Extracția aurului prin cianurare: O concentrare pe procesul de cianurare prin percolare

Introducere

Aurul a avut întotdeauna o valoare semnificativă de-a lungul istoriei omenirii, nu doar pentru utilizarea sa în bijuterii, ci și în diverse industrii, cum ar fi electronica, stomatologia și industria aerospațială. Extracția aurului din minereurile sale este un proces complex, cianurarea fiind una dintre cele mai utilizate metode. Extracția aurului prin cianurare implică utilizarea... cianură soluții pentru dizolvarea aurului din minereu. Acest proces funcționează deoarece aurul are capacitatea de a forma complexe stabile cu ionii de cianură. Acest articol analizează în profunzime procesul de cianurare, cu un accent deosebit pe Cianurare prin percolare metodă.

Înțelegerea extracției aurului prin cianurare

Principiul cianurării

Principiul fundamental al cianurării se bazează pe reacția aurului cu cianura în prezența oxigenului. Când aurul intră în contact cu o soluție de cianură și există oxigen disponibil, are loc o reacție chimică. Prin această reacție, aurul este oxidat și formează un complex solubil. Ionii de cianură joacă un rol crucial în acest proces prin legarea cu ionii de aur, făcându-i să se dizolve în soluție. Această solubilitate permite separarea aurului de matricea minereului, acesta fiind primul pas în extragerea aurului din minereul brut.

Procesul general de cianurare

Procesul de cianurare constă de obicei în mai multe etape cheie:

1. Pregătirea minereuluiMinereul este mai întâi zdrobit și măcinat la o dimensiune adecvată a particulelor. Această etapă este esențială, deoarece mărește suprafața minereului, permițând un contact mai bun cu soluția de cianură. Procesul poate implica mai multe etape de zdrobire și măcinare pentru a obține finețea dorită.

2. Leşierea cu cianuriDupă ce minereul este preparat, acesta este supus levigării cu o soluție de cianură. Există diferite metode de levigare, două tipuri principale fiind cianurarea prin agitare și cianurarea prin percolare. În cianurarea prin agitare, minereul este amestecat cu soluția de cianură în rezervoare agitate. Cianurarea prin percolare, care este subiectul acestui articol, implică percolarea soluției de cianură prin patul de minereu.

3. Separarea aurului - Soluție de purtătorOdată ce procesul de levigare este complet, soluția auriferă trebuie separată de reziduul solid. Acest lucru se poate realiza prin metode precum filtrarea sau sedimentarea.

4. Recuperarea auruluiDupă separarea soluției aurifere, se utilizează diverse tehnici pentru recuperarea aurului din aceasta. Metodele comune includ precipitarea cu zinc, unde se adaugă zinc în soluție pentru a înlocui aurul din complex, formând particule de aur solid. O altă metodă este adsorbția cu cărbune activ, unde se utilizează cărbune activ pentru a adsorbi complexul de aur din soluție, care este apoi procesat în continuare pentru a obține aur pur.

Procesul de cianurare prin percolare

Cum funcționează cianurarea prin percolare

Cianurarea prin percolare este un proces în care o soluție diluată de cianură este lăsată să percoleze printr-un pat de minereu zdrobit sau aglomerat. Minereul este de obicei plasat într-un recipient mare, cum ar fi o cuvă de levigare sau o grămadă. Soluția de cianură este distribuită uniform pe suprafața patului de minereu și apoi se prelinge lent prin minereu datorită gravitației. Pe măsură ce soluția trece prin minereu, cianura reacționează cu aurul prezent în minereu, formând un complex solubil aur-cianură. Acest complex este apoi colectat pe fundul recipientului.

Componente cheie și etape în cianurarea prin percolare

1. Prepararea minereului pentru cianurare prin percolare:

• Zdrobire și cernuireMinereul este mai întâi zdrobit până la o dimensiune relativ grosieră a particulelor, de obicei în intervalul de câțiva centimetri până la câțiva milimetri. Acest lucru este pentru a asigura că există suficiente goluri în patul de minereu pentru ca soluția de cianură să se poată percola. După zdrobire, minereul poate fi cernut pentru a îndepărta orice particule supradimensionate.

• Aglomerare (opțional)În unele cazuri, în special pentru minereurile cu un conținut ridicat de argilă sau materiale cu granulație fină, poate fi necesară aglomerarea. Aglomerarea implică adăugarea unui agent de legătură, cum ar fi cimentul sau varul, în minereu și amestecarea acestuia cu apă. Aceasta ajută la formarea de particule mai mari și mai stabile, îmbunătățind permeabilitatea stratului de minereu și prevenind blocarea porilor în timpul procesului de percolare.

2. Configurarea levigării:

• Cuve de levigare sau levigare în grămezi:

• Cuve de levigarePentru operațiuni la scară mai mică sau minereuri cu conținut mai mare, se utilizează în mod obișnuit cuve de levigare. Acestea sunt recipiente mari, căptușite, în care se plasează minereul. Cuvele sunt echipate cu un fund fals, care permite soluției de cianură să se colecteze sub patul de minereu fără a transporta particulele solide. Soluția de cianură este introdusă în partea superioară a cuvei, fie printr-un sistem de pulverizare, fie prin simpla turnare peste minereu.

• Lixiviare în grămadaLevigarea în grămadă este mai potrivită pentru operațiuni la scară largă și minereuri cu conținut scăzut. În levigarea în grămadă, minereul este așezat pe o căptușeală impermeabilă pe sol. Grămada poate fi destul de mare, uneori acoperind mai multe hectare. Soluția de cianură este distribuită peste grămadă folosind o rețea de aspersoare sau sisteme de irigații prin picurare.

• Prepararea soluției de cianurăSoluția de cianură utilizată în cianurarea prin percolare este de obicei o soluție diluată de Cianura de sodiu sau cianură de potasiu, cu o concentrație de obicei în intervalul 0.01% - 0.1% în greutate. Soluția poate conține și alți aditivi, cum ar fi varul, pentru a ajusta pH-ul soluției. Menținerea pH-ului adecvat este crucială, deoarece afectează stabilitatea cianurii și viteza de dizolvare a aurului. PH-ul optim pentru cianurare este de obicei în jur de 10 - 11.

3. Percolare și levigare:

• Distribuție de soluțiiSoluția de cianură este distribuită uniform pe suprafața stratului de minereu. În cazul cuvelor de levigare, acest lucru se poate realiza prin utilizarea unei țevi perforate sau a unui sistem de duze de pulverizare. În cazul levigării în grămadă, sistemele de aspersoare sau irigații prin picurare asigură că soluția ajunge în toate părțile grămezi.

• Timp de leșiereTimpul de levigare în cianurarea prin percolare poate varia semnificativ în funcție de factori precum tipul de minereu, dimensiunea particulelor și concentrația soluției de cianură. În general, poate varia de la câteva zile la câteva săptămâni. În acest timp, soluția de cianură percolează continuu prin minereu, reacționând cu aurul și dizolvându-l.

• Monitorizare și controlPe parcursul procesului de levigare, este esențial să se monitorizeze diverși parametri. Aceasta include verificarea regulată a pH-ului soluției, a concentrației de cianură din soluție și a cantității de aur dizolvată în soluție. Probele din soluție sunt prelevate la intervale regulate și analizate într-un laborator. Se pot face ajustări ale pH-ului sau ale concentrației de cianură, dacă este necesar, pentru a optimiza procesul de levigare.

4. Colectarea și tratarea soluției pentru gravide:

• ColectieSoluția auriferă, cunoscută și sub denumirea de soluție pregnantă, este colectată pe fundul cuvei de levigare sau din sistemul de drenaj în cazul levigării în grămadă. În cuvele de levigare, soluția pregnantă este extrasă printr-o supapă de pe fundul dublu. În cazul levigării în grămadă, soluția este colectată în bazine sau iazuri situate la baza grămezi.

• TratareOdată colectată, soluția pregnantă este tratată pentru a recupera aurul. După cum s-a menționat anterior, metodele comune includ precipitarea cu zinc și adsorbția cu cărbune activ. În precipitarea cu zinc, se adaugă praf de zinc sau așchii de zinc la soluția pregnantă. Zincul reacționează cu complexul aur-cianură, înlocuind aurul și formând particule solide de aur, care pot fi apoi filtrate și procesate ulterior. În adsorbția cu cărbune activ, soluția pregnantă este trecută printr-o coloană umplută cu cărbune activ. Complexul aur-cianură este adsorbit pe suprafața cărbunelui, iar cărbunele este apoi îndepărtat din coloană și procesat pentru a extrage aurul.

Avantajele și dezavantajele cianurării prin percolare

Avantaje

1. Potrivit pentru minereuri de calitate inferioarăCianurarea prin percolare, în special levigarea în grămezi, este foarte eficientă pentru tratarea minereurilor aurifere de conținut scăzut. Deoarece procesul este relativ simplu și nu necesită măcinare extinsă și echipamente costisitoare pentru prelucrarea minereului cu granulație fină, poate fi viabilă din punct de vedere economic pentru minereurile care nu ar fi profitabile de prelucrat folosind alte metode mai complexe.

2. Costuri de capital și operaționale reduseComparativ cu alte metode de extracție a aurului, cum ar fi cianurarea prin agitare, care necesită rezervoare de agitare mari și scumpe și un consum ridicat de energie pentru amestecare, cianurarea prin percolare are costuri de capital mai mici. Echipamentele necesare, cum ar fi cuvele de levigare sau materialele simple de construcție în grămezi, sunt relativ ieftine. În plus, costurile de operare sunt, de asemenea, mai mici, deoarece consumă mai puțină energie și necesită mai puțină forță de muncă pentru operațiunile zilnice.

3. Beneficii pentru mediu (relativ)În ceea ce privește impactul asupra mediului, cianurarea prin percolare poate avea unele avantaje. De exemplu, în cazul levigării în grămadă, minereul nu este supus unei măcinări extinse, ceea ce reduce generarea de praf fin. De asemenea, utilizarea cuvelor de levigare căptușite sau a căptușelilor pentru grămezi ajută la prevenirea scurgerilor de soluții care conțin cianură în mediu. Cu toate acestea, trebuie menționat că cianura este încă o substanță extrem de toxică, iar gestionarea adecvată a mediului este încă crucială.

4. Proces simpluProcesul de cianurare prin percolare este relativ simplu și ușor de înțeles și de operat. Acest lucru îl face accesibil operațiunilor miniere la scară mică cu expertiză tehnică limitată.

Dezavantaje

1. Rată lentă de levigareUnul dintre principalele dezavantaje ale cianurării prin percolare este rata relativ lentă de levigare. Comparativ cu cianurarea prin agitare, unde minereul este amestecat continuu cu soluția de cianură, procesul de percolare se bazează pe mișcarea lentă a soluției prin patul de minereu. Acest lucru poate duce la timpi de levigare mai lungi, care pot fi nepotriviți pentru operațiuni care necesită un randament ridicat sau o execuție rapidă.

2. Recuperare scăzută a aurului în unele cazuriRata de recuperare a aurului în cianurarea prin percolare poate fi mai mică decât cea a altor metode, în special pentru minereurile cu mineralogie complexă. Dacă aurul este fin diseminat sau blocat în alte minerale, soluția de cianură poate să nu poată accesa eficient toate particulele de aur, ceea ce duce la rate de recuperare mai mici.

3. Toxicitatea cianurilorCianura este o substanță extrem de toxică, iar utilizarea sa în cianurarea prin percolare prezintă riscuri semnificative pentru mediu și siguranță. Orice scurgere sau manipulare necorespunzătoare a soluțiilor care conțin cianură poate avea consecințe grave asupra mediului și sănătății umane. Trebuie respectate măsuri stricte de siguranță și reglementări de mediu pentru a minimiza aceste riscuri.

4. Sensibilitate la proprietățile minereuluiSuccesul cianurii prin percolare depinde în mare măsură de proprietățile minereului. Minereurile cu conținut ridicat de argilă, de exemplu, pot cauza probleme cu permeabilitatea stratului de minereu, ducând la o curgere slabă a soluției și la o levigare ineficientă. În plus, minereurile care conțin anumite minerale care pot reacționa cu cianura, cum ar fi mineralele care conțin cupru, pot consuma cianură și pot reduce eficacitatea procesului de levigare.

Comparație cu alte metode de extracție a aurului

Comparație cu cianurarea prin agitare

1. Eficiența de leșiereCianurarea prin agitare are, în general, o eficiență de levigare mai mare în comparație cu cianurarea prin percolare. În cianurarea prin agitare, amestecarea continuă a minereului și a soluției de cianură asigură un contact mai bun între cele două, rezultând o dizolvare mai rapidă a aurului. Acest lucru poate duce la timpi de levigare mai scurți și rate mai mari de recuperare a aurului, în special pentru minereurile cu un conținut ridicat de aur sau cu mineralogie complexă.

2. Echipamente și costuriCianurarea prin agitare necesită echipamente mai complexe și mai scumpe, inclusiv rezervoare mari de agitare, motoare puternice pentru amestecare și sisteme sofisticate de pompare a nămolului. Acest lucru duce la costuri de capital mai mari. În schimb, cianurarea prin percolare necesită echipamente mai simple, cum ar fi cuve de levigare sau materiale de construcție de bază, ceea ce o face mai rentabilă din punct de vedere al investițiilor de capital. Cu toate acestea, costurile de operare ale cianurării prin agitare pot să nu fie neapărat mai mari, deoarece timpii de levigare mai scurți pot compensa consumul mai mare de energie pentru amestecare.

3. Compatibilitate cu tipurile de minereuCianurarea prin agitare este mai potrivită pentru minereurile care necesită măcinare fină și prelucrare intensivă, cum ar fi minereurile aurifere bogate în sulfuri. Cianurarea prin percolare, pe de altă parte, este mai potrivită pentru minereurile oxidate de grad scăzut, care pot fi prelucrate într-o stare mai grosieră.

Comparație cu metodele de extracție a aurului fără cianură

1. Impactul asupra mediuluiMetodele de extracție a aurului fără cianură, cum ar fi levigarea cu tiouree sau biolexivarea, sunt adesea considerate mai ecologice, deoarece nu utilizează cianură extrem de toxică. Cu toate acestea, aceste metode au și propriile provocări de mediu. De exemplu, tioureea poate fi dăunătoare mediului dacă nu este gestionată corespunzător, iar biolexivarea poate necesita condiții de mediu specifice și timpi de procesare mai lungi. Cianurarea prin percolare, în ciuda utilizării cianurii, poate fi gestionată într-un mod responsabil din punct de vedere ecologic, cu o izolare și o tratare adecvate a soluțiilor care conțin cianură.

2. Cost și eficiențăMetodele fără cianură pot avea costuri mai mari în ceea ce privește reactivii sau consumul de energie. De exemplu, tioureea este mai scumpă decât cianura, iar biolexivarea poate necesita culturi microbiene specializate și condiții de mediu controlate, ceea ce poate crește costurile. În ceea ce privește eficiența, cianurarea, inclusiv cianurarea prin percolare, are în general o rată de recuperare a aurului mai mare în comparație cu unele metode fără cianură, în special pentru minereurile aurifere tradiționale.

Concluzie

Cianurarea prin percolare este o metodă importantă în industria extracției aurului, în special pentru tratarea minereurilor aurifere de grad scăzut și oxidate. Simplitatea sa, costul relativ scăzut și adecvarea pentru anumite tipuri de minereuri o fac un proces valoros. Cu toate acestea, nu este lipsită de dezavantaje, cum ar fi rata lentă de levigare, potențialul de recuperare mai mică a aurului și riscurile de mediu și de siguranță asociate cu utilizarea cianurii. Pe măsură ce industria minieră continuă să evolueze, se depun eforturi pentru a îmbunătăți procesul de cianurare prin percolare, cum ar fi printr-o mai bună caracterizare a minereului, optimizarea parametrilor procesului și dezvoltarea unor modalități mai eficiente și mai ecologice de gestionare a cianurii. În plus, cercetările privind metodele alternative de extracție a aurului care pot depăși limitele cianurării sunt, de asemenea, în curs de desfășurare. În ciuda acestor provocări, cianurarea prin percolare va continua probabil să joace un rol semnificativ în producția de aur în viitorul previzibil, în special în regiunile cu resurse abundente de aur de grad scăzut.