilość złota zaadsorbowanego przez węgiel.

• Złoto - Desorpcja węgla załadowanego: Po procesie adsorpcji, węgiel naładowany złotem musi zostać oddzielony od pulpy. Następnie złoto jest usuwane z węgla za pomocą gorącego roztworu kaustycznego - cyjanku. Ten roztwór rozrywa wiązanie między związkiem złota - cyjanku i węglem, uwalniając złoto z powrotem do roztworu.

• Elektroliza elektrolizy:Bogaty w złoto roztwór uzyskany w procesie desorpcji poddawany jest elektrolizie. Podczas tego procesu przez roztwór przepuszcza się prąd elektryczny. Powoduje to redukcję jonów złota w roztworze i osadzanie ich na katodzie, tworząc stały osad złota, który można dalej rafinować.

• Wlewki do wytopu:Złoto uzyskane w procesie elektrolizy jest stosunkowo czyste, ale może zawierać pewne zanieczyszczenia. Wytapianie jest wykonywane w celu dalszego oczyszczenia złota i odlewania go w sztabki o pożądanej czystości.

• Regeneracja węgla:Wykorzystany węgiel, po desorbcji złota, może zostać zregenerowany i ponownie wykorzystany. Wiąże się to z poddaniem węgla obróbce w wysokiej temperaturze w celu usunięcia wszelkich zaadsorbowanych zanieczyszczeń i przywrócenia jego zdolności do adsorbowania złota.

4. Porównanie procesów CIP i CIL

• Czas trwania procesu: Ogólnie rzecz biorąc, proces CIP trwa dłużej w porównaniu do CIL. Wynika to z faktu, że w CIP wypłukiwanie i adsorpcja to oddzielne operacje. W CIL, ponieważ wypłukiwanie i adsorpcja zachodzą jednocześnie, cały proces można ukończyć w krótszym czasie. Jednak proces CIL wymaga bardziej złożonej kontroli, ponieważ oba procesy zachodzą jednocześnie.

• Zarządzanie węglem i szlamem:W procesie CIL w obiegu znajduje się większa objętość węgla, a stężenie węgla w zawiesinie jest niższe niż w procesie CIP. W rezultacie objętość zawiesiny, którą należy przetransportować w celu przeniesienia węgla w procesie CIL, jest zwykle kilkakrotnie większa niż w procesie CIP (około cztery razy). Ma to wpływ na wielkość sprzętu i zużycie energii.

• Metal Backlog i Gold Grade w rozwiązaniu: W procesie CIP w systemie pozostaje znaczna ilość metalu (metal backlog), a metal ten jest dość równomiernie rozłożony pomiędzy węglem aktywnym a roztworem. W procesie CIL większość metalu jest adsorbowana na węglu aktywnym. Ponadto stężenie złota w roztworze w procesie CIL jest wyższe niż w procesie CIP. Dzieje się tak, ponieważ w procesie CIL, gdy złoto jest wypłukiwane, jest ono również stale adsorbowane, co uzupełnia rozpuszczone złoto w roztworze. Z drugiej strony w procesie CIP jest to proces adsorpcji jednoetapowej z ograniczonym uzupełnianiem rozpuszczonego złota.

5. Względy ochrony środowiska i bezpieczeństwa

Pomimo swojej skuteczności, cyjanizacja, zwłaszcza cyjanizacja mieszania, stwarza znaczne zagrożenia dla środowiska i bezpieczeństwa. Cyjanek jest wysoce toksyczny, a każdy wyciek lub niewłaściwe obchodzenie się z nim może prowadzić do poważnego zanieczyszczenia środowiska i stanowić zagrożenie dla zdrowia ludzi. Aby sprostać tym zagrożeniom, operacje wydobywcze złota przestrzegają ścisłych protokołów bezpieczeństwa. Obejmują one prawidłowe przechowywanie i obchodzenie się z cyjankiem, instalację systemów zabezpieczających w celu zapobiegania wyciekom oraz oczyszczanie ścieków zawierających cyjanek. Ponadto trwające badania mają na celu opracowanie alternatywnych, mniej toksycznych środków wymywających, które zastąpią cyjanek w procesie wydobywania złota.

6. Wniosek

Cyjanizacja mieszana odgrywa kluczową rolę w nowoczesnym przemyśle wydobywczym złota, umożliwiając wydobycie złota z różnych rodzajów rud o wysokiej wydajności. Dwa główne podprocesy, cyjanizacja - zastąpienie cynku i niefiltrowana zawiesina węgla z cyjanizacji, mają swoje zalety i są wybierane na podstawie takich czynników, jak właściwości rudy, skala działania i opłacalność ekonomiczna. Jednak branża musi nadal stawiać czoła wyzwaniom środowiskowym i bezpieczeństwu związanym ze stosowaniem cyjanku, aby zapewnić zrównoważoną przyszłość wydobycia złota.