Procesi i kullimit të cianidit në minierat e arit: Procesi i plotë nga shpërbërja në rikuperim

Prezantimi

Nxjerrja e arit nga xehet e tij ka qenë një temë me interes të madh për shekuj. Ndër metodat e ndryshme të disponueshme, Shpëlarja e cianidit është shfaqur si një nga teknikat më të përdorura në reklama Minierat e arit industrisë. Ky proces lejon shpërbërjen efikase të arit nga materialet e tij pritëse, duke bërë të mundur rikuperimin e metalit të çmuar në një formë më të koncentruar. Ky artikull do të gërmojë në procesin e plotë të shpëlarjes së cianidit në nxjerrjen e arit, nga shpërbërja fillestare e arit në tretësirat e cianidit deri në rikuperimin përfundimtar të metalit.

Shpërbërja e arit në zgjidhjet e cianidit

Reaksionet kimike të përfshira

Shpërbërja e arit në tretësirat e cianideve bazohet në një seri komplekse reaksionesh kimike. Reagimi i përgjithshëm mund të përfaqësohet nga ekuacioni i mëposhtëm:

4Au + 8NaCN + O2 + 4H4O → XNUMXNa[Au(CN)XNUMX] + XNUMXNaOH

Në këtë reagim, ari (Au) reagon me Cianid natriumi (NaCN) në prani të oksigjenit (O2) dhe ujit (H2O) për të formuar dicianoaurat natriumi (Na[Au(CN)2]) dhe hidroksid natriumi (NaOH). Roli i oksigjenit në këtë reagim është vendimtar pasi vepron si një agjent oksidues, duke lehtësuar shpërbërjen e arit.

Kushtet për shpërbërjen optimale

Për shpërbërjen efikase të arit, duhet të kontrollohen me kujdes disa kushte. Përqendrimi i cianidit në tretësirë ​​është një faktor kritik. Në mënyrë tipike, një përqendrim prej 0.05 - 0.1% NaCN përdoret në procesin e shpëlarjes. Një përqendrim më i lartë mund të çojë në rritjen e konsumit të cianidit pa një rritje proporcionale të tretjes së arit, ndërsa një përqendrim më i ulët mund të rezultojë në shpëlarje të ngadaltë dhe jo të plotë.

PH e tretësirës gjithashtu luan një rol të rëndësishëm. Procesi i shpëlarjes është më efektiv në një mjedis pak alkalik, me një diapazon pH prej 9.5 - 11. Në këtë pH, jonet e cianidit janë të pranishëm në formën e tyre të padisocuar (HCN), e cila është më reaktive ndaj arit. Rregullimi i pH zakonisht arrihet duke shtuar gëlqere (CaO) në tretësirën e shpëlarjes.

Temperatura është një tjetër parametër i rëndësishëm. Megjithëse reaksioni mund të ndodhë në temperaturat e ambientit, një temperaturë pak e ngritur prej rreth 25 - 35°C mund të rrisë shkallën e shpërbërjes së arit. Megjithatë, rritja e tepërt e temperaturës mund të çojë në dekompozimin e cianidit, duke ulur efektivitetin e tij.

Trajtimi paraprak i mineraleve

Thërrmimi dhe bluarja

Përpara se të fillojë procesi i shpëlarjes së cianidit, xehet që përmbajnë ar duhet të para-trajtohen. Hapi i parë në këtë para-trajtim është zakonisht Dërrmues bluarje. Xeherorët grimcohen për të zvogëluar madhësinë e tyre dhe më pas bluhen në grimca të imta. Kjo rrit sipërfaqen e mineralit, duke lejuar kontakt më efikas midis grimcave të arit dhe tretësirës së cianidit gjatë procesit të shpëlarjes.

Shkalla e bluarjes kontrollohet me kujdes. Bluarja e tepërt mund të çojë në formimin e llumeve të imta, të cilat mund të shkaktojnë probleme gjatë hapave të mëpasshëm të ndarjes së lëngjeve të ngurta. Nga ana tjetër, nën bluarja mund të rezultojë në ekspozim të pamjaftueshëm të grimcave të arit, duke çuar në shpëlarje jo të plotë.

Pjekja dhe biooksidimi

Në disa raste, xehet e arit mund të përmbajnë minerale zjarrduruese që parandalojnë shpërbërjen e drejtpërdrejtë të arit nga cianidi. Për xeherore të tilla, mund të kërkohen metoda shtesë të para-trajtimit si pjekja ose biooksidimi.

Pjekja përfshin ngrohjen e mineralit në prani të ajrit për të oksiduar mineralet zjarrduruese, të tilla si sulfide. Ky proces oksidimi zbërthen mineralet, duke liruar grimcat e arit dhe duke i bërë ato më të aksesueshme për zgjidhjen e cianidit.

Bio-oksidimi, nga ana tjetër, përdor mikroorganizma për të oksiduar mineralet refraktare. Kjo është një alternativë më miqësore me mjedisin ndaj pjekjes, pasi funksionon në temperatura më të ulëta dhe prodhon më pak emetime të dëmshme. Mikroorganizmat, zakonisht bakteret ose kërpudhat, zgjidhen në bazë të aftësisë së tyre për të oksiduar mineralet specifike zjarrduruese të pranishme në mineral.

Procesi i kullimit

Shpëlarje e trazuar e tankeve

Shpëlarja e rezervuarit të trazuar është një nga metodat më të zakonshme të përdorura për kullimin e cianidit. Në këtë proces, minerali i para-trajtuar përzihet me tretësirën e cianidit në rezervuarë të mëdhenj të trazuar. Depozitat janë të pajisura me trazues që sigurojnë përzierjen e plotë të mineralit dhe tretësirës, ​​duke nxitur kontaktin midis grimcave të arit dhe joneve të cianidit.

Koha e shpëlarjes mund të ndryshojë në varësi të natyrës së mineralit dhe kushteve të funksionimit. Në përgjithësi, procesi i shpëlarjes mund të zgjasë nga disa orë deri në disa ditë. Gjatë kësaj kohe, mostrat e kullimit merren periodikisht dhe analizohen për të monitoruar ecurinë e shpërbërjes së arit.

Shpëlarja e grumbullit

Shpëlarja e grumbullit është një metodë tjetër e përdorur gjerësisht, veçanërisht për mineralet e arit me cilësi të ulët. Në këtë proces, minerali i grimcuar grumbullohet në grumbuj të mëdhenj në një shtresë të padepërtueshme. Zgjidhja e cianidit më pas spërkatet në majë të grumbullit dhe lihet të depërtojë nëpër mineral. Ndërsa tretësira kalon nëpër grumbull, ajo shpërndan grimcat e arit dhe tretësira shtatzënë që rezulton mblidhet në fund të grumbullit.

Shpëlarja e grumbullit është një metodë më kosto-efektive në krahasim me Shpëlarja e rezervuarit të trazuar pasi kërkon më pak investime kapitale në pajisje. Megjithatë, është një proces më i ngadalshëm dhe është më i përshtatshëm për xehe me përmbajtje relativisht të ulët ari.

Ndarja e ngurtë-lëngshme

Filtrim

Pas përfundimit të procesit të shpëlarjes, hapi tjetër është ndarja e mbetjeve të ngurta (mbeturinave) nga tretësira shtatzënë, e cila përmban arin e tretur. Filtrimi është një nga metodat më të përdorura për ndarjen e lëngjeve të ngurta. Në këtë proces, slurri (përzierje e ngurtë dhe e lëngshme) kalohet përmes një mjedisi filtri, si p.sh. një leckë filtri ose një shtypëse filtri. Grimcat e ngurta mbahen në mjedisin filtrues, ndërsa lëngu (tretësira shtatzënë) kalon dhe mblidhet.

Zgjedhja e mediumit filtrues varet nga natyra e grimcave të ngurta dhe kushtet e funksionimit. Për shembull, në rastet kur grimcat e ngurta janë shumë të imta, mund të kërkohet një leckë filtri me rrjetë më të imët.

Dekantimi

Dekantimi është një metodë tjetër që mund të përdoret për ndarjen e ngurtë nga lëngu, veçanërisht kur grimcat e ngurta janë relativisht të mëdha dhe vendosen lehtësisht. Në këtë proces, slurri lihet të qëndrojë në një rezervuar për një periudhë kohe. Grimcat e ngurta vendosen në fund të rezervuarit për shkak të gravitetit, dhe lëngu i pastër supernatant (tretësira shtatzënë) më pas derdhet me kujdes.

Dekantimi është një metodë më e thjeshtë dhe më pak energji intensive në krahasim me filtrimin. Megjithatë, mund të mos jetë aq efektiv në ndarjen e grimcave të ngurta shumë të imta.

Rikuperimi i arit nga solucioni i shtatzënisë

Adsorbimi i karbonit të aktivizuar

Një nga metodat më të zakonshme për rikuperimin e arit nga solucioni shtatzënë është Adsorbimi i karbonit të aktivizuar. Në këtë proces, tretësirës shtatzënë i shtohet karboni i aktivizuar. Kompleksi ar - cianid ka një afinitet të fortë për sipërfaqen e karbonit të aktivizuar, dhe si rezultat, ari absorbohet në grimcat e karbonit.

Grimcat e karbonit më pas ndahen nga tretësira, zakonisht me anë të skanimit ose filtrimit. Karboni i ngarkuar me ar përpunohet më tej për të thithur arin. Kjo zakonisht bëhet duke i nënshtruar karbonit një trajtim me avull në temperaturë të lartë ose duke përdorur një agjent kimik desorbues.

Reshjet e zinkut

Reshjet e zinkut, i njohur gjithashtu si procesi Merrill - Crowe, është një metodë tjetër për rikuperimin e arit. Në këtë proces, pluhuri i zinkut i shtohet tretësirës shtatzënë. Zinku është më elektropozitiv se ari, dhe si rezultat, ai e zhvendos arin nga kompleksi ar - cianid. Reaksioni mund të përfaqësohet nga ekuacioni i mëposhtëm:

2Na[Au(CN)2] + Zn → XNUMXAu + NaXNUMX[Zn(CN)XNUMX]

Ari i precipituar, së bashku me çdo zink të pareaguar, formon një llum të fortë. Kjo llum më pas ndahet nga solucioni dhe ari rafinohet më tej për të marrë një produkt të pastër.

Rafinimi i arit

bashkëshkrirje

Pasi ari të jetë rikuperuar nga tretësira shtatzënë, zakonisht duhet të rafinohet për të hequr çdo papastërti të mbetur. Shkrirja është një nga metodat më të zakonshme për rafinimin e arit. Në këtë proces, materiali që përmban ar nxehet në një temperaturë të lartë në prani të një fluksi, siç është boraksi. Fluksi ndihmon në uljen e pikës së shkrirjes së arit dhe gjithashtu reagon me papastërtitë, duke formuar një skorje që mund të ndahet nga ari i shkrirë.

Ari i shkrirë më pas derdhet në kallëpe për të formuar shufra. Këto shufra mund të përpunohen më tej ose të shiten si produkt gjysëm i gatshëm.

Rafinimi elektrolitik

Rafinimi elektrolitik është një metodë më e avancuar për rafinimin e arit. Në këtë proces, anoda që përmban ar vendoset në një qelizë elektrolitike së bashku me një katodë ari të pastër. Elektroliti është zakonisht një zgjidhje e klorurit të arit ose kripërave të tjera të arit. Kur një rrymë elektrike kalon nëpër qelizë, ari nga anoda shpërndahet në elektrolit dhe më pas depozitohet në katodë.

Papastërtitë që janë më elektropozitive se ari treten në elektrolit por nuk depozitohen në katodë, ndërsa papastërtitë që janë më pak elektropozitive se ari mbeten si llum në fund të qelizës. Kjo rezulton në një produkt ari me pastërti shumë të lartë.

Konsideratat mjedisore

Menaxhimi i cianidit

Cianidi është një substancë shumë toksike dhe menaxhimi i duhur i cianidit në procesin e nxjerrjes së arit është i një rëndësie të madhe. Përdorimi i cianidit në nxjerrjen e arit është i rregulluar rreptësisht në shumë vende për të minimizuar ndikimin e tij në mjedis dhe shëndetin e njeriut.

Një nga aspektet kryesore të menaxhimit të cianidit është parandalimi i derdhjeve të cianidit. Operacionet e minierave duhet të kenë sisteme të duhura frenimi për të parandaluar rrjedhjen e solucioneve që përmbajnë cianid në mjedis. Përveç kësaj, trajtimi i ujërave të zeza që përmbajnë cianid është gjithashtu vendimtar. Ekzistojnë disa metoda të disponueshme për trajtimin e ujërave të zeza që përmbajnë cianide, të tilla si oksidimi kimik, trajtimi biologjik dhe shkëmbimi i joneve.

Asgjesimi i mbeturinave

Mbetjet e ngurta (mbeturat) e prodhuara pas procesit të rikuperimit të arit duhet gjithashtu të asgjësohen siç duhet. Sterilet mund të përmbajnë sasi të vogla cianidi dhe metale të tjera të rënda, të cilat mund të përbëjnë një kërcënim për mjedisin nëse nuk menaxhohen siç duhet.

Një metodë e zakonshme për asgjësimin e mbetjeve është ruajtja e tyre në diga të mbeturinave. Këto diga janë projektuar për të mbajtur mbetjet e mbeturinave dhe për të parandaluar lëshimin e ndotësve në mjedis. Në disa raste, mbetjet mund të ri-përpunohen për të rikuperuar çdo mineral të vlefshëm të mbetur ose për të reduktuar ndikimin mjedisor.

Përfundim

Procesi i shpëlarjes së cianidit në minierat e arit është një proces kompleks dhe me shumë hapa që përfshin shpërbërjen e arit në tretësirat e cianidit, para-trajtimin e xeheve, shpëlarjen, ndarjen e ngurtë-lëngshme, rikuperimin e arit, rafinimin dhe menaxhimin mjedisor. Çdo hap në këtë proces kontrollohet me kujdes për të siguruar nxjerrjen dhe rikuperimin efikas të arit duke minimizuar ndikimin mjedisor. Pavarësisht sfidave që lidhen me përdorimin e cianidit, procesi mbetet një metodë e rëndësishme dhe e përdorur gjerësisht në industrinë komerciale të minierave të arit për shkak të efikasitetit të lartë dhe kostos relativisht të ulët. Megjithatë, kërkimi dhe zhvillimi i vazhdueshëm po kryhen për të zhvilluar metoda alternative që janë më miqësore me mjedisin dhe të qëndrueshme.