Факторы, влияющие на эффективность выщелачивания золотосодержащей руды цианидом натрия

В золотодобывающей промышленности, Цианирование процесс с использованием Цианид натрия широко используется для извлечения золота из руды. Однако на эффективность этого процесса могут влиять многочисленные факторы. Понимание этих факторов имеет решающее значение для оптимизации процесса извлечения золота, повышения коэффициентов извлечения и снижения эксплуатационных расходов. В этой статье рассматриваются ключевые факторы, которые влияют на эффективность Золотая руда выщелачивание с Цианид натрия.

Характеристики руды

Минеральный состав

Минеральный состав золотых руд играет важную роль в процессе цианирования. Некоторые минералы могут оказывать отрицательное воздействие на выщелачивание золота. Например, медь, мышьяк, сурьма и висмут, присутствующие в руде, могут увеличить потребление цианида или истощить кислород в пульпе, тем самым снижая скорость выщелачивания золота. Когда присутствуют медные минералы, медь может реагировать с цианидом, образуя комплексы меди и цианида, потребляя большое количество цианида. В случае мышьяксодержащих минералов они могут окисляться в растворе цианида, потребляя кислород и образуя соединения мышьяка, которые могут покрывать поверхность частиц золота, затрудняя контакт между золотом и цианидом. Кроме того, если руда содержит высокое содержание углерода, углерод может адсорбировать растворенное золото, что приводит к потерям золота в хвостах. Для смягчения этих проблем можно использовать методы предварительной обработки, такие как обжиг или флотация, позволяющие удалить или уменьшить воздействие этих вредных примесей.

Размер частиц золота

Размер частиц золота напрямую влияет на время и эффективность выщелачивания. Крупные частицы золота (более 74 мкм) имеют более медленную скорость растворения из-за меньшей площади поверхности, доступной для реакции с цианидом. В процессе цианирования важно обеспечить, чтобы частицы золота были достаточно освобождены от минералов пустой породы. Для достижения этого решающее значение имеет измельчение руды до соответствующей тонкости. Уменьшая размер частиц, обнажается больше поверхностей золота, что облегчает реакцию с цианидом. Однако следует избегать чрезмерного измельчения, поскольку это может привести к увеличению затрат, таких как более высокое потребление энергии и износ оборудования для измельчения. Более того, чрезмерное измельчение может привести к высвобождению мелких минералов пустой породы, которые могут помешать процессу выщелачивания или увеличить сложность разделения твердой и жидкой фаз. Для руд с мелкозернистым золотом достижение подходящей тонкости измельчения, как правило, с высоким процентом частиц ниже определенного размера (например, -38 мкм), может значительно улучшить эффект выщелачивания.

Структура и текстура руды

Внутренняя структура и текстура руды также могут влиять на процесс цианирования. Руды со сложной структурой, например, с мелкими включениями или инкапсулированным золотом, могут потребовать более интенсивного измельчения или дополнительных этапов предварительной обработки, чтобы раскрыть золото для выщелачивания. Пористые руды могут позволить раствору цианида проникать легче, повышая эффективность выщелачивания. С другой стороны, плотные или компактные руды могут ограничивать диффузию цианида и кислорода, что приводит к более медленным скоростям выщелачивания. Понимание структуры руды с помощью таких методов, как микроскопия, может помочь в разработке более эффективных стратегий выщелачивания.

Условия выщелачивания

Концентрация цианида

Концентрация цианид натрия в выщелачивающем растворе является критическим фактором. Скорость растворения золота изначально увеличивается линейно с увеличением Концентрация цианида пока не достигнет пикового значения. После определенной концентрации дальнейшее увеличение цианида может не значительно улучшить скорость растворения золота и даже привести к снижению. Обычно при цианировании золота содержание цианида в растворе поддерживается в диапазоне 0.03% - 0.08%. Когда концентрация цианида слишком низкая, эффект выщелачивания золота слабый, а скорость выщелачивания низкая, что приводит к более длительному времени выщелачивания и увеличению затрат. И наоборот, избыточное количество цианида не только приводит к отходам, но и увеличивает экологический риск, связанный с обращением с цианидом и его утилизацией. Поэтому определение оптимальной концентрации цианида на основе конкретных свойств руды имеет важное значение для эффективного извлечения золота.

Концентрация кислорода

Кислород необходим для окисления золота в процессе цианирования. Скорость растворения золота увеличивается с увеличением концентрации кислорода. На большинстве установок цианирования в качестве источника кислорода обычно используется воздух. Обогащая раствор кислородом или используя цианирование с аэрацией под высоким давлением, можно усилить растворение золота. Однако с повышением температуры растворимость кислорода в растворе значительно снижается. При 100 °C растворимость кислорода падает до нуля, что останавливает процесс выщелачивания. Поэтому поддержание соответствующей концентрации кислорода в выщелачивающей пульпе с учетом таких факторов, как температура и перемешивание, имеет решающее значение для обеспечения эффективного выщелачивания золота.

Значение рН

Поддержание правильного значения pH в выщелачивающей пульпе имеет жизненно важное значение для процесса цианирования. В промышленном производстве значение pH пульпы обычно поддерживается в пределах 10.0–11.0. Известь часто добавляется в раствор цианида в качестве защитной щелочи. Она помогает снизить гидролиз цианида, сводя к минимуму потери цианида в виде газообразного цианистого водорода. Кроме того, известь может нейтрализовать кислотные вещества в руде и осаждать вредные ионы в пульпе, создавая идеальные условия для растворения золота. Если щелочность слишком высокая (pH > 12) или слишком низкая (pH < 9), скорость выщелачивания золота снизится. Высокая щелочность может ингибировать реакцию между золотом и цианидом, в то время как низкая щелочность может ускорить гидролиз цианида и увеличить его расход.

Температура

Температура процесса выщелачивания оказывает сложное влияние на цианирование золота. С повышением температуры увеличивается активность ионов, что первоначально ускоряет скорость выщелачивания золота. Однако более высокие температуры приводят также к значительному снижению растворимости кислорода в растворе. При этом усиливается гидролиз самого цианида, а реакция основного металла цианиды ускоряется, что приводит к увеличению расхода цианида. Более того, растворимость гидроксида кальция (из добавленной извести) уменьшается при более высоких температурах, что может привести к снижению значения pH пульпы. Поэтому для большинства процессов цианирования золота, хотя умеренное повышение температуры может улучшить скорость выщелачивания в определенной степени, чрезмерная температура не приносит пользы. В целом, цианирование часто проводят при температуре окружающей среды или слегка повышенной температуре, а оптимальную температуру необходимо определять на основе конкретных характеристик руды и условий процесса.

Время выщелачивания

Необходимое время выщелачивания зависит от различных факторов, таких как природа руды, метод цианирования и условия выщелачивания. Для перемешиваемого цианирования время выщелачивания обычно составляет более 24 часов, а иногда может достигать 40 часов и более. В случае выщелачивания теллуридных золотых руд оно может занять до 72 часов. Для перколяционного цианирования время выщелачивания еще больше, часто требуя более пяти дней. Если время выщелачивания слишком короткое, частицы золота могут не полностью раствориться, что приведет к низким показателям извлечения. И наоборот, если время выщелачивания слишком долгое, это не только увеличивает производственные затраты, но и может привести к растворению большего количества примесей в руде, что может помешать последующему процессу извлечения золота. Поэтому для достижения эффективного извлечения золота необходимо определить подходящее время выщелачивания путем экспериментальных исследований и оптимизации процесса.

Концентрация шлама

Концентрация выщелачивающего шлама напрямую влияет на скорость диффузии компонентов в процессе цианирования. Высокая концентрация шлама увеличивает вязкость шлама, что не способствует диффузии цианида и кислорода к частицам золота, тем самым снижая эффективность выщелачивания. И наоборот, если концентрация шлама слишком низкая, хотя это может улучшить условия диффузии, это увеличит расход цианида и других реагентов, а также потребует больших объемов оборудования, что приведет к увеличению затрат. Соответствующая концентрация шлама должна быть определена с помощью испытаний на обогащение в соответствии с характеристиками руды. Для руд с меньшим количеством шлама и меньшим количеством примесей для выщелачивания можно использовать более высокую концентрацию шлама (обычно 40% - 50%). Для руд со сложным минеральным составом и высоким содержанием шлама часто требуется более низкая концентрация шлама (около 25%).

Другие факторы

Наличие примесей в пульпе

Помимо вредных минералов в самой руде, на процесс цианирования могут влиять и другие примеси в выщелачивающем шламе. Например, мелкие частицы пустой породы, особенно с высоким содержанием глины, могут повышать вязкость шлама, затрудняя перемещение цианида и кислорода. Эти мелкие частицы также могут адсорбировать цианид, снижая его эффективную концентрацию для выщелачивания золота. Кроме того, если в шламе присутствуют определенные ионы тяжелых металлов, они могут реагировать с цианидом, образуя комплексы, потребляя цианид и мешая реакции выщелачивания золота. Регулярный мониторинг и соответствующая предварительная обработка шлама для удаления или снижения содержания этих примесей могут помочь повысить эффективность цианирования.

Перемешивание и смешивание

Правильное перемешивание и смешивание выщелачивающего шлама имеют важное значение для обеспечения равномерного распределения цианида, кислорода и частиц руды. Перемешивание помогает более эффективно приводить реагенты в контакт, увеличивая скорость реакции. Недостаточное перемешивание может привести к локальным градиентам концентрации, когда в некоторых областях шлама недостаточно цианида или кислорода, что приводит к неполному выщелачиванию золота. Однако чрезмерно интенсивное перемешивание может вызвать чрезмерный износ оборудования, а также может привести к образованию пены в шламе, что может повлиять на процесс выщелачивания. Поэтому оптимизация скорости и интенсивности перемешивания в соответствии с конкретными требованиями процесса важна для эффективного цианирования золота.

В заключение следует отметить, что эффективность выщелачивания золотой руды цианидом натрия зависит от множества факторов, включая характеристики руды, условия выщелачивания и другие эксплуатационные параметры. Тщательно учитывая и оптимизируя эти факторы, горнодобывающие компании могут повысить скорость извлечения золота, снизить затраты и минимизировать воздействие процесса цианирования на окружающую среду.