Ключевые параметры процесса выщелачивания цианидом: как они влияют на извлечение золота

В горнодобывающей промышленности, цианидпроцесс выщелачивания остается одним из наиболее широко используемых методов извлечения золота из руд. Этот процесс основан на способности ионов цианида образовывать растворимые комплексы с золотом, что позволяет отделить его от рудной матрицы. Однако эффективность этого процесса, особенно извлечение золота, в значительной степени зависит от нескольких ключевых параметров. Понимание этих параметров и их влияния на извлечение золота имеет решающее значение для оптимизации процесса выщелачивания цианидом и обеспечения экономической эффективности.

Концентрация цианида

Концентрация цианида в выщелачивающем растворе является основополагающим параметром, который существенно влияет на извлечение золота. Более высокая концентрация концентрация цианида Обычно приводит к более высокой скорости растворения золота. Это происходит потому, что повышенная концентрация цианида обеспечивает больше ионов цианида, доступных для реакции с золотом, продвигая химическую реакцию вперед. Например, в типичной системе выщелачивания цианидом увеличение концентрации цианида с 0.05% до 0.1% может привести к заметному увеличению скорости растворения золота. Однако существует оптимальная концентрация цианида, дальнейшее увеличение которой не пропорционально увеличивает извлечение золота. Избыточная концентрация цианида может привести к нескольким проблемам. Во-первых, это может вызвать образование нежелательных побочных реакций. Например, другие металлы, присутствующие в руде, такие как медь, цинк и железо, также могут реагировать с цианидом, потребляя цианид и снижая его доступность для извлечения золота. Во-вторых, высокие концентрации цианида увеличивают стоимость процесса из-за необходимости использования большего количества цианидного реагента. Кроме того, это создает экологические риски, поскольку цианид является высокотоксичным веществом, а более высокие концентрации требуют более строгих мер безопасности и управления окружающей средой.

Значение PH

pH выщелачивающего раствора играет важную роль в процессе выщелачивания цианидом. Оптимальный pH для цианирования золота обычно составляет от 9.5 до 11. В этом щелочном диапазоне pH цианид существует в основном в форме свободных ионов цианида (CN-), которые являются наиболее реакционноспособными видами для растворения золота. Поддержание соответствующего pH имеет решающее значение, поскольку в кислых условиях может образовываться газ цианистого водорода (HCN). HCN является летучим и высокотоксичным, что не только представляет значительную опасность для безопасности рабочих, но и снижает количество доступного цианида для извлечения золота. С другой стороны, если pH слишком высок, растворимость некоторых гидроксидов металлов может увеличиться, что может привести к образованию осадков, которые могут покрывать частицы золота, затрудняя контакт между цианидом и золотом и, таким образом, снижая скорость извлечения золота. Например, в рудах, содержащих значительное количество железа, при высоких значениях pH могут образовываться осадки гидроксида железа, которые инкапсулируют частицы золота, делая их недоступными для цианида.

Время выщелачивания

Продолжительность времени выщелачивания является еще одним критическим параметром, который напрямую влияет на извлечение золота. Как правило, по мере увеличения времени выщелачивания растворяется и извлекается больше золота. Первоначально скорость растворения золота относительно высока, поскольку свежий цианид реагирует с открытыми поверхностями золота. Однако со временем скорость извлечения золота постепенно снижается. Это происходит потому, что по мере протекания реакции частицы золота становятся меньше, а площадь поверхности, доступная для реакции, уменьшается. Кроме того, концентрация цианида в растворе уменьшается по мере его потребления в реакции, а накопление продуктов реакции может замедлить скорость реакции. Например, в хорошо спроектированной схеме выщелачивания цианидом может потребоваться 24–48 часов для достижения высокого уровня извлечения золота. Но если время выщелачивания слишком короткое, значительное количество золота может остаться неизвлеченным. И наоборот, продление времени выщелачивания сверх оптимальной точки может не привести к существенному увеличению извлечения золота, но увеличит эксплуатационные расходы, такие как потребление энергии на перемешивание и перекачку, а также может привести к деградации раствора цианида из-за более длительного воздействия воздуха и других факторов окружающей среды.

Температура

Температура процесса выщелачивания также влияет на скорость извлечения золота. Повышение температуры обычно ускоряет химическую реакцию между цианидом и золотом, что приводит к более высокой скорости растворения золота. Более высокие температуры увеличивают кинетическую энергию молекул реагентов, позволяя им сталкиваться чаще и с большей энергией, тем самым способствуя реакции. Однако влияние температуры также имеет ограничения. На практике температура обычно поддерживается в умеренном диапазоне, как правило, около 20–30 °C. Это связано с тем, что повышение температуры значительно требует дополнительных затрат энергии, что увеличивает эксплуатационные расходы. Более того, при более высоких температурах летучесть цианида увеличивается, что приводит к большим потерям цианида за счет испарения. Кроме того, высокие температуры могут повышать реакционную способность других компонентов в руде, что приводит к большему количеству побочных реакций, которые потребляют цианид и снижают эффективность извлечения золота. Например, в некоторых рудах, содержащих сульфидные минералы, более высокие температуры могут вызвать окисление сульфидов, которое не только потребляет кислород и цианид, но и может привести к образованию серной кислоты, которая может снизить pH выщелачивающего раствора и нарушить процесс цианирования.

Доступность кислорода

Кислород является важным компонентом в цианидном выщелачивании золота. Реакция между золотом, цианидом и кислородом может быть представлена ​​следующим химическим уравнением: 4Au + 8NaCN + O₂+ 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂]+ 4NaOH. Достаточная подача кислорода имеет решающее значение для продвижения этой реакции. В процессе выщелачивания кислород может быть введен посредством аэрации, либо путем барботирования воздуха, либо чистым кислородом в выщелачивающий раствор. Скорость переноса кислорода к месту реакции влияет на скорость растворения золота. Если подача кислорода недостаточна, реакция будет ограничена, и скорость извлечения золота снизится. Однако избыточная подача кислорода также может привести к проблемам. Например, в некоторых случаях избыточный кислород может вызвать окисление цианида до цианата (CNO⁻) или других соединений с более высокой степенью окисления, что снижает количество доступного цианида для извлечения золота. Кроме того, в рудах, содержащих определенные типы сульфидных минералов, избыток кислорода может вызвать чрезмерное окисление сульфидов, что может привести к образованию серной кислоты и других побочных продуктов, которые могут помешать процессу цианирования.

В заключение, процесс выщелачивания цианидом для извлечения золота представляет собой сложную систему, на которую влияют несколько ключевых параметров. Концентрация цианида, значение pH, время выщелачивания, температура и доступность кислорода взаимодействуют, определяя эффективность извлечения золота. Операторам горнодобывающей промышленности необходимо тщательно оптимизировать эти параметры на основе характеристик перерабатываемой руды. Точно контролируя эти факторы, можно максимизировать извлечение золота, минимизируя затраты и воздействие на окружающую среду, обеспечивая долгосрочную устойчивость операций по добыче золота.