Улога помоћних средстава за излугивање у екстракцији злата натријум цијанидом

Увод

Лужење цијанидом је дуго било доминантна метода у екстракцији злата због своје високе ефикасности и релативно ниских трошкова. Међутим, процес није без изазова, као што су потреба за дугим временима испирања, велика потрошња цијанида и присуство ватросталних минерала који могу ометати растварање злата. Ту долазе до изражаја помоћна средства за испирање . Помоћна средства за испирање су супстанце које се додају раствору за испирање цијанидом како би се побољшала екстракција злата, нудећи ефикаснији и исплативији приступ вађењу злата.

Како функционишу средства за испирање

Повећање раствореног кисеоника

Једна од примарних функција многих средстава за лужење је повећање садржаја раствореног кисеоника у раствору цијанида. Да би се злато растворило у растворима цијанида, потребан је кисеоник као оксидационо средство које олакшава оксидацију злата и његово накнадно комбиновање са цијанидним јонима. У нормалним условима, кисеоник који се доводи из ваздуха често је недовољан, што ограничава брзину којом се злато раствара. Средства за лужење попут пероксида и персулфата могу се разградити и ослободити кисеоник, осигуравајући већу концентрацију раствореног кисеоника у суспензији. На пример, водоник-пероксид се разлаже како би обезбедио додатни извор кисеоника за реакцију између злата и цијанида.

Формирање галванских ћелија (соли тешких метала)

Одређене соли тешких метала, као што су соли олова, соли живе и соли бизмута, могу деловати као помоћна средства за излучивање стварањем локалних галванских ћелија. Када се додају у цијанидну суспензију, ови тешки метали се таложе на површини честица злата. Ово ствара потенцијалну разлику између злата и наталоженог тешког метала, што убрзава растварање злата. Злато делује као анода где се дешава оксидација, а подручје обложено тешким металом делује као катода. Овај процес сличан електрохемијском значајно убрзава брзину којом се злато излучује.

Хелација и уклањање нечистоћа

Нека средства за лужење могу се везати за нечистоће присутне у руди или их уклонити, што може ометати процес лужења цијанидом. У рудама које садрже металне јоне попут бакра, цинка, гвожђа, ове нечистоће могу реаговати са цијанидом, трошећи га и смањујући количину доступну за растварање злата. Хелатна средства у средствима за лужење формирају стабилне комплексе са овим јонима нечистоћа, држећи их подаље и спречавајући њихову реакцију са цијанидом. Ово не само да смањује потрошњу цијанида, већ и побољшава укупну ефикасност процеса лужења злата.

Врсте средстава за испирање и њихове специфичне улоге

Оксидирајућа средства

1. Пероксиди

• Водоник-пероксид : Водоник-пероксид је једно од најчешће коришћених оксидационих средстава за лужење. Може брзо повећати садржај раствореног кисеоника у раствору цијанида. У индустријским применама, додавање водоник-пероксида у систем за лужење цијанидом може значајно скратити време лужења. На пример, у неким рудницима злата, време лужења може се смањити и до 50% када се водоник-пероксид користи као помоћно средство за лужење. Такође помаже у смањењу потрошње цијанида, јер побољшана оксидација злата омогућава ефикасније коришћење цијанида.

• Калцијум-пероксид : Калцијум-пероксид је посебно користан у рудама са високим садржајем сумпора. Разлаже се спорије од водоник-пероксида, обезбеђујући дуже ослобађање кисеоника. Поред тога, може смањити каталитичко разлагање цијанида минералима који садрже сумпор. У рудама злата са високим садржајем сумпора, употреба калцијум-пероксида као помоћног средства за лужење може довести до повећања искоришћења злата за 10-15% у поређењу са традиционалним лужењем цијанидом.

• Баријум пероксид : Баријум пероксид има јединствено својство да обезбеђује споро и стабилно ослобађање кисеоника. Ово обезбеђује константно високу концентрацију раствореног кисеоника у суспензији током дужег периода. Брзина растварања злата расте линеарно са повећањем додавања баријум пероксида, док потрошња цијанида остаје релативно стабилна. Такође је лако припремити га и применити у практичним рударским операцијама.

2. Персулфати

• Персулфати су јака оксидациона средства. Када се додају систему за излучивање цијанидом, они се разлажу и формирају високо реактивне сулфатне радикале. Ови радикали могу ефикасније оксидовати злато од молекуларног кисеоника, што доводи до значајног повећања брзине излучивања злата. У неким случајевима, брзина растварања злата може се повећати и до 8 пута у поређењу са конвенционалним излучивањем цијанидом са ваздухом као извором кисеоника.

Соли тешких метала

1. Соли олова

• Оловне соли се широко користе у цијанидном излучивању. У рудама које садрже сулфидне минерале попут пирита и арсенопирита, ови минерали могу реаговати са цијанидом и кисеоником, трошећи их и смањујући ефикасност излучивања злата. Оловне соли могу формирати пасивирајући слој на површини сулфидних минерала, инхибирајући њихову реакцију са цијанидом и кисеоником. Истовремено, олово може формирати галванску ћелију са златом, подстичући растварање злата. У канадском постројењу за цијанид, додавањем оловних соли и одржавањем одговарајуће концентрације раствореног кисеоника, успешно су превазиђени негативни ефекти сулфидних минерала на цијанидацију, што је резултирало повећањем искоришћења злата за 10-15%.

2. Соли живе и бизмута

• Соли живе и соли бизмута такође могу деловати као акцелератори у цијанидном лужењу. Слично солима олова, могу формирати галванске ћелије са златом, повећавајући брзину лужења. Међутим, због токсичности живе и релативно високе цене бизмута, њихова примена је ограниченија у поређењу са солима олова. Али у неким специфичним случајевима где руда има јединствена својства, ове соли се и даље могу сматрати ефикасним помагалима за лужење.

Хелатна средства и друго

1. Лимунска киселина

• Лимунска киселина се може користити као помоћно средство за излуживање у екстракцији злата цијанидом . У рудама које садрже металне јоне као што су бакар, цинк, гвожђе, ови јони могу конзумирати цијанид и кисеоник, смањујући ефикасност излуживања злата. Лимунска киселина се може везати са овим металним јонима, формирајући стабилне комплексе. На пример, она формира комплекс бакар-цитрат. Ово не само да смањује потрошњу цијанида и кисеоника од стране ових јона нечистоћа, већ и помаже у дисперговању минерала јаловине, побољшавајући укупно окружење за излуживање. У неким лабораторијским експериментима, додавање лимунске киселине у раствор за излуживање цијанидом повећало је опоравак злата за 5-10%.

2. Једињења на бази амонијака

• У неким случајевима, једињења на бази амонијака могу се користити као помоћна средства за лужење, посебно у рудама које садрже минерале бакра и злата. Амонијак може да формира комплексе са јонима бакра, смањујући интерференцију бакра у цијанидном лужењу злата. Подешавањем односа амонијака и цијанида у раствору за лужење, могуће је селективно растворити злато уз минимизирање растварања бакра, што је корисно за накнадне процесе извлачења злата.

Случајеви примене

1. У руднику злата у Аустралији

• Рудник је обрађивао златну руду ниског квалитета са високим садржајем сумпора. Коришћењем комбинације водоник-пероксида и соли олова као помоћних средстава за излучивање, постигнута су значајна побољшања. Брзина излучивања злата повећана је за 8-10% у поређењу са традиционалним излучивањем цијанидом. Додавање водоник-пероксида обезбедило је додатни кисеоник, побољшавајући оксидацију злата, док су соли олова инхибирале негативан утицај сулфидних минерала. Потрошња цијанида је такође смањена за приближно 20%, што је довело до значајних уштеда трошкова.

2. Кинески рудник злата који се бави сложеним рудама

• Руда у овом руднику садржала је висок ниво нечистоћа бакра и гвожђа. Коришћењем лимунске киселине као помоћног средства за лужење у процесу цијанидног лужења, стопа искоришћавања злата повећана је са 70% на 78%. Лимунска киселина се везала са јонима бакра и гвожђа, смањујући њихово мешање у реакцију злато-цијанид. Време лужења је такође незнатно смањено, што је побољшало укупну продуктивност рударских операција.

Разматрања за избор и коришћење средстава за испирање

1. Карактеристике руде

• Састав руде је кључан у одређивању одговарајућег средства за лужење. За руде са високим садржајем сумпора, оксидациона средства попут калцијум-пероксида или баријум-пероксида могу бити погоднија јер не само да могу да обезбеде кисеоник већ и да смање негативан утицај сумпора. Код руда са високим нивоом нечистоћа металних јона, треба размотрити хелатна средства као што су лимунска киселина или једињења на бази амонијака.

2. Исплативост

• Потребно је проценити трошкове помоћног средства за излуживање, укључујући његову набавну цену, транспорт и складиштење. Нека помоћна средства за излуживање, као што су одређене соли бизмута, могу бити ефикасна, али релативно скупа. У таквим случајевима, потребно је пронаћи равнотежу између трошкова и побољшања приноса злата. Поред тога, смањење потрошње цијанида и времена излуживања услед употребе помоћних средстава за излуживање такође треба узети у обзир у анализи исплативости.

3.Утицај на животну средину

• Пошто испирање цијанидом већ носи са собом еколошке проблеме због токсичности цијанида, при избору помоћног средства за испирање требало би узети у обзир и његов утицај на животну средину. На пример, неки оксидациони агенси могу произвести нуспроизводе које је потребно правилно третирати. Употреба соли живе , иако ефикасна у неким случајевима, веома је ограничена због њихове екстремне токсичности и опасности по животну средину.

Закључак

Помоћна средства за излуживање играју виталну улогу у екстракцији злата цијанидом. Она могу значајно побољшати ефикасност процеса излуживања повећавањем опоравка злата, смањењем времена излуживања и смањењем потрошње цијанида. Разумевањем различитих врста помоћних средстава за излуживање, њихових механизама рада и начина одабира најприкладнијих на основу карактеристика руде, рудари злата могу оптимизовати своје пословање. Како потражња за златом наставља да расте, употреба помоћних средстава за излуживање у цијанидном излуживању вероватно ће постати још распрострањенија, доприносећи одрживијим и ефикаснијим праксама вађења злата.