Întregul proces de cianurare a nămolului pentru minereurile de aur de tip diseminat

1. Introducere

Odată cu dezvoltarea continuă a industriei miniere de aur, resursele de minereu de aur ușor de prelucrat sunt în scădere treptată. Prin urmare, este de mare importanță studierea proceselor de valorificare și topire a minereurilor de aur refractare, cum ar fi minereurile de aur cu venă diseminată de arsenic și antimoniu. Aceste minereuri sunt caracterizate prin complexitate...

Mieralogia x, unde arsenopiritul și stibinitul sunt strâns asociate cu mineralele de gangă într-o formă diseminată, ceea ce face ca extracția aurului să fie dificilă. Procesul de cianurare integrală a nămolului este o metodă comună pentru extracția aurului, dar pentru acest tip de minereu, se confruntă adesea cu probleme precum rata scăzută de levigare a aurului și consumul ridicat de reactivi. Optimizarea acestui proces poate îmbunătăți eficient rata de utilizare a resurselor și beneficiile economice ale minelor de aur.

2. Caracteristicile minereurilor de aur de tip diseminat, cu venă de arsenic și antimoniu

2.1 Compoziția mineralogică

În minereurile de aur de tip diseminat filonar de arsenic-antimoniu, arsenopiritul și stibinitul sunt principalele minerale care afectează extracția aurului. Particulele de aur natural din minereu au dimensiuni extrem de inegale. Acestea sunt distribuite în principal în fisurile și spațiile intergranulare ale piritei și arsenopiritei sau sunt înfășurate în acestea. Uneori, aurul coexistă cu stibinitul, iar o parte din acesta este încorporată în minerale de gangă, cum ar fi limonitul sau cuarțul. O porțiune de pirită din minereu există sub formă de diseminări cu granulație fină în mineralele de gangă și are o relație simbiotică strânsă cu arsenopiritul și marcasitul. Arsenopiritul are, în general, o dimensiune a particulelor relativ fină și este strâns asociat cu pirita. Structura minereului este în principal diseminată filonar, majoritatea stibinitului și arsenopiritului intercalându-se cu mineralele de gangă într-un mod diseminat.

2.2 Elemente dăunătoare

Prezența arsenicului (As) și a antimoniului (Sb) în minereu este extrem de nefavorabilă pentru levigarea aurului prin cianurare. Aceste elemente pot reacționa cu cianura și oxigenul în procesul de cianurare, consumând o cantitate mare de reactivi și reducând rata de levigare a aurului. De exemplu, arsenicul poate forma diverși compuși care conțin arsenic în soluția de cianură, care nu numai că consumă cianura, dar pot forma și pelicule de pasivare pe suprafața particulelor de aur, împiedicând contactul dintre aur și ionii de cianură.

3. Probleme existente în procesul de cianurare integrală a nămolului

3.1 Rată scăzută de levigare a aurului

Cianurarea directă totală a minereurilor de aur de tip diseminat cu filoane de arsen și antimoniu are adesea ca rezultat o rată scăzută de levigare a aurului. Datorită compoziției mineralogice complexe și prezenței elementelor nocive, aurul este dificil de dizolvat complet cu cianură. Pentru unele minereuri, rata de recuperare prin cianurare directă totală este de doar aproximativ 47.62%.

3.2 Consum ridicat de reactivi

Procesul de cianurare necesită o cantitate mare de cianură ca agent de levigare. Cu toate acestea, în prezența arsenicului, antimoniului și a altor elemente nocive, consumul de cianură crește semnificativ. În plus, prezența unor minerale sulfurate în minereu poate reacționa, de asemenea, cu cianura, crescând și mai mult consumul de reactivi. De exemplu, reacția mineralelor sulfurate cu cianura poate forma diverse complexe cianogene, reducând concentrația de cianură liberă în suspensie și întârziind levigarea aurului.

4. Strategii de optimizare pentru procesul de cianurare integrală a nămolului

4.1 Metode de pretratare

4.1.1 Pretratarea levigării alcaline

Utilizarea NaOH ca agent de levigare alcalin poate elimina eficient unele elemente dăunătoare. Prin experimente factoriale ortogonale, s-a stabilit că, pentru unele minereuri, atunci când finețea de măcinare a mineralului este de -200 mesh, reprezentând 85%, concentrația de levigare alcalină este de 60 kg/t, timpul de levigare alcalină este de 32 h, iar temperatura de levigare alcalină este de 26 °C, efectul de cianurare ulterior poate fi îmbunătățit. Levigarea alcalină poate dizolva într-o oarecare măsură unele minerale care conțin arsen și antimoniu, reducând impactul lor negativ asupra procesului de cianurare.

4.1.2 Pretratare acidă

Pretratarea acidă, cum ar fi utilizarea acidului azotic (HNO₃) și a acidului clorhidric (HCl), poate fi, de asemenea, eficientă. Pretratarea acidă poate reduce consumul de cianură. De exemplu, după pretratarea acidă, consumul de cianură poate fi redus cu 340 - 210 mg/l, respectiv, iar ratele de recuperare a aurului corespunzătoare pot crește la 98.87% și 95.11%. Pretratarea acidă poate dizolva unele minerale carbonate și o parte din mineralele sulfurate din minereu, reducând interferența acestor minerale în procesul de cianurare.

4.1.3 Pretratare pentru prăjire

Arderea minereului la 600 - 1000 °C timp de 0.5 - 2 ore înainte de cianurare poate obține, de asemenea, rezultate bune. Rezultatele cianurării pe probele arsate arată că consumul de cianură este redus drastic cu 1150 mg/L, iar rata de recuperare a aurului crește cu 5.2%. În plus, conținutul de arsen, antimoniu, cadmiu și MERCUR din proba arsă (arsă la 1000 °C timp de 2 ore) este redus semnificativ. Arderea poate converti mineralele sulfurate în oxizi metalici, făcând aurul mai accesibil levigării cu cianură.

4.2 Optimizarea condițiilor de cianurare

4.2.1 Concentrația de cianură

Pentru minereuri cu caracteristici diferite, trebuie determinată concentrația adecvată de cianură. Pentru primul tip de probă de minereu care conține 10.5 ppm aur cu conținut ridicat de arsen și antimoniu, concentrația optimă de cianură este de 4000 mg/L, în timp ce pentru al doilea tip de probă de minereu cu un conținut scăzut de aur (2.5 ppm), dar un conținut ridicat de argint (160 ppm), concentrația optimă de cianură este de 2500 mg/L. Ajustarea concentrației de cianură în funcție de proprietățile minereului poate asigura o levigare eficientă a aurului, reducând în același timp risipa de reactivi.

4.2.2 Valoare pH

Valoarea pH-ului soluției de cianurare are, de asemenea, un impact semnificativ asupra efectului de levigare. Pentru prima probă, pH-ul optim este 11.1, iar pentru a doua probă, pH-ul optim este 10.5. Menținerea valorii adecvate a pH-ului poate asigura stabilitatea soluției de cianură și poate promova reacția dintre ionii de aur și cei de cianură.

4.2.3 Timpul de cianurare

Timpul de cianurare ar trebui, de asemenea, optimizat. Pentru ambele tipuri de probe menționate mai sus, timpul de cianurare adecvat este de 24 de ore. Prelungirea timpului de cianurare nu poate crește neapărat semnificativ rata de recuperare a aurului, dar va crește costurile de producție. Prin urmare, determinarea timpului de cianurare adecvat este crucială pentru îmbunătățirea eficienței producției.

4.2.4 Utilizarea agenților oxidanți

Utilizarea agenților oxidanți precum H₂O₂ (0.015 M), aer (0.15 L/min) sau un amestec de H₂O₂ și aer poate îmbunătăți cinetica de extracție a aurului. Dintre aceștia, injectarea de aer are cel mai semnificativ efect benefic asupra cineticii de levigare. Agenții oxidanți pot transforma unele substanțe reduse din minereu în forme oxidate, promovând dizolvarea aurului.

5. Studii de caz

Într-o mină de aur din Gansu, a fost optimizat procesul de cianurare complet nămoloasă a minereului de aur de tip diseminat cu filoane de arsenic și antimoniu. Prin pretratare alcalină prin levigare cu NaOH, optimizarea fineții de măcinare, a concentrației de levigare alcalină, a timpului și a temperaturii, și apoi efectuarea cianurării cu o concentrație adecvată de NaCN și un timp de cianurare, rata de levigare a cianurii a crescut de la valoarea inițială de 47.62% la 85.04%. Într-un alt caz, într-un zăcământ de aur cu compoziție complexă a minereului, după pretratarea acidă și pretratarea prin prăjire, și apoi ajustarea condițiilor de cianurare , rata de recuperare a aurului a fost îmbunătățită semnificativ, iar consumul de cianură a fost redus efectiv.

6. Concluzie

Optimizarea procesului de cianurare integrală a nămolului pentru minereurile de aur de tip diseminat cu arsen și antimoniu este o modalitate eficientă de a îmbunătăți eficiența extracției aurului și de a reduce costurile de producție. Prin alegerea unor metode adecvate de pretratare, cum ar fi levigarea alcalină, pretratarea acidă și pretratarea prin prăjire, și prin optimizarea condițiilor de cianurare, inclusiv concentrația de cianură, valoarea pH-ului, timpul de cianurare și utilizarea agenților oxidanți, se pot obține îmbunătățiri semnificative ale ratei de levigare a aurului și ale consumului de reactivi. Diferite mine de aur ar trebui să selecteze strategii de optimizare în funcție de propriile caracteristici ale minereului pentru a obține cele mai bune beneficii economice și de mediu.