กระบวนการหลักของการกวนการชะล้างไซยาไนด์ในเหมืองทองคำ

บทนำ

การชะล้างด้วยไซยาไนด์ ซึ่งใช้ในการผลิตทางอุตสาหกรรมมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 1887 เป็นแร่ธาตุ กระบวนการชะล้าง ที่ใช้ ไซยาไนด์ สารละลายที่ใช้เป็นตัวชะล้างเพื่อสกัดทองและเงินจากแร่ดิบที่มีทองและเงินเป็นส่วนประกอบ การชะล้างด้วยไซยาไนด์ด้วยการกวนเป็นวิธีสำคัญวิธีหนึ่งในการชะล้างด้วยไซยาไนด์ และใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการทำเหมืองทองคำ

หลักการของการกวน การสกัดไซยาไนด์

ไซยาไนด์ เช่น โซเดียมไซยาไนด์ (NaCN) เป็นสารเคมีที่สำคัญในกระบวนการไซยาไนด์ โซเดียมไซยาไนด์เป็นผลึกใสไม่มีสี มักมีสีเหลืองอมเทาเนื่องจากมีสิ่งเจือปน ละลายน้ำได้ดี มีความสามารถในการละลายน้ำได้มากกว่า 20% เมื่อค่า pH ของสารละลายในน้ำเปลี่ยนเป็นกรดเป็น pH = 7 ไซยาไนด์จะสลายตัวเกือบหมดเป็นก๊าซไฮโดรเจนไซยาไนด์ระเหยง่าย ซึ่งเป็นก๊าซไม่มีสีและมีพิษสูง ในสารละลาย ไฮโดรเจนไซยาไนด์เป็นกรดอ่อน แตกตัวได้ยาก และไม่มีผลต่อการชะล้างทองและเงิน เมื่อค่า pH อยู่ที่ 12 ไซยาไนด์ในสารละลายจะแตกตัวเป็นไอออนไซยาไนด์เกือบหมด ดังนั้นจึงต้องดำเนินการไซยาไนด์ในตัวกลางที่มีฤทธิ์เป็นด่าง

โดยทั่วไป การแยกทองคำด้วยไซยาไนด์ในสภาวะที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบนั้น เป็นกระบวนการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี ไซยาไนด์จะทำปฏิกิริยากับทองคำในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างโดยมีออกซิเจนเข้ามาเกี่ยวข้อง ทำให้เกิดสารเชิงซ้อนไซยาไนด์ของทองคำที่ละลายน้ำได้ ทำให้ทองคำละลายออกจากแร่ได้

กระบวนการของการกวน การสกัดไซยาไนด์

1. การเตรียมวัตถุดิบสำหรับการชะล้าง

• ย่อยยับ:แร่ทองคำดิบที่ขุดได้จะถูกป้อนเข้าเครื่องบดก่อนเพื่อทำการบด กระบวนการบดจะแบ่งออกเป็นการบดหยาบ การบดปานกลาง และการบดละเอียด เครื่องบดกรามและเครื่องบดกรวยมักใช้สำหรับการบดหยาบและปานกลาง โดยส่วนใหญ่จะใช้เพื่อบดแร่ชิ้นใหญ่ให้เป็นอนุภาคขนาดเล็ก โดยทั่วไปแล้วจะควบคุมขนาดอนุภาคไว้ที่ไม่กี่เซนติเมตร เครื่องบดค้อนส่วนใหญ่ใช้สำหรับการบดละเอียด

• ที่บด:แร่ที่บดแล้วจะเข้าสู่เครื่องบดแบบลูกบอลเพื่อบดต่อไปให้ได้ขนาดอนุภาคที่เหมาะสม โดยปกติแล้ว จำเป็นต้องให้ขนาดอนุภาคของแร่ถึง -200 เมช ซึ่งคิดเป็น 60% - 90% เพื่อให้แร่ทองคำแตกตัวออกอย่างสมบูรณ์ โดยทั่วไป เครื่องบดแบบลูกบอลชนิดตาข่ายจะใช้สำหรับการบดหยาบ และเครื่องบดแบบลูกบอลชนิดล้นจะใช้สำหรับการบดละเอียด

• การเตรียมสารละลาย:เยื่อแร่ที่บดแล้วจะถูกป้อนเข้าสู่ถังกวน โดยจะเติมน้ำในปริมาณที่เหมาะสมเพื่อปรับความเข้มข้นของเยื่อแร่ โดยทั่วไปจะควบคุมไว้ที่ 30% - 50% ในขณะเดียวกัน จะเติมสารปรับ เช่น ปูนขาว เพื่อปรับค่า pH ของเยื่อแร่ให้อยู่ที่ 10 - 11 เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างซึ่งเอื้อต่อการชะล้างด้วยไซยาไนด์และยับยั้งการละลายของสิ่งเจือปนอื่นๆ

2. การกวน การสกัดไซยาไนด์

• การเติมสารชะล้าง:สารไซยาไนด์ เช่น โซเดียมไซยาไนด์ (NaCN) หรือโพแทสเซียมไซยาไนด์ (KCN) จะถูกเติมลงในเยื่อแร่ที่ปรับแล้ว ภายใต้สภาวะการกวนเต็มที่ ไซยาไนด์จะทำปฏิกิริยาเคมีกับทองคำเพื่อสร้างสารเชิงซ้อนไซยาไนด์ทองคำที่ละลายน้ำได้

• อุปกรณ์การสกัดน้ำ:โดยปกติแล้วกระบวนการสกัดจะดำเนินการในถังกวนที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมหลายถัง ถังกวนสามารถแบ่งออกได้เป็นสามประเภทตามวิธีการผสมที่แตกต่างกัน ได้แก่ ถังกวนอากาศอัด ถังกวนเชิงกล หรือถังกวนแบบผสม

• เงื่อนไขการชะล้าง: ความเข้มข้นของ โซเดียมไซยาไนด์ ในเยื่อแร่โดยทั่วไปจะมีปริมาณ 0.02% - 0.1% ปูนขาวจะถูกเติมลงไประหว่างการดำเนินการเพื่อให้ค่า pH ของเยื่อแร่อยู่ที่ 9 - 12 อากาศจะถูกเติมเข้าไปเพื่อรักษาอัตราส่วนที่ดีที่สุดระหว่างความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำและความเข้มข้นของโซเดียมไซยาไนด์ในเยื่อแร่ เวลาในการชะล้างโดยทั่วไปคือ 24 - 48 ชั่วโมงเพื่อให้แน่ใจว่าทองคำละลายหมด

3. การแยกและการล้างของแข็งและของเหลว

• การแยกของแข็งและของเหลว:หลังจากการชะล้างแล้ว เยื่อแร่จะถูกแยกจากของแข็งเป็นของเหลวผ่านอุปกรณ์ เช่น เครื่องทำให้ข้นและตัวกรอง เพื่อให้ได้สารละลายที่มีทองคำและสารตกค้างจากการชะล้าง เครื่องทำให้ข้นใช้หลักการตกตะกอนด้วยแรงโน้มถ่วงเพื่อให้อนุภาคของแข็งในเยื่อแร่ตกตะกอนที่ก้นบ่อ และส่วนที่เป็นของเหลวใสจะเป็นสารละลายที่มีทองคำอยู่ด้านบน ตัวกรองจะกรองส่วนที่ไหลจากด้านล่างของเครื่องทำให้ข้นต่อไปเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการแยกของแข็งและของเหลว

• การซัก:เพื่อให้แยกน้ำซึมไซยาไนด์และสารตกค้างออกจากกันได้เพียงพอ โดยทั่วไปจะใช้ขั้นตอนการซักล้าง 3-5 ขั้นตอน ได้แก่ การเพิ่มความข้น การกรอง หรือทั้งสองอย่างรวมกัน ซึ่งถือเป็นขั้นตอนสำคัญในการซักล้างด้วยไซยาไนด์ วิธีการที่ใช้กันทั่วไปคือวิธีการแยกสารแบบทวนกระแสต่อเนื่อง (วิธี CCD) สารเพิ่มความข้นที่ใช้ในวิธีนี้สามารถแบ่งได้เป็นประเภทชั้นเดียวและหลายชั้น เครื่องแยกสารไซยาไนด์จำนวนมากในประเทศจีนใช้สารเพิ่มความข้น 2-3 ชั้นสำหรับการแยกของแข็งและของเหลวและการซักล้างแบบทวนกระแสต่อเนื่อง

4. การกู้คืนทองคำ

• วิธีการแทนที่ผงสังกะสี:ผงสังกะสีจะถูกเติมลงในสารละลายที่มีทองคำเป็นส่วนประกอบ สังกะสีจะทำปฏิกิริยากับสารเชิงซ้อนของทองคำไซยาไนด์ในปฏิกิริยาการแทนที่ โดยทำให้ทองคำเปลี่ยนเป็นทองคำโลหะและตกตะกอน หลังจากการกรอง จะได้โคลนทองคำ และโคลนทองคำจะถูกหลอมผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การหลอมเพื่อให้ได้ทองคำดิบ

• วิธีการดูดซับคาร์บอนกัมมันต์:เติมคาร์บอนกัมมันต์ลงในสารละลายที่มีทองคำเป็นส่วนประกอบ และสารเชิงซ้อนของทองคำไซยาไนด์จะถูกดูดซับโดยคาร์บอนกัมมันต์ จากนั้นจึงแยกทองคำออกจากคาร์บอนกัมมันต์ผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การดูดซับและการสกัดด้วยไฟฟ้า วิธีนี้สามารถแบ่งออกได้อีกเป็นวิธีการใส่คาร์บอนในเยื่อกระดาษ (CIP) และวิธีการใส่คาร์บอนในสารละลาย (CIL)

• กระบวนการ CIP:ขั้นแรก ทำการสกัดไซยาไนด์ จากนั้นจึงเติมคาร์บอนกัมมันต์ลงในเยื่อแร่เพื่อดูดซับทองคำ ในกระบวนการ CIP การสกัดและการดูดซับเป็นสองขั้นตอนอิสระ ในกระบวนการดูดซับ ขั้นตอนสกัดจะเสร็จสมบูรณ์โดยพื้นฐานแล้ว และขนาด ปริมาณ และสภาวะการทำงานของถังดูดซับจะถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์การดูดซับ

• กระบวนการ CIL:เติมคาร์บอนกัมมันต์ลงในถังกรอง และกรองและดูดซับในเวลาเดียวกัน นั่นคือ กรองและดูดซับเกิดขึ้นในเวลาเดียวกัน ในกระบวนการ CIL กรองและดูดซับจะดำเนินการพร้อมกัน โดยทั่วไป กรองต้องใช้เวลานานกว่ากรอง ดังนั้น ขนาด การเติมอากาศ และการกำหนดปริมาณในถังจะถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์กรอง เนื่องจากอัตราการดูดซับเป็นฟังก์ชันของความเข้มข้นของทองที่ละลายในสารละลาย เพื่อเพิ่มความเข้มข้นของทองที่ละลายในถังดูดซับด้านหน้า และเพิ่มเวลากรองในเวลาเดียวกัน โดยปกติจะเติมกรองล่วงหน้า 1-2 ขั้นตอนก่อนกรองและดูดซับ

5. การบำบัดกากแร่

กากตะกอนหลังจาก การกู้คืนทองคำ โดยปกติจะมีไซยาไนด์ตกค้างและสิ่งเจือปนอื่นๆ ในปริมาณหนึ่ง เพื่อความต้องการในการปกป้องสิ่งแวดล้อม จำเป็นต้องบำบัดกากของเสียอย่างเหมาะสม วิธีการบำบัดทั่วไป ได้แก่ วิธีการออกซิเดชันทางเคมี (เช่น วิธีซัลเฟอร์ไดออกไซด์-อากาศ) การสลายตัวตามธรรมชาติ หรือวิธีการย่อยสลายทางชีวภาพเพื่อลดความเข้มข้นของไซยาไนด์ตกค้างให้ต่ำกว่ามาตรฐานแห่งชาติและป้องกันมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม กากของเสียที่ผ่านการบำบัดสามารถกำจัดได้โดยการกองหรือวิธีการอื่นๆ ที่เหมาะสม

สรุป

การสกัดทองคำจากแร่ทองคำด้วยไซยาไนด์เป็นกระบวนการสำคัญในการสกัดทองคำจากแร่ทองคำ โดยผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การเตรียมวัตถุดิบ การสกัดด้วยไซยาไนด์ การแยกของแข็งและของเหลว การกู้คืนทองคำ และการบำบัดกากแร่ ทองคำจึงสามารถสกัดจากแร่ทองคำได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากไซยาไนด์มีพิษ ในกระบวนการใช้ การกวน การไซยาไนด์ การชะล้างจะต้องให้ความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตอย่างปลอดภัยและการปกป้องสิ่งแวดล้อมเพื่อให้มั่นใจถึงการพัฒนาอย่างยั่งยืนของอุตสาหกรรมการทำเหมืองทองคำ