Процес лужења цијанида у ископавању злата: Комплетан процес од растварања до опоравка

Увод

Вађење злата из његових руда је вековима било предмет великог интересовања. Међу различитим доступним методама, Испирање цијанидом се појавила као једна од најчешће коришћених техника у реклами рударење злата индустрије. Овај процес омогућава ефикасно растварање злата из материјала домаћина, што омогућава да се племенити метал добије у концентрисанијем облику. Овај чланак ће се бавити комплетним процесом лужења цијанида у експлоатацији злата, од почетног растварања злата у растворима цијанида до коначног опоравка метала.

Растварање злата у растворима цијанида

Укључене хемијске реакције

Растварање злата у растворима цијанида заснива се на сложеном низу хемијских реакција. Укупна реакција се може представити следећом једначином:

4Ау + 8НаЦН + О₂ + 2Х4О → 4На[Ау(ЦН)₂] + XNUMXНаОХ

У овој реакцији, злато (Ау) реагује са Натријум цијанид (НаЦН) у присуству кисеоника (О₂) и воде (Х2О) да би се формирао натријум дицијаноаурат (На[Ау(ЦН)₂]) и натријум хидроксид (НаОХ). Улога кисеоника у овој реакцији је кључна јер делује као оксидационо средство, олакшавајући растварање злата.

Услови за оптимално растварање

За ефикасно растварање злата потребно је пажљиво контролисати неколико услова. Концентрација цијанида у раствору је критичан фактор. Обично се у процесу лужења користи концентрација од 0.05 - 0.1% НаЦН. Већа концентрација може довести до повећане потрошње цијанида без пропорционалног повећања растварања злата, док нижа концентрација може довести до спорог и непотпуног испирања.

пХ раствора такође игра значајну улогу. Процес лужења је најефикаснији у благо алкалном медијуму, са пХ опсегом од 9.5 - 11. При овом пХ, јони цијанида су присутни у свом недисоцираном облику (ХЦН), који је реактивнији према злату. Подешавање пХ се обично постиже додавањем креча (ЦаО) у раствор за лужење.

Температура је још један важан параметар. Иако се реакција може десити на собној температури, благо повишена температура од око 25 - 35°Ц може повећати брзину растварања злата. Међутим, превелико повећање температуре може довести до распадања цијанида, смањујући његову ефикасност.

Предтретман руда

Дробљење и млевење

Пре него што почне процес лужења цијанида, руде које садрже злато морају бити претходно третиране. Први корак у овом претходном третману је обично Постројење млевење. Руде се дробе да би се смањила њихова величина, а затим се мељу у фине честице. Ово повећава површину руде, омогућавајући ефикаснији контакт између честица злата и раствора цијанида током процеса лужења.

Степен млевења се пажљиво контролише. Прекомерно млевење може довести до стварања финих слузи, што може да изазове проблеме током наредних корака раздвајања чврстог и течног. С друге стране, недовољно млевење може довести до недовољног излагања честица злата, што доводи до непотпуног испирања.

Печење и биооксидација

У неким случајевима, златне руде могу садржати ватросталне минерале који спречавају директно растварање злата цијанидом. За такве руде могу бити потребне додатне методе претходног третмана као што су печење или биооксидација.

Печење укључује загревање руде у присуству ваздуха да би се оксидисали ватростални минерали, као што су сулфиди. Овај процес оксидације разлаже минерале, ослобађајући честице злата и чинећи их приступачнијим за раствор цијанида.

Био-оксидација, с друге стране, користи микроорганизме за оксидацију ватросталних минерала. Ово је еколошки прихватљивија алтернатива печењу јер ради на нижим температурама и производи мање штетних емисија. Микроорганизми, обично бактерије или гљиве, бирају се на основу њихове способности да оксидирају специфичне ватросталне минерале присутне у руди.

Процес испирања

Мешано испирање из резервоара

Испирање резервоара са мешањем је једна од најчешћих метода које се користе за испирање цијанидом. У овом процесу, претходно обрађена руда се меша са раствором цијанида у великим резервоарима за мешање. Резервоари су опремљени мешалицама које обезбеђују темељно мешање руде и раствора, промовишући контакт између честица злата и јона цијанида.

Време лужења може да варира у зависности од природе руде и услова рада. Генерално, процес испирања може трајати од неколико сати до неколико дана. Током овог времена, узорци процедне воде се периодично узимају и анализирају како би се пратио напредак растварања злата.

Хеап Леацхинг

Хемично лужење је још једна метода која се широко користи, посебно за руде злата ниског квалитета. У овом процесу, здробљена руда се слаже у велике гомиле на непропусну кошуљицу. Раствор цијанида се затим распршује на врх гомиле и оставља да проциједи кроз руду. Како раствор пролази кроз гомилу, он раствара честице злата, а резултујући бременитни раствор се сакупља на дну гомиле.

Испирање гомиле је исплативији метод у поређењу са Мешано испирање резервоара пошто захтева мање капиталних улагања у опрему. Међутим, то је спорији процес и погоднији је за руде са релативно ниским садржајем злата.

Одвајање чврстог и течног

Филтрација

Након што је процес лужења завршен, следећи корак је одвајање чврстог остатка (јаловине) из бременитног раствора, који садржи растворено злато. Филтрација је једна од најчешће коришћених метода за раздвајање чврстог и течног. У овом процесу, суспензија (мешавина чврсте материје и течности) се пропушта кроз филтер медијум, као што је филтерска тканина или филтер преса. Чврсте честице се задржавају на медијуму филтера, док течност (прегнантни раствор) пролази и сакупља се.

Избор медијума за филтрирање зависи од природе чврстих честица и услова рада. На пример, у случајевима када су чврсте честице веома фине, може бити потребна финија мрежаста тканина за филтер.

Децантација

Декантација је још један метод који се може користити за раздвајање чврстог и течног, посебно када су чврсте честице релативно велике и лако се таложе. У овом процесу, суспензија се оставља да одстоји у резервоару за таложење током одређеног временског периода. Чврсте честице се таложе на дно резервоара услед гравитације, а бистра супернатантна течност (прегнантни раствор) се затим пажљиво декантује.

Декантација је једноставнија и мање енергетски интензивна метода у поређењу са филтрацијом. Међутим, можда неће бити тако ефикасан у одвајању веома финих чврстих честица.

Повраћај злата из раствора за трудноћу

Адсорпција активног угља

Једна од најчешћих метода за добијање злата из трудног раствора је Адсорпција активног угља. У овом процесу, активни угаљ се додаје у труднички раствор. Злато-цијанидни комплекс има јак афинитет према површини активног угља, и као резултат, злато се адсорбује на честице угљеника.

Честице угљеника се затим одвајају од раствора, обично просијавањем или филтрацијом. Угљеник напуњен златом се затим даље обрађује да би се злато десорбовало. Ово се обично ради подвргавањем угљеника третману паром на високој температури или коришћењем хемијског средства за десорпцију.

Цинц Преципитатион

Преципитација цинка, такође позната као Мерил - Кроуов процес, је још један метод за опоравак злата. У овом процесу, цинк прашина се додаје у трудни раствор. Цинк је електропозитивнији од злата и као резултат тога истискује злато из комплекса злато - цијанид. Реакција се може представити следећом једначином:

2На[Ау(ЦН)₂] + Зн → 2Ау + На₂[Зн(ЦН)₄]

Таложено злато, заједно са неизреагованим цинком, формира чврст муљ. Овај муљ се затим одваја од раствора, а злато се даље рафинише да би се добио чист производ.

Рафинација злата

Топљење

Када се злато извуче из раствора за трудноћу, обично га треба рафинирати да би се уклониле све преостале нечистоће. Топљење је једна од најчешћих метода прераде злата. У овом процесу, материјал који садржи злато се загрева до високе температуре у присуству флукса, као што је боракс. Флукс помаже у снижавању тачке топљења злата и такође реагује са нечистоћама, формирајући шљаку која се може одвојити од растопљеног злата.

Истопљено злато се затим сипа у калупе да се формирају инготи. Ови инготи се могу даље прерађивати или продавати као полупроизвод.

Елецтролитиц Рафининг

Електролитичка рафинација је напреднија метода за рафинацију злата. У овом процесу, анода која садржи злато се поставља у електролитичку ћелију заједно са катодом од чистог злата. Електролит је обично раствор златног хлорида или других соли злата. Када се електрична струја прође кроз ћелију, злато са аноде се раствара у електролит, а затим се таложи на катоду.

Нечистоће које су електропозитивније од злата растварају се у електролиту, али се не таложе на катоди, док нечистоће које су мање електропозитивне од злата остају као муљ на дну ћелије. Ово резултира златним производом високе чистоће.

Еколошка разматрања

Менаџмент цијанида

Цијанид је веома токсична супстанца, а правилно управљање цијанидом у процесу ископавања злата је од највеће важности. Употреба цијанида у ископавању злата је строго регулисана у многим земљама како би се смањио његов утицај на животну средину и здравље људи.

Један од кључних аспеката управљања цијанидом је спречавање изливања цијанида. Од рударских операција се захтева да имају одговарајуће системе заштите како би се спречило цурење раствора који садрже цијанид у животну средину. Поред тога, третман отпадних вода које садрже цијанид је такође кључан. Постоји неколико доступних метода за третман отпадних вода које садрже цијанид, као што су хемијска оксидација, биолошки третман и јонска размена.

Одлагање јаловине

Чврсти остатак (јаловина) који настаје након процеса опоравка злата такође треба да се правилно одложи. Јаловина може садржати трагове цијанида и других тешких метала, који могу представљати претњу по животну средину ако се њима не управља правилно.

Једна уобичајена метода за одлагање јаловине је њено складиштење у бранама јаловине. Ове бране су дизајниране да задрже јаловину и спрече испуштање загађивача у животну средину. У неким случајевима, јаловина се такође може поново прерадити да би се повратили сви преостали вредни минерали или да би се смањио утицај на животну средину.

Закључак

Процес лужења цијанидом у ископавању злата је сложен процес у више корака који укључује растварање злата у растворима цијанида, претходну обраду руда, лужење, одвајање чврстог и течног, добијање злата, рафинацију и управљање животном средином. Сваки корак у овом процесу је пажљиво контролисан како би се осигурала ефикасна екстракција и опоравак злата уз минимизирање утицаја на животну средину. Упркос изазовима повезаним са употребом цијанида, овај процес остаје важан и широко коришћен метод у комерцијалној индустрији ископавања злата због своје високе ефикасности и релативно ниске цене. Међутим, континуирано истраживање и развој се спроводе у циљу развоја алтернативних метода које су еколошки прихватљивије и одрживије.