Procesi i cianidimit në përpunimin e mineralit të arit

Prezantimi

Procesi i cianidimit në përpunimin e xehes së arit luan një rol vendimtar dhe pothuajse të pazëvendësueshëm në industrinë globale të nxjerrjes së arit. Ari, me vlerën e tij të gjatë si metal i çmuar, është kërkuar nga njerëzimi për mijëra vjet. Nga të qenit një simbol i pasurisë dhe fuqisë në qytetërimet e lashta deri te aplikimet e tij moderne në bizhuteri, elektronikë dhe investime, kërkesa për ar mbetet vazhdimisht e lartë.

Procesi i cianidimit ka qenë gur themeli i nxjerrjes së arit për më shumë se një shekull. Rëndësia e tij qëndron në aftësinë e tij për të nxjerrë me efikasitet arin nga një shumëllojshmëri e gjerë llojesh xeherore. Para zhvillimit të procesit të cianidimit, metodat e nxjerrjes së arit ishin shpesh punë intensive, më pak efikase dhe më të dëmshme për mjedisin. Për shembull, bashkimi, një metodë e mëparshme e nxjerrjes së arit, përfshinte përdorimin e merkurit për t'u lidhur me grimcat e arit. Megjithatë, kjo metodë kishte të meta të rëndësishme, duke përfshirë toksicitetin e lartë të merkurit dhe normat relativisht të ulëta të rikuperimit për disa lloje xeherore.

Në të kundërt, procesi i cianidimit revolucionarizoi industrinë e nxjerrjes së arit. Duke përdorur solucione cianide, ai mund të shpërndajë grimcat e arit, madje edhe ato që shpërndahen imët brenda mineralit, me një shkallë relativisht të lartë efikasiteti. Kjo u lejon kompanive minerare të nxjerrin arin nga xehet që më parë konsideroheshin joekonomike për t'u përpunuar. Në fakt, një pjesë e madhe e prodhimit botëror të arit sot, që vlerësohet të jetë mbi 80%, mbështetet në procesin e cianidimit në një formë. Pavarësisht nëse janë miniera të hapura në shkallë të gjerë në Afrikën e Jugut, Shtetet e Bashkuara, ose miniera nëntokësore në Australi dhe Kinë, procesi i cianidimit është metoda më e mirë për nxjerrjen e arit. Përdorimi i tij i përhapur është një dëshmi e efektivitetit dhe qëndrueshmërisë së tij ekonomike në botën komplekse dhe konkurruese të minierave të arit.

Çfarë është procesi i cianidimit

Procesi i cianidimit, në thelbin e tij, është një metodë nxjerrjeje kimike që shfrytëzon vetitë unike kimike të joneve të cianurit. Në kontekstin e përpunimit të xehes së arit, parimi i tij themelor CIP është i përqendruar rreth reaksionit të kompleksimit midis joneve të cianurit (CN^-) dhe arit të lirë.

Ari në natyrë shpesh ekziston në një gjendje të lirë, edhe kur është i kapsuluar brenda mineraleve të tjera. Pasi mineralet e kapsulës hapen, ari shfaqet si ar elementar. Jonet e cianidit kanë një prirje të fortë për arin. Kur një mineral që përmban ar ekspozohet ndaj një solucioni që përmban cianid, jonet e cianidit formojnë një kompleks të qëndrueshëm me atomet e arit. Reaksioni kimik mund të përfaqësohet nga ekuacioni i mëposhtëm:

4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH. Në këtë reaksion, nën veprimin e oksigjenit, atomet e arit bashkohen me jonet e cianidit për të formuar një kompleks të tretshëm ar-cianid, dicianoaurat natriumi (Na[Au(CN)_2] ). Ky transformim lejon arin, i cili fillimisht ishte në mineralin e ngurtë, të shpërndahet në tretësirë, duke e ndarë atë nga përbërësit e tjerë jo-ari të mineralit.

Në mënyrë të rreptë, procesi i cianidimit nuk bie në sferën tradicionale të përpunimit të mineraleve, por klasifikohet si hidrometalurgji. Përpunimi i mineraleve zakonisht përfshin metoda fizike të ndarjes, të tilla si grimcimi, bluarja, notimi dhe ndarja me gravitetin për të ndarë mineralet e vlefshme nga mineralet gangue. Në të kundërt, hidrometalurgjia përdor reaksione kimike për nxjerrjen e metaleve nga xehet e tyre në një tretësirë ​​ujore. Procesi i cianidimit, me mbështetjen e tij në reaksionet kimike për të tretur arin në një tretësirë ​​që përmban cianid, i përket qartësisht sferës së hidrometalurgjisë. Ky klasifikim është i rëndësishëm pasi diferencon procesin e cianidimit nga teknikat e tjera të përpunimit të mineralit me bazë më shumë fizikisht dhe thekson natyrën e tij kimike-reaksionale në nxjerrjen e arit.

Llojet e proceseve të cianidimit: CIP dhe CIL

Brenda sferës së proceseve të cianidimit për nxjerrjen e arit, dallohen dy metoda kryesore: procesi Carbon - in - Pulp (CIP) dhe Carbon - in - Leach (CIL).

Procesi CIP karakterizohet nga një operacion sekuencial. Së pari, pulpa e mineralit që përmban ar i nënshtrohet një faze nxjerrjeje. Në këtë fazë, minerali përzihet me një tretësirë ​​që përmban cianid. Në kushtet e duhura të disponueshmërisë së oksigjenit, pH dhe temperaturës, ari në mineral formon një kompleks të tretshëm me jonet e cianidit, siç përshkruhet në reaksionin bazë të cianidimit. Pas përfundimit të procesit të kullimit, karboni i aktivizuar futet në tul. Karboni i aktivizuar më pas thith kompleksin ar - cianid nga tretësira. Kjo ndarje e hapave të kullimit dhe adsorbimit lejon një proces më të kontrolluar dhe më të optimizuar në disa raste. Për shembull, në miniera ku minerali ka një përbërje relativisht të qëndrueshme dhe kushtet e shpëlarjes mund të ruhen saktësisht, procesi CIP mund të arrijë norma të larta të rikuperimit të arit.

Nga ana tjetër, procesi CIL paraqet një qasje të integruar. Në procesin CIL, rrjedhja e arit nga minerali dhe absorbimi i kompleksit ar - cianid nga karboni i aktivizuar ndodhin njëkohësisht. Kjo arrihet duke shtuar karbon të aktivizuar direkt në rezervuarët e shpëlarjes. Avantazhi i procesit CIL qëndron në përdorimin më efikas të pajisjeve dhe kohës. Meqenëse kullimi dhe adsorbimi janë të kombinuara, nuk ka nevojë për pajisje shtesë ose kohë për të transferuar pulpën midis fazave të kullimit dhe adsorbimit. Kjo zvogëlon gjurmën e përgjithshme të fabrikës së përpunimit dhe mund të çojë në kursime të kostos si në aspektin e investimeve kapitale ashtu edhe të shpenzimeve operacionale. Për shembull, në operacionet minerare në shkallë të gjerë ku xhiroja është një faktor vendimtar, procesi CIL mund të trajtojë një vëllim më të madh xehe në një kohë më të shkurtër, duke maksimizuar efikasitetin e prodhimit.

Vitet e fundit, procesi CIL është miratuar gjithnjë e më shumë nga impiantet e cianidimit në mbarë botën. Aftësia e tij për të përdorur në mënyrë më efektive pajisjet e prodhimit i jep asaj një avantazh ndaj procesit CIP në shumë situata. Natyra e vazhdueshme e procesit CIL gjithashtu çon në një funksionim më të qëndrueshëm, me më pak ndryshueshmëri në cilësinë e produktit përfundimtar. Për më tepër, numri i reduktuar i hapave të procesit në CIL do të thotë se ka më pak mundësi për gabime ose humbje gjatë transferimit të materialeve midis fazave të ndryshme të procesit. Megjithatë, zgjedhja midis CIP dhe CIL nuk është gjithmonë e drejtpërdrejtë. Varet nga faktorë të ndryshëm si natyra e xehes, shkalla e operimit minerar, kapitali i disponueshëm për investim dhe kërkesat mjedisore dhe rregullatore lokale. Disa miniera mund të preferojnë ende procesin CIP për shkak të natyrës së tij më të kuptuar dhe më të segmentuar, i cili mund të jetë më i lehtë për t'u menaxhuar në rrethana të caktuara.

Kërkesat kryesore në procesin e cianidimit

Thjeshtësia e bluarjes

Përsosja e bluarjes luan një rol kryesor në operacionin e cianidimit. Meqenëse efektiviteti i cianidimit varet nga aftësia për të ekspozuar arin e kapsuluar, bluarja e përpiktë është thelbësore. Në impiantet tipike të pulpës së karbonit (CIP), kërkesat për pastërtinë e bluarjes që minerali të hyjë në funksionimin e cianidimit janë mjaft të rrepta. Në përgjithësi, përqindja e grimcave me madhësi -0.074 mm duhet të arrijë 80 - 95%. Për disa miniera ku ari shpërndahet në një model të ngjashëm me 浸染, imtësia e bluarjes është edhe më e kërkuar, me përqindjen e grimcave -0.037 mm që kërkohet të jetë mbi 95%.

Për të arritur një bluarje kaq të imët, një operacion bluarje me një fazë është shpesh i pamjaftueshëm. Në shumicën e rasteve, bluarja me dy ose edhe tre faza është e nevojshme. Për shembull, në një minierë ari në shkallë të gjerë në Australinë Perëndimore, minerali i nënshtrohet një procesi bluarjeje me dy faza. Faza e parë përdor një mulli me top me kapacitet të madh për të zvogëluar madhësinë e grimcave në një masë të caktuar, dhe më pas produkti bluhet më tej në një mulli të trazuar të fazës së dytë. Ky proces bluarje me shumë faza mund të zvogëlojë gradualisht madhësinë e grimcave të xehes, duke siguruar që grimcat e arit të ekspozohen plotësisht dhe mund të reagojnë në mënyrë efektive me tretësirën e cianidit gjatë procesit të cianidimit. Nëse nuk plotësohet imtësia e bluarjes, grimcat e arit mund të mos ekspozohen plotësisht, duke rezultuar në tretje jo të plotë gjatë cianidimit dhe një reduktim të ndjeshëm në shkallën e rikuperimit të arit.

Parandalimi i hidrolizës së cianidit

Komponimet e cianurit që përdoren zakonisht në procesin e cianidimit, siç janë cianidi i kaliumit (KCN), cianidi i natriumit (NaCN3) dhe cianidi i kalciumit (Ca(CN)2), janë të gjitha kripëra të bazave të forta dhe acideve të dobëta. Në një tretësirë ​​ujore, ato janë të prirura ndaj reaksioneve të hidrolizës. Reaksioni i hidrolizës së cianidit të natriumit mund të përfaqësohet nga ekuacioni:

NaCN + H_2O\harpoon djathtas majtas HCN+NaOH. Meqenëse cianidi i hidrogjenit (HCN) është i paqëndrueshëm, ky proces hidrolize çon në një ulje të përqendrimit të joneve të cianidit (CN^-) në pulpë, gjë që është e dëmshme për reaksionin e cianidimit.

Për të adresuar këtë çështje, qasja më efektive është rritja e përqendrimit të joneve hidroksid (OH^-), që është ekuivalente me rritjen e vlerës së pH të tretësirës. Në aplikimet industriale, gëlqereja (CaO ) është rregulluesi më i zakonshëm i pH dhe me kosto efektive. Kur tretësirës i shtohet gëlqere, ajo reagon me ujin për të formuar hidroksid kalciumi (Ca(OH)_2), i cili shpërndahet për të lëshuar jone hidroksid, duke rritur kështu vlerën e pH. Reaksioni i gëlqeres me ujin është: , CaO + H_2O=Ca(OH)_2 & Ca(OH)_2\djathtas majtas Ca^{2 + }+2OH^- .

Megjithatë, kur përdorni gëlqere për të rregulluar vlerën e pH, është e rëndësishme të theksohet se gëlqereja gjithashtu ka një efekt flokulimi. Për të siguruar që gëlqerja shpërndahet në mënyrë të barabartë dhe mund të luajë rolin e saj në mënyrë efektive, zakonisht shtohet gjatë funksionimit të bluarjes. Në një minierë ari në Afrikën e Jugut, gëlqere shtohet në mullirin e topit gjatë procesit të bluarjes. Kjo jo vetëm që lejon që gëlqerja të përzihet plotësisht me pluhurin e xehes, por gjithashtu përfiton nga trazimi i fortë mekanik në mullirin e topit për të siguruar që gëlqerja të shpërndahet në mënyrë të barabartë në llum, duke parandaluar në mënyrë efektive hidrolizën e cianidit dhe duke mbajtur një përqendrim të qëndrueshëm të joneve të cianidit në procesin pasues të cianidimit. Në përgjithësi, për operacionet e karbonit në tul, një vlerë pH në intervalin 10 - 11 është gjetur për të dhënë rezultatet më të mira.

Kontrolli i përqendrimit të pulpës

Përqendrimi i pulpës ka një ndikim të thellë në kontaktin midis arit dhe cianidit si dhe midis kompleksit ar - cianid dhe karbonit të aktivizuar. Nëse përqendrimi i pulpës është shumë i lartë, grimcat kanë më shumë gjasa të precipitojnë në sipërfaqen e karbonit të aktivizuar, duke penguar adsorbimin efektiv të kompleksit ar - cianid nga karboni i aktivizuar. Nga ana tjetër, nëse përqendrimi i pulpës është shumë i ulët, grimcat tentojnë të vendosen lehtësisht dhe për të ruajtur vlerën e duhur të pH dhe përqendrimin e cianidit, duhet të shtohet një sasi e madhe reagentësh, gjë që rrit kostot e prodhimit.

Përmes viteve të praktikës së prodhimit, është përcaktuar se për procesin e nxjerrjes së arit me karbon në tul, një përqendrim i pulpës 40 - 45% dhe një përqendrim cianidi 300 - 500 ppm janë më të përshtatshme. Për shembull, në një fabrikë të përpunimit të arit në Nevada, SHBA, ruajtja e përqendrimit të pulpës brenda këtij diapazoni ka arritur vazhdimisht norma të larta të rikuperimit të arit. Megjithatë, duke pasur parasysh se përqendrimi i produktit përfundimtar të funksionimit të bluarjes me dy deri në tre faza është përgjithësisht nën 20%, përpara se të hyjë në operacionin e shpëlarjes, pulpa duhet t'i nënshtrohet një procesi trashjeje.

Operacioni i trashjes kryhet zakonisht në një trashës. Parimi i trashësuesit është përdorimi i efektit të sedimentimit për të ndarë grimcat e ngurta nga lëngu në pulpë, duke rritur kështu përqendrimin e pulpës. Në një fabrikë moderne të përpunimit të arit, shpesh përdoren trashësues me efikasitet të lartë. Këta trashës janë të pajisur me sisteme të avancuara të kontrollit të flokulimit dhe sedimentimit, të cilat mund të rrisin shpejt dhe në mënyrë efektive përqendrimin e pulpës në nivelin e kërkuar për operacionin e mëpasshëm të shpëlarjes së cianidimit, duke siguruar ecurinë e qetë të procesit të cianidimit dhe nxjerrjen me efikasitet të lartë të arit.

Mekanizmi i shpëlarjes së cianidimit

Ajrim dhe oksidues

Procesi i cianidimit është një proces aerob, dhe kjo mund të demonstrohet qartë përmes ekuacionit të reaksionit kimik. Reaksioni kryesor për tretjen e arit në procesin e cianidimit është 4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH. Nga ky ekuacion, është e qartë se oksigjeni (O_2) luan një rol vendimtar në reaksion. Gjatë procesit të prodhimit, futja e oksigjenit mund të përshpejtojë ndjeshëm shkallën e rrjedhjes. Kjo ndodh sepse oksigjeni merr pjesë në reaksionin redoks, duke shkaktuar oksidimin e arit dhe kompleksimin e tij të mëvonshëm me jonet e cianurit. Për shembull, në shumë impiante të përpunimit të arit, ajri i kompresuar futet zakonisht në tretësirën që përmban cianur. Oksigjeni në ajër siguron mjedisin e nevojshëm oksidues që reaksioni të vazhdojë pa probleme.

Përveç ajrimit, shtimi i duhur i agjentëve oksidues mund të përmirësojë gjithashtu procesin e shpëlarjes. Peroksidi i hidrogjenit (H_2O_2) është një agjent oksidues i përdorur zakonisht në procesin e cianidimit. Kur shtohet peroksid hidrogjeni, ai mund të sigurojë specie shtesë aktive të oksigjenit, të cilat mund të nxisin më tej oksidimin e arit dhe shpërbërjen e mineraleve që përmbajnë ar. Reaksioni i peroksidit të hidrogjenit me arin në prani të cianidit mund të përfaqësohet me ekuacionin: 2Au+4NaCN+H_2O_2 = 2Na[Au(CN)_2]+2NaOH . Ky reagim tregon se peroksidi i hidrogjenit mund të zëvendësojë një pjesë të rolit të oksigjenit në reaksionin e cianidimit, dhe në kushte të caktuara, mund të çojë në një shpejtësi më të shpejtë të shpëlarjes.

Megjithatë, është e rëndësishme të theksohet se një sasi e tepërt e agjentëve oksidues mund të ketë efekte negative. Kur sasia e agjentit oksidues është shumë e lartë, mund të shkaktojë oksidimin e joneve të cianidit. Për shembull, peroksidi i hidrogjenit mund të reagojë me jonet cianide për të formuar jone cianate (CNO^-). Reaksioni është si vijon: CN^-+H_2O_2 = CNO^-+H_2O . Formimi i joneve cianate zvogëlon përqendrimin e joneve cianide në tretësirë, gjë që është thelbësore për kompleksimin me ar. Si rezultat, efikasiteti i shpëlarjes së arit mund të ulet dhe procesi i përgjithshëm i prodhimit mund të ndikohet negativisht. Prandaj, doza e agjentëve oksidues duhet të kontrollohet me kujdes për të siguruar performancën optimale të procesit të cianidimit.

Dozimi i reagentit

Teorikisht, reaksioni i kompleksimit midis arit dhe cianidit ka një marrëdhënie stoikiometrike specifike. Nga ekuacioni kimik 4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH, mund të llogarisim se 1 mol ari (Au) kërkon 2 mol jone cianidi (CN^-) për kompleksim. Për sa i përket masës, përafërsisht 1 gram ari kërkon rreth 0.5 gram cianid si reagent për shpëlarje. Kjo llogaritje ofron një referencë bazë për sasinë e reagentëve të nevojshëm në procesin e cianidimit.

Megjithatë, në prodhimin aktual, situata është shumë më e ndërlikuar për shkak të pranisë së mineraleve të tjera në mineralin që përmban ar. Mineralet si argjendi (Ag), bakri (Cu), plumbi (Pb) dhe zinku (Zn) gjithashtu mund të reagojnë me jonet e cianidit. Për shembull, bakri mund të formojë komplekse të ndryshme bakri - cianide. Reaksioni i bakrit me cianid mund të shprehet si Cu^{2 + }+4CN^-=[Cu(CN)_4]^{2 - } . Këto reaksione konkurruese konsumojnë një sasi të konsiderueshme cianidi, duke rritur dozën aktuale të kërkuar.

Prandaj, në funksionimin praktik, përcaktimi i dozës së reagentit nuk mund të bazohet vetëm në llogaritjet teorike. Në vend të kësaj, ajo duhet të rregullohet sipas shkallës përfundimtare të shpëlarjes. Kur ndryshojnë vetitë e mineralit, është i nevojshëm gjurmimi i vazhdueshëm dhe rregullimi i dozës së reagentit. Në përgjithësi, konsiderohet e arsyeshme që doza aktuale e cianidit të jetë 200 - 500 herë më e lartë se vlera e llogaritur. Ky gamë e gjerë devijimi është përgjegjëse për ndryshueshmërinë në përbërjen e xehes dhe ndërveprimet komplekse midis mineraleve të ndryshëm. Duke monitoruar nga afër shkallën e shpëlarjes dhe duke rregulluar dozën e reagentit në përputhje me rrethanat, procesi i nxjerrjes së arit mund të arrijë efikasitet më të mirë dhe përfitime ekonomike.

Shpëlarja me shumë faza dhe koha e kullimit

Për të siguruar qëndrueshmërinë e funksionimit të vazhdueshëm dhe për të mbajtur një përqendrim relativisht të qëndrueshëm të joneve të cianidit në tretësirë, shpesh përdoret kullimi me shumë faza. Në një sistem shpëlarjeje me shumë faza, pulpa e xehes kalon në mënyrë sekuenciale nëpër depozita të shumta shpëlarjeje. Çdo rezervuar kontribuon në shpërbërjen e vazhdueshme të arit dhe ruajtjen e përqendrimit të cianid-jonit. Ndërsa pulpa lëviz nga një rezervuar në tjetrin, kompleksi ar - cianid formohet gradualisht dhe përqendrimi i joneve të cianidit të lirë rregullohet për të siguruar që reagimi të vazhdojë pa probleme. Kjo qasje në faza ndihmon në zbutjen e çdo luhatjeje në kushtet e reagimit dhe siguron një mjedis më të qëndrueshëm për procesin e cianidimit. Për shembull, në një operacion në shkallë të gjerë të nxjerrjes së arit në Australinë Perëndimore, përdoret një sistem kullimi me pesë faza. Faza e parë fillon procesin e shpëlarjes dhe fazat pasuese nxjerrin më tej arin dhe ruajnë ekuilibrin cianid-jon, duke rezultuar në një efikasitet të lartë dhe të qëndrueshëm të kullimit të arit.

Koha e shpëlarjes është një faktor vendimtar në përcaktimin e vëllimit të rezervuarit të shpëlarjes. Megjithatë, nuk ka një formulë të thjeshtë dhe universale për llogaritjen e kohës së shpëlarjes. Çdo impiant i pulpës së karbonit (CIP) ose i kullimit të karbonit (CIL) duhet të mbështetet në të dhënat eksperimentale për të përcaktuar kohën e duhur të shpëlarjes. Kjo ndodh sepse koha e shpëlarjes ndikohet nga faktorë të shumtë, duke përfshirë llojin dhe përbërjen e mineralit, përqendrimin e reagentëve, temperaturën dhe intensitetin e trazimit. Për shembull, në një fabrikë të përpunimit të arit në Afrikën e Jugut, u kryen teste të gjera laboratorike në shkallë dhe pilot përpara ndërtimit të uzinës. Këto teste përfshinin ndryshimin e kohës së shpëlarjes dhe monitorimin e shkallës së rrjedhjes së arit në kushte të ndryshme. Bazuar në rezultatet eksperimentale, koha optimale e shpëlarjes u përcaktua të ishte 24 orë për llojin specifik të mineralit të përpunuar në atë fabrikë.

Nëse një fabrikë mbështetet verbërisht në përvojën pa kryer testet e duhura, ka shumë të ngjarë të hasë dështime në prodhim. Për shembull, një operacion i minierës së arit në shkallë të vogël në një rajon të caktuar u përpoq të përdorte kohën e shpëlarjes së një miniere fqinje si referencë pa marrë parasysh dallimet në vetitë e tyre të xehes. Si rezultat, shkalla e shpëlarjes së arit ishte shumë më e ulët se sa pritej, dhe kostoja e prodhimit u rrit ndjeshëm për shkak të shpëlarjes joefikase dhe nevojës për konsum shtesë të reagentëve. Prandaj, përcaktimi i saktë i kohës së shpëlarjes nëpërmjet të dhënave eksperimentale është thelbësor për funksionimin e suksesshëm të një impianti nxjerrjeje me bazë cianidimi ari.

Operacionet pas cianidimit

Pasi karboni aktiv që përmban ar, i njohur si karboni i ngarkuar, arrin një nivel adsorbimi prej ari mbi 3000 g/t, konsiderohet se i gjithë procesi i përthithjes së karbonit në tul ka përfunduar. Megjithatë, prania e papastërtive me përmbajtje të lartë si bakri dhe argjendi në mineral mund të ndikojë ndjeshëm në kapacitetin e absorbimit të karbonit aktiv. Këto papastërti mund të konkurrojnë me arin për vendet e adsorbimit në karbonin e aktivizuar, duke rezultuar në dështimin e shkallës së karbonit të ngarkuar për të arritur objektivin e pritur. Kur karboni i aktivizuar nuk mund të absorbojë më arin në mënyrë efektive, ai konsiderohet i ngopur.

Për karbonin e aktivizuar të ngopur, mund të përdoren disa metoda për të marrë arin. Një qasje e zakonshme është desorbimi dhe elektroliza. Në procesin e desorbimit, një zgjidhje kimike përdoret për të hequr kompleksin ar - cianid nga karboni i ngopur i aktivizuar. Për shembull, në metodën e desorbimit me temperaturë të lartë dhe presion të lartë, karboni i aktivizuar i ngopur vendoset në një sistem desorbimi me kushte specifike. Duke shtuar anione që absorbohen më lehtë nga karboni i aktivizuar, kompleksi Au(CN)_2^- zhvendoset nga sipërfaqja e karbonit. Mekanizmi i reagimit përfshin shkëmbimin e kompleksit ar - cianid me anionet e shtuara, duke bërë që ari të lirohet në tretësirë. Pas desorbimit, tretësira që rezulton, e njohur si tretësira shtatzënë, përmban një përqendrim relativisht të lartë të joneve të arit.

Tretësira shtatzënë më pas i nënshtrohet elektrolizës. Në qelizën e elektrolizës, aplikohet një rrymë elektrike. Jonet e arit në tretësirë ​​tërhiqen në katodë, ku fitojnë elektrone dhe reduktohen në ar metalik. Procesi mund të përfaqësohet me ekuacionin: Au^+ + e^-\rightarrow Au . Ari grumbullohet në katodë në formën e baltës ari, e cila mund të përpunohet më tej për të marrë ar me pastërti të lartë.

Në rajonet ku prodhimi i arit është i përqendruar, një opsion alternativ është shitja e karbonit të ngarkuar. Kjo mund të jetë një zgjedhje fitimprurëse pasi disa kompani të specializuara janë të pajisura për të trajtuar përpunimin e mëtejshëm të karbonit të ngarkuar. Ata kanë ekspertizën dhe lehtësitë për të nxjerrë arin nga karboni i ngarkuar, dhe kompanitë e minierave të arit mund të marrin të ardhura duke shitur karbonin e ngarkuar këtyre subjekteve.

Një metodë tjetër relativisht e thjeshtë është djegia. Kur karboni i ngarkuar digjet, përbërësit organikë të karbonit të aktivizuar oksidohen dhe digjen, ndërsa ari mbetet në mbetje në formën e një aliazh ari, i njohur si ari dore. Ari Dore zakonisht përmban një përqindje të lartë ari së bashku me disa papastërti. Pas djegies, ari dore mund të rafinohet më tej përmes proceseve të tilla si shkrirja dhe pastrimi për të marrë produkte ari me pastërti të lartë që plotësojnë standardet për përdorim komercial në industrinë e bizhuterive, elektronikës dhe investimeve.

Avantazhet dhe disavantazhet e procesit të cianidimit

Përparësitë

1. Shkalla e Lartë e Rimëkëmbjes: Një nga avantazhet më të rëndësishme të procesit të cianidimit është shkalla e lartë e rimëkëmbjes. Për xeherorët tipikë të oksiduar me vena kuarci që përmbajnë ar, kur përdoret procesi i karbonit në tul (CIP) ose i karbonit në rrjedhje (CIL), shkalla totale e rimëkëmbjes mund të arrijë mbi 93%. Në disa operacione të optimizuara mirë, shkalla e rimëkëmbjes mund të jetë edhe më e lartë. Kjo shkallë e lartë e rimëkëmbjes do të thotë që kompanitë e minierave mund të nxjerrin një pjesë të madhe të arit të pranishëm në xeheror, duke maksimizuar kthimin ekonomik nga operacioni i minierave. Për shembull, në një minierë ari në shkallë të gjerë në Shtetet e Bashkuara, duke kontrolluar në mënyrë strikte parametrat e procesit siç janë imtësia e bluarjes, përqendrimi i tulit dhe doza e reagentit, shkalla e rimëkëmbjes së arit të procesit të cianidimit është mbajtur në rreth 95% për një kohë të gjatë, që është shumë më e lartë se shumë metoda të tjera të nxjerrjes së arit.

2. Zbatueshmëri e gjerë: Procesi i cianidimit është i përshtatshëm për një gamë të gjerë xeherorësh që përmbajnë ar. Ai mund të trajtojë në mënyrë efektive jo vetëm xeherorët e oksiduar të arit, por edhe disa xeherorë ari që përmbajnë sulfure. Pavarësisht nëse ari është në gjendje të lirë apo i kapsuluar brenda mineraleve të tjera, procesi i cianidimit shpesh mund ta tretë arin me ndihmën e para-trajtimit dhe kontrollit të duhur të procesit. Për shembull, në disa miniera në Amerikën e Jugut ku xeherorët përmbajnë një përzierje të sulfurit dhe mineraleve të oksiduara të arit, procesi i cianidimit është aplikuar me sukses. Pas para-trajtimit të duhur të oksidimit të mineraleve të sulfurit, procesi i cianidimit mund të arrijë rezultate të kënaqshme të nxjerrjes së arit, duke demonstruar përshtatshmërinë e tij të fortë ndaj llojeve të ndryshme të xeherorëve.

3. Teknologji e Pjekur: Me një histori prej më shumë se një shekulli, procesi i cianidimit është bërë një teknologji shumë e pjekur në industrinë e minierave të arit. Pajisjet dhe procedurat e operimit janë të mirë-vendosura, dhe ka një sasi të madhe përvoje dhe të dhënash të akumuluara. Kjo pjekuri do të thotë që procesi është relativisht i lehtë për t'u operuar dhe kontrolluar. Kompanitë minerare mund të mbështeten në standardet dhe udhëzimet teknike ekzistuese për të projektuar, ndërtuar dhe operuar impiantet e cianidimit. Për shembull, projektimi i rezervuarëve të shpëlarjes me cianidim, përzgjedhja e karbonit të aktivizuar për adsorbim dhe kontrolli i dozës së reagentit kanë të gjitha procedura dhe metoda standarde. Impiantet e cianidimit të ndërtuara rishtazi mund të fillojnë shpejt dhe të arrijnë kushte të qëndrueshme prodhimi, duke zvogëluar rreziqet që lidhen me miratimin e teknologjisë së re.

Disavantazhet

1. Toksiciteti i Cianurit: Disavantazhi më i spikatur i procesit të cianidimit është toksiciteti i cianurit. Komponimet e cianurit, të tilla si cianidi i natriumit dhe cianidi i kaliumit, janë substanca shumë toksike. Edhe një sasi e vogël e cianurit mund të jetë jashtëzakonisht e dëmshme për shëndetin e njeriut dhe mjedisin. Nëse tretësirat që përmbajnë cianur rrjedhin gjatë procesit të minierave, ato mund të kontaminojnë tokën, burimet e ujit dhe ajrin. Për shembull, në disa aksidente historike në miniera, rrjedhja e ujërave të zeza që përmbajnë cianur çoi në vdekjen e një numri të madh organizmash ujorë në lumenjtë dhe liqenet aty pranë, dhe gjithashtu përbënte një kërcënim për shëndetin e banorëve vendas. Thithja, gëlltitja ose kontakti i lëkurës me cianur mund të shkaktojë simptoma serioze helmimi tek njerëzit, duke përfshirë marramendje, të përziera, të vjella, dhe në raste të rënda, mund të jetë fatale. Prandaj, kërkohen masa të rrepta sigurie dhe mbrojtjeje të mjedisit në përdorimin e cianurit, gjë që rrit kompleksitetin dhe koston e operacionit të minierave.

2. Pas-trajtim Kompleks dhe i Kushtueshëm: Operacionet pas-trajtimit pas procesit të cianidimit janë relativisht komplekse dhe kërkojnë një sasi të madhe investimi. Pasi karboni i aktivizuar që përmban ar arrin ngopjen, nevojiten procese të tilla si desorbimi, elektroliza ose djegia për të përftuar ar të pastër. Proceset e desorbimit dhe elektrolizës kërkojnë pajisje të specializuara dhe reagentë kimikë. Për shembull, në procesin e desorbimit, mund të kërkohen pajisje me temperaturë dhe presion të lartë, dhe përdorimi i tretësirave kimike për desorbim gjithashtu duhet të kontrollohet me kujdes për të siguruar rikuperimin e arit dhe riciklimin e reagentëve. Përveç kësaj, trajtimi i mbetjeve të mbeturinave dhe ujërave të zeza të gjeneruara gjatë procesit të pas-trajtimit është gjithashtu një sfidë. Mbetjet e mbeturinave mund të përmbajnë ende sasi gjurmë cianuri dhe substancash të tjera të dëmshme, dhe ujërat e zeza duhet të trajtohen për të përmbushur standardet e rrepta të shkarkimit mjedisor, të cilat të gjitha kontribuojnë në koston e lartë të të gjithë procesit të cianidimit.

3. Ndjeshmëria ndaj papastërtive të xehes: Procesi i cianidimit është shumë i ndjeshëm ndaj papastërtive në xehes. Mineralet si bakri, argjendi, plumbi dhe zinku mund të reagojnë me cianurin, duke konsumuar një sasi të madhe reagentësh cianurikë. Kjo jo vetëm që rrit koston e reagentëve, por edhe zvogëlon efikasitetin e nxjerrjes së arit. Për shembull, kur përmbajtja e bakrit në xehes është e lartë, bakri mund të formojë komplekse të qëndrueshme bakri-cianur, duke konkurruar me arin për jonet e cianurit. Si rezultat, sasia e cianidit të disponueshëm për kompleksimin e arit zvogëlohet dhe shkalla e shpëlarjes së arit mund të ndikohet ndjeshëm. Në disa raste, mund të kërkohen hapa shtesë para-trajtimi për të hequr ose zvogëluar ndikimin e këtyre papastërtive, gjë që rrit më tej kompleksitetin dhe koston e procesit të minierimit.

Përfundim

Si përfundim, procesi i cianidimit është një teknologji e domosdoshme në industrinë e nxjerrjes së arit. Shkalla e lartë e rikuperimit, zbatueshmëria e gjerë dhe teknologjia e pjekur e kanë bërë atë metodën dominuese për nxjerrjen e arit në nivel global. Ai ka mundësuar nxjerrjen e arit nga një gamë e ndryshme xeheroresh, duke kontribuar ndjeshëm në furnizimin global të arit.

Megjithatë, procesi i cianidimit nuk është pa sfida. Toksiciteti i cianidit përbën një kërcënim serioz për shëndetin e njeriut dhe mjedisin. Duhet të zbatohen masa të rrepta sigurie dhe mbrojtjeje mjedisore për të parandaluar rrjedhjen e cianidit dhe për të siguruar trajtimin e duhur të ujërave të zeza dhe mbetjeve që përmbajnë cianid. Për më tepër, operacionet komplekse dhe të kushtueshme pas trajtimit, si dhe ndjeshmëria e procesit ndaj papastërtive të xehes, shtojnë vështirësitë dhe kostot e prodhimit të arit.

Duke parë përpara, e ardhmja e procesit të cianidimit në përpunimin e mineralit të arit ka të ngjarë të formësohet nga përparimet teknologjike. Zhvillimi i metodave më miqësore me mjedisin dhe më efikase të cianidimit, siç është përdorimi i zëvendësuesve të cianideve me toksicitet të ulët, është një drejtim premtues. Automatizimi dhe teknologjitë inteligjente të kontrollit do të luajnë gjithashtu një rol gjithnjë e më të rëndësishëm. Këto teknologji mund të përmirësojnë efikasitetin e prodhimit, të zvogëlojnë rreziqet që lidhen me gabimet njerëzore dhe të optimizojnë përdorimin e burimeve. Për shembull, sistemet e automatizuara mund të kontrollojnë me saktësi dozat e reagentëve, përqendrimet e pulpës dhe parametrat e tjerë kyç, duke siguruar një proces prodhimi më të qëndrueshëm dhe efikas.

Për më tepër, eksplorimi i teknologjive të reja të lidhura me cianidimin, si biocianidimi ose integrimi i cianidimit me metoda të tjera të nxjerrjes në zhvillim, mund të ofrojë zgjidhje të reja për problemet ekzistuese. Me inovacione dhe përmirësime të vazhdueshme, procesi i cianidimit ka potencialin të ruajë pozicionin e tij si një teknologji lider në përpunimin e mineralit të arit duke u bërë më i qëndrueshëm dhe miqësor ndaj mjedisit. Meqenëse kërkesa për ar mbetet e fortë në industri të ndryshme, zhvillimi dhe optimizimi i procesit të cianidimit do të jetë vendimtar për zhvillimin afatgjatë të industrisë së nxjerrjes së arit.