Celoten postopek cianidacije sluzi za razpršene zlate rude

1. Predstavitev

Z nenehnim razvojem industrije rudarjenja zlata se zaloge lahko predelovalne zlate rude postopoma zmanjšujejo. Zato je zelo pomembno preučevati procese bogatenja in taljenja ognjevzdržnih zlatih rud, kot so zlate rude z razpršenimi arzenovimi in antimonovimi žilami. Za te rude je značilna kompleksnost.

x mieralogija, kjer sta arzenopirit in stibnit tesno povezana z jalovinskimi minerali v razpršeni obliki, zaradi česar je pridobivanje zlata zahtevno. Postopek cianidacije s čisto sluzjo je običajna metoda za pridobivanje zlata, vendar se pri tej vrsti rude pogosto sooča s težavami, kot sta nizka stopnja izpiranja zlata in visoka poraba reagentov. Optimizacija tega postopka lahko učinkovito izboljša stopnjo izkoriščenosti virov in gospodarske koristi rudnikov zlata.

2. Značilnosti arzenovo-antimonovih žilno-razpršenih zlatih rud

2.1 Mineraloška sestava

V rudah zlata z razpršeno arzenovo-antimonovo žilno strukturo sta arzenopirit in stibnit glavna minerala, ki vplivata na pridobivanje zlata. Naravni delci zlata v rudi imajo izjemno neenakomerno velikost delcev. Večinoma so porazdeljeni v razpokah in medzrnatih prostorih pirita in arzenopirita ali pa so oviti vanje. Včasih zlato sobiva s stibnitom, del pa je vgrajen v minerale jalovine, kot sta limonit ali kremen. Del pirita v rudi obstaja kot drobnozrnate razpršenosti v mineralih jalovine in ima tesen simbiotski odnos z arzenopiritom in markazitom. Arzenopirit ima na splošno relativno drobne delce in je tesno povezan s piritom. Struktura rude je večinoma žilno-razpršena, pri čemer je večina stibnita in arzenopirita razpršena in prepletena z minerali jalovine.

2.2 Škodljivi elementi

Prisotnost arzena (As) in antimona (Sb) v rudi je izjemno neugodna za cianidacijsko luženje zlata. Ta elementa lahko reagirata z cianid in kisika v procesu cianidacije, kar porabi veliko količino reagentov in zmanjša hitrost izluževanja zlata. Arzen lahko na primer v raztopini cianida tvori različne spojine, ki vsebujejo arzen, ki ne le porabljajo cianid, ampak lahko na površini delcev zlata tvorijo tudi pasivacijske filme, kar ovira stik med zlatom in cianidnimi ioni.

3. Obstoječe težave v procesu cianidacije sluzi

3.1 Nizka stopnja izpiranja zlata

Neposredna cianidacija s sluzjo v arzenovo-antimonovih žilah in razpršenih zlatih rudah pogosto povzroči nizko stopnjo izpiranja zlata. Zaradi kompleksne mineraloške sestave in prisotnosti škodljivih elementov je zlato težko popolnoma raztopiti v cianidu. Pri nekaterih rudah je stopnja izkoristka neposredne cianidacije s sluzjo le približno 47.62 %.

3.2 Visoka poraba reagenta

Postopek cianidacije zahteva veliko količino cianida kot lužilnega sredstva. Vendar pa se v prisotnosti arzena, antimona in drugih škodljivih elementov poraba cianida znatno poveča. Poleg tega lahko prisotnost nekaterih sulfidnih mineralov v rudi prav tako reagira s cianidom, kar dodatno poveča porabo reagenta. Na primer, reakcija sulfidnih mineralov s cianidom lahko tvori različne ciano-komplekse, kar zmanjša koncentracijo prostega cianida v brozgi in upočasni luženje zlata.

4. Optimizacijske strategije za postopek cianidacije izključno sluzi

4.1 Metode predobdelave

4.1.1 Predobdelava z alkalnim izpiranjem

Uporaba NaOH kot alkalnega lužilnega sredstva lahko učinkovito odstrani nekatere škodljive elemente. Z ortogonalnimi faktorskimi poskusi je bilo ugotovljeno, da se pri nekaterih rudah, pri finosti mletja minerala -200 mesh, kar predstavlja 85 %, koncentracija alkalnega luženja znaša 60 kg/t, čas alkalnega luženja pa 32 ur, temperatura alkalnega luženja pa 26 °C, lahko izboljša nadaljnji učinek cianidacije. Alkalno luženje lahko do določene mere raztopi nekatere minerale, ki vsebujejo arzen in antimon, kar zmanjša njihov negativni vpliv na proces cianidacije.

4.1.2 Predobdelava s kislino

Učinkovita je lahko tudi predobdelava s kislino, kot je uporaba dušikove kisline (HNO₃) in klorovodikove kisline (HCl). Predobdelava s kislino lahko zmanjša porabo cianida. Na primer, po predobdelavi s kislino se lahko poraba cianida zmanjša za 340–210 mg/L, ustrezne stopnje izkoristka zlata pa se lahko povečajo na 98.87 % oziroma 95.11 %. Predobdelava s kislino lahko raztopi nekatere Carbonatenih mineralov in dela sulfidnih mineralov v rudi, s čimer se zmanjša vpliv teh mineralov na proces cianidacije.

4.1.3 Predobdelava praženja

Dobri rezultati se lahko dosežejo tudi s praženjem rude pri 600–1000 °C 0.5–2 uri pred cianidacijo. Rezultati cianidacije na praženih vzorcih kažejo, da se poraba cianida drastično zmanjša za 1150 mg/L, stopnja pridobivanja zlata pa se poveča za 5.2 %. Poleg tega se vsebnost arzena, antimona, kadmija in DRŽAVA v praženem vzorcu (praženem pri 1000 °C 2 uri) se znatno zmanjšajo. Praženje lahko pretvori sulfidne minerale v kovinske okside, zaradi česar je zlato bolj dostopno za izluževanje s cianidom.

4.2 Optimizacija pogojev cianidacije

4.2.1 Koncentracija cianida

Za rude z različnimi značilnostmi je treba določiti ustrezno koncentracijo cianida. Za prvo vrsto vzorca rude, ki vsebuje 10.5 ppm zlata z visoko vsebnostjo arzena in antimona, je optimalna koncentracija cianida 4000 mg/L, medtem ko je za drugo vrsto vzorca rude z nizko vsebnostjo zlata (2.5 ppm), vendar visoko vsebnostjo srebra (160 ppm), optimalna koncentracija cianida 2500 mg/L. Prilagajanje koncentracije cianida glede na lastnosti rude lahko zagotovi učinkovito izluževanje zlata, hkrati pa zmanjša odpadke reagentov.

4.2.2 pH vrednost

Tudi pH vrednost cianidacijske raztopine ima pomemben vpliv na učinek izluževanja. Za prvi vzorec je optimalni pH 11.1, za drugi vzorec pa 10.5. Vzdrževanje ustrezne vrednosti pH lahko zagotovi stabilnost cianidne raztopine in spodbudi reakcijo med zlatom in cianidnimi ioni.

4.2.3 Čas cianidacije

Optimizirati je treba tudi čas cianidacije. Za obe zgoraj omenjeni vrsti vzorcev je ustrezen čas cianidacije 24 ur. Podaljšanje časa cianidacije morda ne bo bistveno povečalo stopnje pridobivanja zlata, bo pa povečalo proizvodne stroške. Zato je določitev ustreznega časa cianidacije ključnega pomena za izboljšanje učinkovitosti proizvodnje.

4.2.4 Uporaba oksidantov

Uporaba oksidacijskih sredstev, kot so H₂O₂ (0.015 M), zrak (0.15 L/min) ali mešanica H₂O₂ in zraka, lahko izboljša kinetiko ekstrakcije zlata. Med njimi ima vbrizgavanje zraka najpomembnejši koristen učinek na kinetiko izluževanja. Oksidanti lahko nekatere reducirane snovi v rudi pretvorijo v oksidirane oblike, kar pospeši raztapljanje zlata.

5. Študije primerov

V rudniku zlata v Gansuju je bil optimiziran postopek cianidacije s čisto sluzjo v razpršeni zlati rudi arzena in antimona. Z alkalno predobdelavo z NaOH, optimizacijo finosti mletja, koncentracije, časa in temperature alkalnega izluževanja ter nato izvedbo cianidacije z ustrezno koncentracijo NaCN in časom cianidacije se je stopnja izluževanja cianida povečala s prvotnih 47.62 % na 85.04 %. V drugem primeru, v nahajališču zlata s kompleksno sestavo rude, po predobdelavi s kislino in predobdelavi s praženjem ter nato prilagoditvi Pogoji cianidacije, stopnja pridobivanja zlata se je znatno izboljšala, poraba cianida pa se je učinkovito zmanjšala.

6. Zaključek

Optimizacija postopka cianidacije s sluzjo za razpršene zlate rude arzena in antimona je učinkovit način za izboljšanje učinkovitosti pridobivanja zlata in zmanjšanje proizvodnih stroškov. Z izbiro ustreznih metod predobdelave, kot so alkalno izluževanje, kislinska predobdelava in predobdelava s praženjem, ter z optimizacijo pogojev cianidacije, vključno s koncentracijo cianida, pH vrednostjo, časom cianidacije in uporabo oksidacijskih sredstev, je mogoče doseči znatne izboljšave pri hitrosti izluževanja zlata in porabi reagentov. Različni rudniki zlata bi morali izbrati strategije optimizacije glede na značilnosti svojih rud, da bi dosegli najboljše ekonomske in okoljske koristi.