งานวิจัยเกี่ยวกับการกองแร่ทองคำออกไซด์เกรดต่ำและดินเหนียวสูง

1. บทนำ

ในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ทองคำ การใช้ประโยชน์จากแร่ทองคำออกซิไดซ์คุณภาพต่ำและมีดินเหนียวสูงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากทรัพยากรทองคำคุณภาพสูงกำลังร่อยหรอลง แร่ประเภทนี้มีลักษณะเด่นคือมีปริมาณทองคำต่ำและมีปริมาณแร่ดินเหนียวสูง ซึ่งเป็นความท้าทายอย่างมากสำหรับวิธีการเพิ่มคุณภาพแบบดั้งเดิม การชะล้างแบบกองแร่ได้กลายเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่าสำหรับการบำบัดแร่ดังกล่าว ทำให้สามารถสกัดทองคำจากวัสดุคุณภาพต่ำปริมาณมากได้ บทความนี้นำเสนอการศึกษาอย่างครอบคลุมเกี่ยวกับการชะล้างแบบกองแร่ของแร่ทองคำออกซิไดซ์คุณภาพต่ำและมีดินเหนียวสูง โดยมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการชะล้างและปรับปรุงอัตราการฟื้นตัวของทองคำ

2. ลักษณะของแร่ทองคำออกไซด์เกรดต่ำและดินเหนียวสูง

แร่ทองคำออกซิไดซ์เกรดต่ำโดยทั่วไปจะมีปริมาณทองคำต่ำกว่า 2 กรัมต่อตัน ทำให้การสกัดทองคำทำได้ยากขึ้น ปริมาณดินเหนียวสูงในแร่เหล่านี้อาจทำให้เกิดปัญหาต่างๆ เช่น การซึมผ่านไม่ดี การเกาะตัวกันเป็นก้อน และการใช้รีเอเจนต์ในการชะล้างในปริมาณมาก แร่ดินเหนียว เช่น เคโอลิไนต์ มอนต์มอริลโลไนต์ และอิลไลต์ สามารถดูดซับไอออนของทองคำและรบกวนกระบวนการชะล้าง นอกจากนี้ ขนาดอนุภาคละเอียดของแร่ดินเหนียวอาจทำให้เกิดชั้นหนาแน่นในกองแร่ ทำให้การสัมผัสระหว่างสารละลายในการชะล้างและแร่ที่มีทองคำลดลง

3. วิธีการทดลอง

3.1 การสุ่มตัวอย่างและลักษณะเฉพาะของแร่

ตัวอย่างที่เป็นตัวแทนของแร่ทองคำเกรดต่ำและดินเหนียวสูงที่ถูกออกซิไดซ์ถูกเก็บรวบรวมจากแหล่งขุด ตัวอย่างแร่ถูกวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี แร่วิทยา และคุณสมบัติทางกายภาพ ใช้การเรืองแสงของรังสีเอกซ์ (XRF) เพื่อกำหนดองค์ประกอบของธาตุ ในขณะที่การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (XRD) ถูกใช้เพื่อระบุเฟสของแร่ การวิเคราะห์ขนาดอนุภาคดำเนินการโดยใช้เครื่องเขย่าตะแกรงเพื่อทำความเข้าใจการกระจายขนาดของอนุภาคแร่

3.2 การทดลองการแยกคอลัมน์

การทดลองการชะล้างแบบคอลัมน์ถูกดำเนินการเพื่อจำลองกระบวนการชะล้างแบบกองแร่ ตัวอย่างแร่ถูกบดและคัดแยกให้ได้ขนาดอนุภาคต่างกัน จากนั้นจึงบรรจุตัวอย่างแร่ลงในคอลัมน์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 ซม. และความสูง 100 ซม. มีการออกแบบชุดการทดลองเพื่อศึกษาผลกระทบของพารามิเตอร์ต่างๆ ได้แก่ ขนาดอนุภาคแร่ ปริมาณแคลเซียมออกไซด์ (CaO) ความเข้มข้นของ โซเดียมไซยาไนด์ (NaCN) ในสารละลายชะล้าง และระยะเวลาการชะล้าง ต่ออัตราการชะล้างทองคำ

3.3 การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์กระบวนการ

พารามิเตอร์ของกระบวนการได้รับการปรับให้เหมาะสมผ่านชุดการทดลองปัจจัยเดียว ขนาดของอนุภาคแร่เปลี่ยนแปลงจาก -20 มม. เป็น -5 มม. และปริมาณ CaO ถูกปรับจาก 1% เป็น 5% ของมวลแร่ ความเข้มข้นของ NaCN ในสารละลายการชะล้างถูกเปลี่ยนจาก 0.05% เป็น 0.2% และระยะเวลาการชะล้างถูกขยายจาก 10 วันเป็น 30 วัน อัตราการชะล้างทองคำถูกตรวจสอบเป็นระยะๆ โดยวิเคราะห์ปริมาณทองคำในน้ำชะล้างโดยใช้การดูดกลืนอะตอม (AAS)

4 ผลลัพธ์และการอภิปราย

4.1 ผลของขนาดอนุภาคแร่

ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าการลดขนาดอนุภาคแร่ช่วยปรับปรุงอัตราการชะล้างทองคำได้อย่างมีนัยสำคัญ เมื่อขนาดอนุภาคแร่อยู่ที่ -5 มม. อัตราการชะล้างทองคำจะถึง 85% หลังจากชะล้าง 20 วัน ในขณะที่ขนาดอนุภาค -20 มม. อัตราการชะล้างจะอยู่ที่เพียง 60% ขนาดอนุภาคที่เล็กลงจะเพิ่มพื้นที่ผิวของแร่ ทำให้สามารถสัมผัสระหว่างสารละลายชะล้างและแร่ธาตุที่มีทองคำได้ง่ายขึ้น อย่างไรก็ตาม ขนาดอนุภาคที่เล็กมากอาจทำให้เกิดปัญหา เช่น การซึมผ่านไม่ดีและการรบกวนของแร่ดินเหนียวมากขึ้น

4.2 อิทธิพลของปริมาณ CaO

การเติม CaO ลงในกองแร่สามารถปรับปรุงการซึมผ่านของแร่และปรับค่า pH ของสารละลายการชะล้างได้ พบว่าปริมาณ CaO ที่เหมาะสมคือ 3% ของมวลแร่ ด้วยปริมาณนี้ อัตราการชะล้างทองคำจะสูงสุด ปริมาณ CaO ที่ต่ำลงส่งผลให้การปรับ pH ไม่เพียงพอและการซึมผ่านไม่ดี ในขณะที่ปริมาณที่มากขึ้นอาจทำให้เกิดการใช้สารชะล้างมากเกินไปและอาจเกิดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม

4.3 ผลกระทบของความเข้มข้นของ NaCN

ความเข้มข้นของ NaCN ในสารละลายชะล้างมีผลกระทบอย่างมากต่ออัตราการชะล้างทองคำ เมื่อความเข้มข้นของ NaCN เพิ่มขึ้นจาก 0.05% เป็น 0.15% อัตราการชะล้างทองคำก็เพิ่มขึ้นจาก 70% เป็น 90% อย่างไรก็ตาม การเพิ่มความเข้มข้นของ NaCN ต่อไปเป็น 0.2% ไม่ได้ทำให้ประสิทธิภาพในการชะล้างดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และยังเพิ่มต้นทุนและความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการใช้ไซยาไนด์ อีกด้วย

4.4 เวลาในการชะล้าง

อัตราการชะล้างทองเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาการชะล้างที่ขยายออกไป หลังจากชะล้างเป็นเวลา 25 วัน อัตราการชะล้างทองจะถึงจุดคงที่ ซึ่งบ่งชี้ว่าทองที่สกัดได้ส่วนใหญ่ถูกละลายไปแล้ว การยืดระยะเวลาการชะล้างออกไปเกินกว่าจุดนี้ไม่ได้ส่งผลให้อัตราการชะล้างเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ แต่ทำให้ต้นทุนโดยรวมของกระบวนการเพิ่มขึ้น

5 ข้อสรุป

การศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าการกองแร่เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการบำบัดแร่ทองคำที่มีออกไซด์ของดินเหนียวและเกรดต่ำ โดยการปรับพารามิเตอร์ของกระบวนการให้เหมาะสม เช่น ขนาดอนุภาคของแร่ ปริมาณแคลเซียมออกไซด์ ความเข้มข้นของโซเดียมคลอไรด์ และระยะเวลาการสกัด จะทำให้สามารถสกัดทองคำได้ในอัตราสูงถึง 90% โดยเงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดนั้นได้แก่ ขนาดอนุภาคของแร่ -5 มม. ปริมาณแคลเซียมออกไซด์ 3% ความเข้มข้นของโซเดียมคลอไรด์ 0.15% ในสารละลายการสกัด และระยะเวลาการสกัด 25 วัน ผลการศึกษานี้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีค่าสำหรับการประยุกต์ใช้การกองแร่ในอุตสาหกรรมในการสกัดทองคำจากแร่ทองคำที่มีออกไซด์ของดินเหนียวและเกรดต่ำ ซึ่งมีส่วนสนับสนุนการพัฒนาอย่างยั่งยืนของอุตสาหกรรมการทำเหมืองทองคำ