Cianură de sodiu Eficiența leșierii: factori de influență și strategii de optimizare

Introducere

Leşierea cu cianuri, în special cu cianura de sodiu, a fost mult timp o piatră de temelie în extracția metalelor prețioase, în special a aurului și argintului, din corpurile de minereu. Încă de la începuturile sale industriale în 1887. această metodă a fost adoptată pe scară largă datorită eficienței sale relativ ridicate și rentabilității. Cu toate acestea, procesul este complex, iar eficiența lui este influențată de numeroși factori. Înțelegerea acestor factori este crucială pentru maximizarea recuperării metalelor și minimizarea costurilor operaționale în industria minieră și metalurgică.

Principiul leșierii cianurii de sodiu

Sodiu Cianura, un compus incolor și foarte toxic, joacă un rol esențial în procesul de leșiere. Într-o soluție apoasă, sub alcali

condițiile (de obicei menținute prin adăugare de var), cianură ionii (CN⁻) reacţionează cu aurul (Au) şi argintul (Ag) în prezenţa oxigenului. Reacția chimică generală pentru cianurarea aurului poate fi reprezentată ca:

4Au + 8CN⁻+ O₂ + 2H₂O → 4[Au(CN)₂]⁻ + 4OH⁻

Această reacție are loc într-o manieră asemănătoare coroziunii electrochimice. Oxigenul acționează ca un agent de oxidare, facilitând dizolvarea aurului în soluție ca un ion complex de cianuri, [Au(CN)₂]⁻. În mod similar, argintul urmează un mecanism de reacție comparabil.

Factori de influență asupra eficienței leșierii cu cianuri

Caracteristicile minereului

1.Dimensiunea particulelor

• Dimensiunea particulelor de măcinare a minereului este de cea mai mare importanță. Înainte leşierea cu cianură, minereurile trebuie să fie pretratate prin zdrobire, cernere, măcinare și sortare. Pentru minereurile cu metale prețioase cu granulație fină sau încapsulate, măcinarea adecvată este esențială pentru a obține disociarea monomerului. Dacă minereul este suprateran, nu numai că mărește costurile de măcinare, ci și riscă să introducă impurități de levigat în levigat. În plus, măcinarea excesivă poate împiedica separarea solid-lichid, ceea ce duce la deșeuri de cianură și pierderi de aur dizolvat. De exemplu, atunci când se ocupă de minereuri de aur care au aur natural fin încorporat și încapsulat, o dimensiune a particulelor de măcinare de - 38 μm cu un raport de conținut de 75% asigură adesea un echilibru bun între efectul de leșiere și cost.

• Pe de altă parte, dacă particulele sunt prea grosiere, suprafața disponibilă pentru ca cianura să reacționeze cu metalele prețioase este limitată, rezultând o leșiere incompletă și o eficiență redusă de extracție.

2.Mineralogie

• Diferite tipuri de minereuri au compoziții mineralogice distincte. Minereurile care conțin niveluri ridicate de cupru, arsenic, antimoniu, sulf sau carbon pot provoca probleme pentru levigarea cianurii. De exemplu, cuprul poate forma compuși complecși de cianură, concurând cu aurul și argintul pentru ionii de cianură. Arsenicul și antimoniul pot reacționa și cu cianura și oxigenul, consumând reactivi și inhibând leșierea metalelor prețioase. Minereurile bogate în sulfuri pot necesita pretratare, cum ar fi prăjirea sau biooxidarea, pentru a expune metalele prețioase închise și pentru a îndepărta sulful, care altfel poate interfera cu procesul de cianurare.

Reactivi chimici

1.Concentrația de cianură

• Cantitatea de Cianura de sodiu adăugat are un impact semnificativ asupra eficienţa de leşiere. Într-un anumit interval, concentrația de cianură este proporțională cu rata de levigare a pastei de minereu. Dacă conținutul de cianură este prea scăzut, efectul de leșiere a aurului și argintului este slab, iar procesul este lent, implicând costuri inutile de timp. În schimb, atunci când cantitatea de cianură este excesivă, după ce eficiența de levigare a metalelor prețioase atinge un anumit nivel, creșterile ulterioare ale concentrației de cianură nu conduc la o îmbunătățire semnificativă a levigarii, rezultând risipă de cianură și costuri de producție crescute. De exemplu, la extragerea concentratului de aur din minereuri de aur fin - încorporate - de dimensiunea particulelor, a Cianura de sodiu o doză de 1.5 - 3.0 kg/t este adesea mai potrivită. Cu toate acestea, în producția efectivă, doza optimă ar trebui determinată pe baza caracteristicilor specifice ale minereului și a testelor de valorificare.

2. Var (alcalinitate)

• Varul se adaugă la soluția de cianură ca un alcalin protector. Deoarece ionii de cianură în soluție au proprietăți chimice instabile și se pot volatiliza cu ușurință ca gaz cianhidric, menținerea unei alcalinități adecvate este crucială. Adăugarea de var la soluția de cianurare ajută la menținerea pulpei la un pH adecvat. Conform analizei de testare, rata de leșiere a aurului este, de asemenea, îmbunătățită substanțial după adăugarea de var. Când cantitatea de var adăugată este de 2 kg/t și mai mult, valoarea pH-ului pastei este în mod obișnuit între 11 - 12, iar rata de levigare a aurului în pastă atinge un nivel relativ stabil și ridicat.

Condiții de proces

1. Concentrația de șlam

• Concentrația pulpei de leșiere afectează direct viteza de leșiere și eficiența concentratelor de metale prețioase. În general, o concentrație mai mică de pulpă de leșiere cu o fluiditate bună permite o eficiență mai mare de leșiere a concentratelor de aur și argint. Cu toate acestea, acest lucru poate necesita o creștere a cantității de reactivi adăugați, precum și dimensiuni mai mari ale echipamentelor și costuri de investiții mai mari. Pentru a echilibra eficiența de leșiere a metalelor prețioase și costul de producție, trebuie determinată o concentrație adecvată de șlam. Pentru minereurile cu dimensiuni de particule fine, menținerea concentrației de pulpă la aproximativ 20% - 33% asigură adesea un efect bun de leșiere. Dacă concentrația este mai mare decât acest interval, eficiența de leșiere a metalelor prețioase poate scădea mai degrabă decât să crească. În producția efectivă, concentrația poate fi ajustată în funcție de circumstanțe specifice, dar nu trebuie setată prea mare.

2. Timp de lixiviere

• Timpul de levigare este un factor critic în procesul de cianurare. Selectarea unui timp de leșiere adecvat este necesară pentru a dizolva complet particulele de metal prețios. Cu toate acestea, în timp ce metalele prețioase se dizolvă, și alte impurități din pulpă continuă să se dizolve, ceea ce poate afecta rata de dizolvare a aurului și argintului. Prelungirea timpului de leșiere nu numai că poate să nu fie benefică pentru dizolvarea particulelor de metal prețios, dar necesită și echipamente de leșiere mai mari și mai mult spațiu, crescând astfel costurile de producție. Pentru minereurile cu dimensiuni ale particulelor fine, menținerea timpului de leșiere prin cianurare la aproximativ 4 ore este adesea optimă. Dacă timpul de scurgere depășește 24 de ore, leșierea metalelor prețioase poate fi inhibată, iar concentrația de ioni de metale prețioase în soluție poate scădea.

3.Alimentarea cu oxigen

• După cum se arată în ecuația reacției chimice, oxigenul este un reactant esențial în procesul de cianurare. Aportul suficient de oxigen favorizează oxidarea aurului și argintului, accelerând reacția de cianurare. În setările industriale, aerul este adesea barbotat prin pulpa de leșiere pentru a furniza oxigen. Dacă aportul de oxigen este insuficient, viteza de reacție va încetini, reducând eficiența generală de leșiere.

4. Condiții de agitație

• Agitația este utilizată pentru a îmbunătăți contactul dintre particulele de minereu, soluția de cianură și oxigen. Condițiile adecvate de agitare pot îmbunătăți viteza de reacție asigurând o mai bună amestecare și distribuție a reactivilor. Cu toate acestea, agitația excesivă poate provoca deteriorarea mecanică a particulelor de minereu și poate duce, de asemenea, la un consum crescut de energie.

Strategii de optimizare

Pretratarea minereului

1.Grinding Optimization

• Implementarea principiului „mai multă zdrobire și mai puțină măcinare” poate ajuta la reducerea consumului de energie și a riscului de supra-măcinare. Tehnologiile avansate de măcinare, cum ar fi măcinarea în mai multe etape și utilizarea ajutoarelor de măcinare de înaltă eficiență, pot fi folosite pentru a obține mai precis distribuția dorită a dimensiunii particulelor.

2.Pre-tratament pentru minerale problematice

• Pentru minereurile care conțin niveluri ridicate de minerale interferente, trebuie luate în considerare metodele de pretratare. Prăjirea poate fi folosită pentru a îndepărta sulful și a oxida unele dintre mineralele refractare, făcând metalele prețioase mai accesibile cianurii. Bio-oxidarea, care folosește microorganisme pentru a descompune mineralele sulfurate, este, de asemenea, o alternativă ecologică pentru unele tipuri de minereuri.

Managementul reactivilor

1. Optimizarea cianurii

• Efectuarea unor teste regulate și precise de ameliorare pentru a determina doza optimă de cianură pentru diferite loturi de minereuri este crucială. În plus, utilizarea de reactivi alternativi pe bază de cianură sau adăugarea de activatori poate fi explorată pentru a îmbunătăți eficiența de leșiere, reducând în același timp consumul de cianură. De exemplu, unele cercetări au arătat că adăugarea anumitor agenți tensioactivi poate îmbunătăți umezirea și reacția cianurii cu particulele de minereu.

2. Controlul alcalinității

• Monitorizați și ajustați continuu pH-ul pulpei de leșiere pentru a menține intervalul optim de alcalinitate. Pot fi instalate sisteme automate de control al pH-ului pentru a asigura ajustări precise și în timp util, reducând riscul volatilizării cianurii și optimizând mediul de leșiere.

Optimizarea parametrilor de proces

1. Ajustarea concentrației de șlam

• Instalați senzori pentru a monitoriza concentrația de nămol în timp real și ajustați raportul apă-minereu în consecință. Aceasta poate fi integrată într-un sistem de control automat pentru a menține concentrația optimă a nămolului pentru o leșiere eficientă.

2. Optimizarea timpului de leșiere

• Folosiți tehnici de monitorizare în timp real, cum ar fi analiza concentrației de ioni de metale prețioase din soluție în timpul leșierii, pentru a determina punctul final adecvat al procesului de leșiere. Acest lucru poate preveni scurgerea excesivă și poate economisi timp și resurse.

3.Oxigenul și optimizarea agitației

• Instalați senzori de oxigen pentru a asigura o alimentare suficientă și stabilă cu oxigen. Reglați viteza de agitare pe baza caracteristicilor minereului și a etapei de leșiere pentru a obține cel mai bun echilibru între eficiența reacției și consumul de energie.

Concluzie

Eficiența leșierii cianurii de sodiu în extracția metalelor prețioase este influențată de o interacțiune complexă a factorilor legați de minereu, de reactiv și de proces. Înțelegând acești factori și implementând strategii de optimizare adecvate, industriile miniere și metalurgice pot îmbunătăți eficiența leșierii, pot reduce costurile de producție și pot minimiza impactul asupra mediului asociat cu utilizarea cianurii. Cercetarea continuă și inovarea tehnologică în acest domeniu sunt esențiale pentru a răspunde cererii tot mai mari de metale prețioase într-un mod durabil și eficient.n