Mchakato wa Usafishaji wa Cyanide katika Uchimbaji wa Dhahabu: Mchakato Kamili kutoka Kufutwa hadi Urejeshaji

kuanzishwa

Uchimbaji wa dhahabu kutoka kwa madini yake umekuwa jambo la kupendeza sana kwa karne nyingi. Miongoni mwa mbinu mbalimbali zinazopatikana, Kuchuja kwa cyanide imeibuka kuwa mojawapo ya mbinu zinazotumika sana katika biashara Uchimbaji madini viwanda. Utaratibu huu unaruhusu kufuta kwa ufanisi wa dhahabu kutoka kwa vifaa vya jeshi lake, na kufanya iwezekanavyo kurejesha chuma cha thamani katika fomu iliyojilimbikizia zaidi. Nakala hii itachunguza mchakato kamili wa uvujaji wa sianidi katika uchimbaji wa dhahabu, kutoka kwa kufutwa kwa dhahabu katika suluhisho la sianidi hadi urejeshaji wa mwisho wa chuma.

Kuyeyushwa kwa Dhahabu katika Suluhu za Cyanide

Athari za Kemikali Zinazohusika

Kufutwa kwa dhahabu katika ufumbuzi wa sianidi ni msingi wa mfululizo tata wa athari za kemikali. Mwitikio wa jumla unaweza kuwakilishwa na equation ifuatayo:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

Katika majibu haya, dhahabu (Au) humenyuka na Sianidi ya sodiamu (NaCN) ikiwa kuna oksijeni (O₂) na maji (H₂O) kuunda dicyanoaurate ya sodiamu (Na[Au(CN)₂]) na hidroksidi ya sodiamu (NaOH). Jukumu la oksijeni katika mmenyuko huu ni muhimu kwani hufanya kazi kama wakala wa vioksidishaji, kuwezesha kufutwa kwa dhahabu.

Masharti ya Ufutaji Bora

Kwa kufuta kwa ufanisi wa dhahabu, hali kadhaa zinahitajika kudhibitiwa kwa uangalifu. Mkusanyiko wa cyanide katika suluhisho ni jambo muhimu. Kwa kawaida, mkusanyiko wa 0.05 - 0.1% NaCN hutumiwa katika mchakato wa leaching. Mkusanyiko wa juu unaweza kusababisha kuongezeka kwa matumizi ya sianidi bila ongezeko sawia la kuyeyuka kwa dhahabu, wakati ukolezi mdogo unaweza kusababisha uchujaji wa polepole na usio kamili.

PH ya suluhisho pia ina jukumu kubwa. Mchakato wa uchujaji unafaa zaidi katika kati ya alkali kidogo, yenye kiwango cha pH cha 9.5 - 11. Katika pH hii, ioni za sianidi zipo katika umbo lao lisilotenganishwa (HCN), ambalo linafanya kazi zaidi kuelekea dhahabu. Kurekebisha pH kawaida hupatikana kwa kuongeza chokaa (CaO) kwenye suluhisho la leaching.

Joto ni parameter nyingine muhimu. Ingawa mmenyuko unaweza kutokea kwa halijoto iliyoko, halijoto iliyoinuliwa kidogo ya karibu 25 - 35°C inaweza kuongeza kasi ya kuyeyuka kwa dhahabu. Hata hivyo, kuongeza joto sana kunaweza kusababisha mtengano wa cyanide, kupunguza ufanisi wake.

Matibabu ya awali ya Ores

Kusagwa na Kusaga

Kabla ya mchakato wa leaching ya cyanide kuanza, madini yenye dhahabu yanahitaji kutibiwa kabla. Hatua ya kwanza katika matibabu haya ya awali ni kawaida Kusagwa na kusaga. Ores hupondwa ili kupunguza ukubwa wao na kisha kusagwa katika chembe ndogo. Hii huongeza eneo la uso wa ore, kuruhusu kuwasiliana kwa ufanisi zaidi kati ya chembe za dhahabu na ufumbuzi wa sianidi wakati wa mchakato wa uvujaji.

Kiwango cha kusaga kinadhibitiwa kwa uangalifu. Kusaga kupita kiasi kunaweza kusababisha uundaji wa slimes nzuri, ambayo inaweza kusababisha shida wakati wa hatua za mgawanyiko wa kioevu-kioevu zifuatazo. Kwa upande mwingine, kusaga chini kunaweza kusababisha ufichuzi usiotosha wa chembe za dhahabu, na kusababisha uchujaji usio kamili.

Kuchoma na Bio-oxidation

Katika baadhi ya matukio, madini ya dhahabu yanaweza kuwa na madini ya kinzani ambayo yanazuia kufutwa kwa dhahabu moja kwa moja na sianidi. Kwa ore kama hizo, mbinu za ziada za matibabu ya awali kama vile kuchoma au oksidi ya kibiolojia zinaweza kuhitajika.

Kuchoma kunahusisha kupasha moto madini kwenye uwepo wa hewa ili kuongeza oksidi ya madini ya kinzani, kama vile sulfidi. Utaratibu huu wa oxidation huvunja madini, ikitoa chembe za dhahabu na kuzifanya ziweze kupatikana kwa ufumbuzi wa sianidi.

Bio-oxidation, kwa upande mwingine, hutumia microorganisms ili oxidize madini ya kinzani. Hii ni njia mbadala ya uhifadhi wa mazingira zaidi ya kukaanga kwani inafanya kazi katika halijoto ya chini na kutoa hewa chafu inayodhuru. Vijidudu, kwa kawaida bakteria au kuvu, huchaguliwa kulingana na uwezo wao wa kuongeza oksidi ya madini mahususi ya kinzani yaliyo kwenye ore.

Mchakato wa Leaching

Uvujaji wa Tangi Uliochochewa

Usafishaji wa tanki iliyochochewa ni mojawapo ya njia za kawaida zinazotumiwa kwa uondoaji wa sianidi. Katika mchakato huu, ore kabla ya kutibiwa huchanganywa na suluhisho la cyanide katika mizinga mikubwa iliyochochewa. Mizinga hiyo ina vifaa vya kuchochea ambavyo vinahakikisha kuchanganya kamili ya ore na suluhisho, kukuza mawasiliano kati ya chembe za dhahabu na ioni za cyanide.

Muda wa leaching unaweza kutofautiana kulingana na asili ya ore na hali ya uendeshaji. Kwa ujumla, mchakato wa leaching unaweza kuchukua popote kutoka saa kadhaa hadi siku kadhaa. Wakati huu, sampuli za wavujaji huchukuliwa mara kwa mara na kuchambuliwa ili kufuatilia maendeleo ya kuyeyushwa kwa dhahabu.

Lundo Leaching

Usafishaji wa lundo ni njia nyingine inayotumika sana, haswa kwa madini ya dhahabu ya kiwango cha chini. Katika mchakato huu, madini yaliyopondwa huwekwa kwenye chungu kubwa kwenye mjengo usioweza kupenyeza. Suluhisho la sianidi kisha hunyunyiziwa juu ya lundo na kuruhusiwa kupenyeza kwenye ore. Suluhisho linapopita kwenye lundo, huyeyusha chembe za dhahabu, na suluhisho la mimba linalotokana hukusanywa chini ya lundo.

Usafishaji wa lundo ni njia ya gharama nafuu zaidi ikilinganishwa na Uvujaji wa tanki iliyochochewa kwani inahitaji uwekezaji mdogo wa mtaji katika vifaa. Hata hivyo, ni mchakato wa polepole na unafaa zaidi kwa madini yenye maudhui ya chini ya dhahabu.

Kutenganisha Imara-Kioevu

Filtration

Baada ya mchakato wa leaching kukamilika, hatua inayofuata ni kutenganisha mabaki imara (tailings) kutoka kwa suluhisho la mimba, ambalo lina dhahabu iliyoharibiwa. Uchujaji ni mojawapo ya mbinu zinazotumiwa sana kwa utengano wa kioevu-kioevu. Katika mchakato huu, tope (mchanganyiko wa imara na kioevu) hupitishwa kwa njia ya chujio, kama vile kitambaa cha chujio au vyombo vya habari vya chujio. Chembe imara huhifadhiwa kwenye kati ya chujio, wakati kioevu (suluhisho la mimba) hupita na hukusanywa.

Uchaguzi wa kati ya chujio inategemea asili ya chembe imara na hali ya uendeshaji. Kwa mfano, katika hali ambapo chembe zilizo imara ni nzuri sana, kitambaa cha chujio cha meshed zaidi kinaweza kuhitajika.

Kuachana

Utenganishaji ni njia nyingine inayoweza kutumika kwa utengano wa kioevu-kioevu, hasa wakati chembe kigumu ni kubwa kiasi na kutulia kwa urahisi. Katika mchakato huu, slurry inaruhusiwa kusimama katika tank ya kutatua kwa muda. Chembe ngumu hutua chini ya tanki kwa sababu ya mvuto, na kioevu wazi cha nguvu (suluhisho la ujauzito) hukatwa kwa uangalifu.

Uondoaji ni njia rahisi na isiyo na nguvu - njia kubwa ikilinganishwa na uchujaji. Hata hivyo, huenda isiwe na ufanisi katika kutenganisha chembe zilizo imara sana.

Urejeshaji wa Dhahabu kutoka kwa Suluhisho la Wajawazito

Uboreshaji wa Carbon ulioamilishwa

Njia moja ya kawaida ya kurejesha dhahabu kutoka kwa suluhisho la ujauzito ni Utangazaji wa kaboni ulioamilishwa. Katika mchakato huu, kaboni iliyoamilishwa huongezwa kwenye suluhisho la ujauzito. Mchanganyiko wa dhahabu - cyanide una mshikamano mkubwa kwa uso wa kaboni iliyoamilishwa, na kwa sababu hiyo, dhahabu huingizwa kwenye chembe za kaboni.

Kisha chembe za kaboni hutenganishwa na suluhisho, kwa kawaida kwa uchunguzi au kuchujwa. Kaboni iliyopakiwa ya dhahabu basi huchakatwa zaidi ili kunyonya dhahabu. Hii kwa kawaida hufanywa kwa kuweka kaboni kwenye matibabu ya mvuke ya halijoto ya juu au kwa kutumia wakala wa kuyeyusha kemikali.

Mvua ya Zinki

Kunyesha kwa zinki, pia inajulikana kama mchakato wa Merrill - Crowe, ni njia nyingine ya kurejesha dhahabu. Katika mchakato huu, vumbi vya zinki huongezwa kwenye suluhisho la ujauzito. Zinki ni electropositive zaidi kuliko dhahabu, na kwa sababu hiyo, huondoa dhahabu kutoka kwa dhahabu - tata ya cyanide. Mwitikio unaweza kuwakilishwa na equation ifuatayo:

2Na[Au(CN)₂] + Zn → 2Au + Na₂[Zn(CN)₄]

Dhahabu iliyosababishwa, pamoja na zinki yoyote isiyosababishwa, huunda sludge imara. Kisha sludge hii hutenganishwa na suluhisho, na dhahabu husafishwa zaidi ili kupata bidhaa safi.

Usafishaji wa Dhahabu

Unayeyuka

Mara dhahabu imepatikana kutoka kwa suluhisho la mimba, kwa kawaida inahitaji kusafishwa ili kuondoa uchafu wowote uliobaki. Kuyeyusha ni mojawapo ya njia za kawaida za kusafisha dhahabu. Katika mchakato huu, nyenzo zenye dhahabu huwashwa kwa joto la juu mbele ya flux, kama vile borax. Flux husaidia kupunguza kiwango cha kuyeyuka kwa dhahabu na pia humenyuka na uchafu, na kutengeneza slag ambayo inaweza kutenganishwa na dhahabu iliyoyeyuka.

Kisha dhahabu iliyoyeyuka hutiwa ndani ya ukungu ili kuunda ingots. Ingots hizi zinaweza kusindika zaidi au kuuzwa kama bidhaa iliyomalizika nusu.

Usafishaji wa Electrolytic

Usafishaji wa kielektroniki ni njia ya juu zaidi ya kusafisha dhahabu. Katika mchakato huu, dhahabu - yenye anode imewekwa kwenye kiini cha electrolytic pamoja na cathode ya dhahabu safi. Electrolyte kawaida ni suluhisho la kloridi ya dhahabu au chumvi zingine za dhahabu. Wakati mkondo wa umeme unapopitishwa kupitia seli, dhahabu kutoka kwa anode huyeyuka ndani ya elektroliti na kisha huwekwa kwenye cathode.

Uchafu ambao ni wa kielektroniki zaidi kuliko dhahabu huyeyuka kwenye elektroliti lakini hauweki kwenye kathodi, ilhali uchafu usio na kieletroniki kuliko dhahabu hubakia kama tope chini ya seli. Hii inasababisha bidhaa ya juu sana - dhahabu safi.

Mazingatio ya Mazingira

Usimamizi wa Cyanide

Sianidi ni dutu yenye sumu kali, na usimamizi sahihi wa sianidi katika mchakato wa kuchimba dhahabu ni wa muhimu sana. Matumizi ya sianidi katika uchimbaji madini ya dhahabu yanadhibitiwa madhubuti katika nchi nyingi ili kupunguza athari zake kwa mazingira na afya ya binadamu.

Moja ya vipengele muhimu vya usimamizi wa sianidi ni kuzuia umwagikaji wa sianidi. Shughuli za uchimbaji madini zinahitajika kuwa na mifumo sahihi ya kuzuia ili kuzuia sianidi - zenye miyeyusho kuvuja kwenye mazingira. Kwa kuongeza, matibabu ya sianidi - yenye maji machafu pia ni muhimu. Kuna mbinu kadhaa zinazopatikana za kutibu sianidi - iliyo na maji machafu, kama vile uoksidishaji wa kemikali, matibabu ya kibaolojia, na kubadilishana ioni.

Utupaji wa mikia

Mabaki thabiti (tailings) yanayotolewa baada ya mchakato wa kurejesha dhahabu pia yanahitaji kutupwa ipasavyo. Mkia unaweza kuwa na kiasi kidogo cha sianidi na metali nyingine nzito, ambayo inaweza kusababisha tishio kwa mazingira ikiwa haitadhibitiwa ipasavyo.

Njia moja ya kawaida ya utupaji wa tailings ni kuzihifadhi katika mabwawa ya tailings. Mabwawa haya yameundwa ili kuwa na mikia na kuzuia kutolewa kwa uchafu kwenye mazingira. Katika baadhi ya matukio, mikia pia inaweza kusindika tena ili kurejesha madini yoyote ya thamani iliyobaki au kupunguza athari za mazingira.

Hitimisho

Mchakato wa uchenjuaji wa sianidi katika uchimbaji wa dhahabu ni mchakato mgumu na wa hatua nyingi unaohusisha kuyeyushwa kwa dhahabu katika miyeyusho ya sianidi, matibabu ya awali ya madini, uchenjuaji, kutenganisha kioevu-kioevu, kurejesha dhahabu, kusafisha, na usimamizi wa mazingira. Kila hatua katika mchakato huu inadhibitiwa kwa uangalifu ili kuhakikisha uchimbaji na urejeshaji mzuri wa dhahabu huku ikipunguza athari za mazingira. Licha ya changamoto zinazohusishwa na matumizi ya sianidi, mchakato huo unabaki kuwa njia muhimu na inayotumika sana katika tasnia ya madini ya dhahabu kibiashara kutokana na ufanisi wake wa juu na gharama nafuu. Hata hivyo, utafiti na maendeleo endelevu yanafanywa ili kubuni mbinu mbadala ambazo ni rafiki kwa mazingira na endelevu.