Pridobivanje zlata s cianidacijo: poudarek na procesu perkolacijske cianidacije

Uvod

Zlato je bilo skozi človeško zgodovino vedno zelo dragoceno, ne le zaradi uporabe v nakitu, temveč tudi v različnih panogah, kot so elektronika, zobozdravstvo in vesoljska industrija. Pridobivanje zlata iz njegovih rud je zapleten postopek, pri čemer je cianidacija ena najpogosteje uporabljenih metod. Pridobivanje zlata s cianidacijo vključuje uporabo cianid raztopine za raztapljanje zlata iz rude. Ta postopek deluje, ker ima zlato sposobnost tvorbe stabilnih kompleksov s cianidnimi ioni. Ta članek se poglobi v postopek cianidacije, s posebnim poudarkom na Perkolacijska cianidacija metoda.

Razumevanje cianidacijske ekstrakcije zlata

Načelo cianidacije

Temeljno načelo cianidacije temelji na reakciji zlata s cianidom v prisotnosti kisika. Ko zlato pride v stik z raztopino cianida in je na voljo kisik, pride do kemične reakcije. Med to reakcijo se zlato oksidira in tvori topen kompleks. Cianidni ioni igrajo ključno vlogo v tem procesu, saj se vežejo na zlate ione, zaradi česar se ti raztopijo v raztopini. Ta topnost omogoča ločitev zlata od rudne matrice, kar je prvi korak pri ekstrakciji zlata iz surove rude.

Splošni postopek cianidacije

Postopek cianidacije običajno sestavlja več ključnih korakov:

1. Priprava rudeRuda se najprej zdrobi in zmelje na ustrezno velikost delcev. Ta korak je bistven, saj poveča površino rude, kar omogoča boljši stik z raztopino cianida. Postopek lahko vključuje več stopenj drobljenja in mletja, da se doseže želena finost.

2. Izpiranje s cianidomKo je ruda pripravljena, se izluži z raztopino cianida. Obstajata različni metodi izluževanja, pri čemer sta dve glavni vrsti mešalna cianidacija in perkolacijska cianidacija. Pri mešalni cianidaciji se ruda zmeša z raztopino cianida v mešalnih rezervoarjih. Perkolacijska cianidacija, ki je osredotočena na ta članek, vključuje izluževanje raztopine cianida skozi plast rude.

3. Ločevanje zlata - raztopina za ležajeKo je postopek izluževanja končan, je treba raztopino, ki vsebuje zlato, ločiti od trdnih ostankov. To je mogoče doseči z metodami, kot sta filtracija ali sedimentacija.

4. Pridobivanje zlataPo ločitvi raztopine, ki vsebuje zlato, se za pridobivanje zlata iz nje uporabljajo različne tehnike. Med običajne metode spadajo obarjanje s cinkom, pri katerem se raztopini doda cink, da se zlato izpodrine iz kompleksa in nastanejo trdni delci zlata. Druga metoda je adsorpcija z aktivnim ogljem, pri kateri se aktivno oglje uporablja za adsorpcijo zlatega kompleksa iz raztopine, ki se nato nadalje obdela, da se dobi čisto zlato.

Postopek perkolacijske cianidacije

Kako deluje perkolacijska cianidacija

Perkolacijska cianidacija je postopek, pri katerem razredčena raztopina cianida pronica skozi plast zdrobljene ali aglomerirane rude. Ruda se običajno namesti v veliko posodo, kot je lužilna kad ali kup. Raztopina cianida se enakomerno porazdeli po površini rudne plasti in nato zaradi gravitacije počasi pronica skozi rudo. Ko raztopina prehaja skozi rudo, cianid reagira z zlatom, ki je prisotno v rudi, in tvori topen kompleks zlato-cianid. Ta kompleks se nato zbere na dnu posode.

Ključne komponente in koraki pri perkolacijski cianidaciji

1. Priprava rude za perkolacijska cianidacija:

• Drobljenje in sejanjeRuda se najprej zdrobi na relativno grobe delce, običajno v območju od nekaj centimetrov do nekaj milimetrov. To se naredi zato, da se v rudnem sloju zagotovi dovolj praznin, skozi katere lahko pronica raztopina cianida. Po drobljenju se lahko ruda preseje, da se odstranijo morebitni preveliki delci.

• Aglomeracija (neobvezno)V nekaterih primerih, zlasti pri rudah z visoko vsebnostjo gline ali drobnozrnatih materialih, je lahko potrebna aglomeracija. Aglomeracija vključuje dodajanje veziva, kot je cement ali apno, rudi in mešanje z vodo. To pomaga pri tvorbi večjih, stabilnejših delcev, kar izboljša prepustnost rudnega sloja in prepreči zamašitev por med procesom perkolacije.

2. Nastavitev izpiranja:

• Izlužilne kadi ali izluževanje na kupu:

• Kadi za izpiranjeZa manjše operacije ali rude višje kakovosti se običajno uporabljajo lužilne kadi. To so velike, obložene posode, v katere se odlaga ruda. Kadi so opremljene z dvojnim dnom, ki omogoča, da se raztopina cianida zbira pod rudnim slojem, ne da bi pri tem prenašala trdne delce. Raztopina cianida se vnese na vrh kadi, bodisi s pršilnim sistemom bodisi preprosto z polivanjem po rudi.

• Heap LeachingIzluževanje na kupu je primernejše za obsežne operacije in rude nizke kakovosti. Pri izluževanju na kupu se ruda zloži na neprepustno plast na tleh. Kup je lahko precej velik, včasih pokriva več hektarjev. Raztopina cianida se porazdeli po kupu z mrežo škropilnikov ali sistemov kapljičnega namakanja.

• Priprava raztopine cianidaRaztopina cianida, ki se uporablja pri perkolacijski cianidaciji, je običajno razredčena raztopina Natrijev cianid ali kalijev cianid, s koncentracijo običajno v območju od 0.01 % do 0.1 mas. %. Raztopina lahko vsebuje tudi druge dodatke, kot je apno, za uravnavanje pH raztopine. Vzdrževanje ustreznega pH je ključnega pomena, saj vpliva na stabilnost cianida in hitrost raztapljanja zlata. Optimalni pH za cianidacijo je običajno okoli 10–11.

3. Perkolacija in izpiranje:

• Distribucija rešitevRaztopina cianida se enakomerno porazdeli po površini rudnega sloja. V primeru lužnih kadi se to lahko doseže z uporabo perforirane cevi ali sistema razpršilnih šob. Pri luženju iz kupa škropilniki ali sistemi kapljičnega namakanja zagotavljajo, da raztopina doseže vse dele kupa.

• Čas luženjaČas izpiranja pri perkolacijski cianidaciji se lahko znatno razlikuje glede na dejavnike, kot so vrsta rude, velikost delcev in koncentracija raztopine cianida. Na splošno lahko traja od nekaj dni do nekaj tednov. V tem času raztopina cianida neprekinjeno pronica skozi rudo, reagira z zlatom in ga raztaplja.

• Spremljanje in nadzorMed postopkom izluževanja je bistveno spremljati različne parametre. To vključuje redno preverjanje pH raztopine, koncentracije cianida v raztopini in količine zlata, raztopljenega v raztopini. Vzorci raztopine se odvzemajo v rednih intervalih in analizirajo v laboratoriju. Po potrebi se lahko pH ali koncentracija cianida prilagodijo za optimizacijo postopka izluževanja.

4. Zbiranje in zdravljenje nosečniške raztopine:

• CollectionRaztopina, ki vsebuje zlato, znana tudi kot noseča raztopina, se zbira na dnu lužne kadi ali iz drenažnega sistema pri luženju na kupu. V lužnih kadeh se noseča raztopina odvaja skozi ventil na dnu lažnega dna. Pri luženju na kupu se raztopina zbira v zbiralnikih ali ribnikih, ki se nahajajo na dnu kupa.

• ZdravljenjeKo je zbrana, se bogata raztopina obdela za pridobivanje zlata. Kot smo že omenili, običajne metode vključujejo obarjanje cinka in adsorpcijo z aktivnim ogljem. Pri obarjanju cinka se bogati raztopini doda cinkov prah ali cinkovi ostružki. Cink reagira s kompleksom zlata in cianida, pri čemer izpodrine zlato in tvori trdne delce zlata, ki jih je nato mogoče filtrirati in nadalje obdelati. Pri adsorpciji z aktivnim ogljem se bogata raztopina prenese skozi kolono, napolnjeno z aktivnim ogljem. Kompleks zlata in cianida se adsorbira na površino oglja, oglje pa se nato odstrani iz kolone in obdela za ekstrakcijo zlata.

Prednosti in slabosti perkolacijske cianidacije

Prednosti

1. Primernost za rude nizke kakovostiPerkolacijska cianidacija, zlasti izpiranje iz kupa, je zelo učinkovita za obdelavo nizkokakovostnih zlatih rud. Ker je postopek relativno preprost in ne zahteva obsežnega mletja in drage opreme za predelavo drobnozrnate rude, je lahko ekonomsko upravičen za rude, ki jih predelava z drugimi, bolj kompleksnimi metodami ne bi bila donosna.

2. Nizki kapitalski in obratovalni stroškiV primerjavi z nekaterimi drugimi metodami ekstrakcije zlata, kot je mešalna cianidacija, ki zahteva velike, drage mešalne posode in visoko porabo energije za mešanje, ima perkolacijska cianidacija nižje kapitalske stroške. Potrebna oprema, kot so kadi za izpiranje ali preprosti gradbeni materiali za kupe, je relativno poceni. Poleg tega so nižji tudi obratovalni stroški, saj porabi manj energije in zahteva manj dela za vsakodnevno delovanje.

3. Okoljske koristi (relativno)Kar zadeva vpliv na okolje, ima lahko perkolacijska cianidacija nekaj prednosti. Na primer, pri luženju iz kupa ruda ni podvržena obsežnemu mletju, kar zmanjša nastajanje finega prahu. Uporaba obloženih lužnih kadi ali oblog kupov pomaga preprečiti uhajanje raztopin, ki vsebujejo cianid, v okolje. Vendar je treba opozoriti, da je cianid še vedno zelo strupena snov in da je ustrezno ravnanje z okoljem še vedno ključnega pomena.

4. Preprost postopekPostopek perkolacijske cianidacije je relativno preprost, enostaven za razumevanje in izvajanje. Zaradi tega je dostopen tudi manjšim rudarskim podjetjem z omejenim tehničnim znanjem.

Slabosti

1. Počasna stopnja izpiranjaEna glavnih pomanjkljivosti perkolacijske cianidacije je relativno počasna hitrost izpiranja. V primerjavi z mešalno cianidacijo, kjer se ruda nenehno meša z raztopino cianida, postopek perkolacije temelji na počasnem gibanju raztopine skozi rudno plast. To lahko povzroči daljše čase izpiranja, kar morda ni primerno za operacije, ki zahtevajo visoko prepustnost ali hiter obrat.

2. V nekaterih primerih nizek izkoristek zlataStopnja pridobivanja zlata pri perkolacijski cianidaciji je lahko nižja kot pri drugih metodah, zlasti pri rudah s kompleksno mineralogijo. Če je zlato fino razpršeno ali vezano v drugih mineralih, raztopina cianida morda ne bo mogla učinkovito dostopati do vseh delcev zlata, kar bo vodilo do nižjih stopenj pridobivanja.

3. Toksičnost cianidaCianid je zelo strupena snov in njegova uporaba pri perkolacijski cianidaciji predstavlja znatno okoljsko in varnostno tveganje. Vsako puščanje ali nepravilno ravnanje z raztopinami, ki vsebujejo cianid, ima lahko resne posledice za okolje in zdravje ljudi. Za zmanjšanje teh tveganj je treba upoštevati stroge varnostne ukrepe in okoljske predpise.

4. Občutljivost na lastnosti rudeUspeh perkolacijske cianidacije je zelo odvisen od lastnosti rude. Rude z visoko vsebnostjo gline lahko na primer povzročijo težave s prepustnostjo rudnega sloja, kar vodi do slabega pretoka raztopine in neučinkovitega izluževanja. Poleg tega lahko rude, ki vsebujejo določene minerale, ki lahko reagirajo s cianidom, kot so minerali, ki vsebujejo baker, porabijo cianid in zmanjšajo učinkovitost postopka izluževanja.

Primerjava z drugimi metodami pridobivanja zlata

Primerjava z agitacijo in cianidacijo

1. Učinkovitost izpiranjaAgitacijska cianidacija ima na splošno večjo učinkovitost izluževanja v primerjavi s perkolacijsko cianidacijo. Pri agitacijski cianidaciji neprekinjeno mešanje rude in raztopine cianida zagotavlja boljši stik med njima, kar povzroči hitrejše raztapljanje zlata. To lahko privede do krajših časov izluževanja in višjih stopenj pridobivanja zlata, zlasti pri rudah z visoko vsebnostjo zlata ali kompleksno mineralogijo.

2. Oprema in stroškiCianizacija z mešanjem zahteva bolj kompleksno in dražjo opremo, vključno z velikimi mešalnimi rezervoarji, zmogljivimi motorji za mešanje in dovršenimi sistemi za črpanje gnojevke. To ima za posledico višje kapitalske stroške. Nasprotno pa perkolacijska cianidacija zahteva enostavnejšo opremo, kot so kadi za izpiranje ali osnovni gradbeni materiali za kupe, zaradi česar je stroškovno učinkovitejša z vidika kapitalskih naložb. Vendar pa obratovalni stroški cianidacije z mešanjem niso nujno višji, saj lahko krajši časi izpiranja izravnajo večjo porabo energije za mešanje.

3. Primernost za vrste rudeAgitacijska cianidacija je primernejša za rude, ki zahtevajo fino mletje in intenzivno obdelavo, kot so na primer rude zlata, bogate s sulfidi. Perkolacijska cianidacija pa je primernejša za nizkokakovostne, oksidirane rude, ki jih je mogoče obdelati v bolj grobem stanju.

Primerjava z metodami ekstrakcije zlata brez cianida

1. Okoljski udarecMetode ekstrakcije zlata brez cianida, kot sta izluževanje s tioureo ali biološko izluževanje, pogosto veljajo za okolju prijaznejše, saj ne uporabljajo zelo strupenega cianida. Vendar pa imajo te metode tudi svoje okoljske izzive. Na primer, tiourea je lahko škodljiva za okolje, če se z njo ne ravna pravilno, biološko izluževanje pa lahko zahteva posebne okoljske pogoje in daljše čase obdelave. Perkolacijska cianidacija se lahko kljub uporabi cianida izvaja na okoljsko odgovoren način z ustreznim zadrževanjem in obdelavo raztopin, ki vsebujejo cianid.

2. Stroški in učinkovitostNecianidne metode imajo lahko višje stroške glede reagentov ali porabe energije. Na primer, tiourea je dražja od cianida, biološko izluževanje pa lahko zahteva specializirane mikrobne kulture in nadzorovane okoljske pogoje, kar lahko poveča stroške. Kar zadeva učinkovitost, ima cianidacija, vključno s perkolacijsko cianidacijo, na splošno višjo stopnjo pridobivanja zlata v primerjavi z nekaterimi necianidnimi metodami, zlasti pri tradicionalnih zlatih rudah.

zaključek

Perkolacijska cianidacija je pomembna metoda v industriji pridobivanja zlata, zlasti za obdelavo nizkokakovostnih in oksidiranih zlatih rud. Zaradi svoje preprostosti, relativno nizkih stroškov in primernosti za določene vrste rud je to dragocen postopek. Vendar pa ni brez pomanjkljivosti, kot so počasna stopnja izpiranja, možnost nižjega izkoristka zlata ter okoljska in varnostna tveganja, povezana z uporabo cianida. Ker se rudarska industrija nenehno razvija, si prizadevamo za izboljšanje postopka perkolacijske cianidacije, na primer z boljšo karakterizacijo rude, optimizacijo procesnih parametrov in razvojem učinkovitejših in okolju prijaznejših načinov ravnanja s cianidom. Poleg tega potekajo tudi raziskave alternativnih metod pridobivanja zlata, ki lahko premagajo omejitve cianidacije. Kljub tem izzivom bo perkolacijska cianidacija verjetno še naprej igrala pomembno vlogo pri proizvodnji zlata v bližnji prihodnosti, zlasti v regijah z obilnimi nizkokakovostnimi viri zlata.