การเพิ่มประสิทธิภาพการชะล้างโซเดียมไซยาไนด์ในแร่ทองแดงและทองคำ

บทนำ

การสกัดทองคำและทองแดงจากแร่ทองแดง-ทองคำเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน การใช้ไซยาไนด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งโซเดียมไซยาไนด์เป็นวิธีการหลักในการสกัดทองคำมานานแล้ว อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของทองแดงในแร่เหล่านี้ก่อให้เกิดความท้าทายอย่างมากต่อกระบวนการไซยาไนด์ ส่งผลกระทบต่อทั้งปริมาณทองคำที่ได้และ ปริมาณการใช้ ไซยาไนด์บทความนี้จะเจาะลึกถึงการเพิ่มประสิทธิภาพการชะล้างด้วยโซเดียมไซยาไนด์ในแร่ทองแดง-ทองคำ โดยสำรวจหลักการพื้นฐาน ความท้าทาย และแนวทางแก้ไขที่เป็นนวัตกรรมใหม่

หลักการในการสกัดไซยาไนด์

การชะล้างด้วยไซยาไนด์อาศัยความสามารถพิเศษของไอออนไซยาไนด์ในการสร้างสารเชิงซ้อนที่เสถียรกับทองและเงิน โซเดียมไซยาไนด์ซึ่งละลายน้ำได้ดีและค่อนข้างเสถียร ทำหน้าที่เป็นสารชะล้างหลัก เมื่อละลายในน้ำ จะปลดปล่อยไอออนไซยาไนด์ออกมา ไอออนเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับทองในสภาวะที่มีออกซิเจนผ่านกระบวนการทางเคมีไฟฟ้า ก่อนอื่น ทองจะถูกออกซิไดซ์แล้วจึงถูกไอออนไซยาไนด์จับเข้าด้วยกันเพื่อสร้างสารเชิงซ้อนที่ละลายน้ำได้ ซึ่งช่วยให้สกัดทองออกจากแร่ได้

ความท้าทายที่เกิดจากทองแดงในแร่ทองแดง-ทองคำ

การบริโภคไซยาไนด์เพิ่มมากขึ้น

ทองแดงในแร่ทองแดง-ทองแดงทำปฏิกิริยากับไซยาไนด์เพื่อสร้างสารประกอบของทองแดง-ไซยาไนด์ต่างๆ สำหรับทองแดงที่ทำปฏิกิริยาได้ 1% ที่มีอยู่ จะสามารถบริโภค NaCN ได้ประมาณ 30 กก./ตัน การบริโภคในปริมาณมากนี้ไม่เพียงแต่ทำให้ต้นทุนการดำเนินงานของกระบวนการไซยาไนด์สูงขึ้นเท่านั้น แต่ยังต้องมีการจัดการการใช้ไซยาไนด์อย่างระมัดระวังมากขึ้นด้วย

การยับยั้งการชะล้างทองคำ

ความเข้มข้นสูงของสารประกอบคอปเปอร์-ไซยาไนด์ในสารละลายที่สกัดได้อาจทำให้การละลายของทองคำช้าลง นอกจากนี้ ทองแดงยังมีแนวโน้มที่จะสร้างชั้นที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาเฉื่อยบนพื้นผิวของอนุภาคทองคำ ชั้นเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นตัวกั้น ลดการสัมผัสระหว่างไอออนของทองคำและไซยาไนด์ และด้วยเหตุนี้ จึงขัดขวางกระบวนการสกัด

กลยุทธ์สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดโซเดียมไซยาไนด์ในแร่ทองแดงและทองคำ

การบำบัดแร่เบื้องต้น

• วิธีการแยกทางกายภาพ : เทคนิคต่างๆ เช่น การแยกด้วยแรงโน้มถ่วง การลอยตัว หรือการแยกด้วยแม่เหล็ก สามารถนำมาใช้เพื่อเพิ่มความเข้มข้นของแร่ก่อนการสกัดด้วยไซยาไนด์ได้ โดยการกำจัดแร่ทองแดงส่วนสำคัญออกไปก่อนการสกัดด้วยไซยาไนด์ วิธีเหล่านี้จะช่วยลดปริมาณทองแดงในวัสดุที่จะผ่านกระบวนการสกัด ตัวอย่างเช่น การลอยตัวสามารถแยกแร่ซัลไฟด์ทองแดงออกจากแร่ที่มีทองคำ ทำให้ลดการรบกวนของทองแดงในระหว่างกระบวนการสกัดด้วยไซยาไนด์ได้

• การปรับสภาพเบื้องต้นด้วยกระบวนการออกซิเดชัน : กระบวนการออกซิเดชัน เช่น การคั่ว การออกซิเดชันทางชีวภาพ หรือการออกซิเดชันภายใต้ความดัน มีประสิทธิภาพในการสลายแร่ซัลไฟด์และปลดปล่อยทองคำที่อยู่ภายใน ในบริบทของแร่ซัลไฟด์ทองคำ-ทองแดง การปรับสภาพเบื้องต้นด้วยกระบวนการออกซิเดชันไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มการกู้คืนทองคำเท่านั้น แต่ยังช่วยลดผลกระทบเชิงลบของทองแดงต่อกระบวนการไซยาไนเดชันอีกด้วย ตัวอย่างเช่น การคั่วจะเปลี่ยนแร่ซัลไฟด์ให้เป็นออกไซด์ ทำให้ทองคำเข้าถึงได้ง่ายขึ้นสำหรับกระบวนการชะล้างด้วยไซยาไนด์

การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์กระบวนการ

• ความเข้มข้นของไซยาไนด์ : การกำหนดความเข้มข้นของไซยาไนด์ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ ความเข้มข้นที่สูงขึ้นอาจช่วยเพิ่มการละลายของทองคำได้ แต่ก็อาจทำให้สิ้นเปลืองไซยาไนด์มากเกินไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีทองแดงอยู่ด้วย จึงจำเป็นต้องใช้แนวทางที่สมดุล และในบางกรณี การใช้ความเข้มข้นของไซยาไนด์ที่ต่ำกว่าร่วมกับสารเติมแต่งอื่นๆ อาจให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า

• การควบคุมค่า pH : การรักษาระดับ pH ที่เหมาะสม (โดยปกติประมาณ 9-12) ในสารละลายสำหรับการสกัดด้วยไซยาไนด์นั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง ในกระบวนการสกัดแร่ทองคำและทองแดง การปรับค่า pH สามารถช่วยควบคุมอัตราการละลายของทั้งทองแดงและทองคำได้ การลดค่า pH ลงเล็กน้อยบางครั้งอาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดทองคำโดยการลดการสกัดทองแดงลง

• อุณหภูมิและการกวน : การเพิ่มอุณหภูมิสามารถเร่งปฏิกิริยาการสกัดด้วยไซยาไนด์ได้ แต่ก็มีข้อจำกัด ความร้อนที่มากเกินไปอาจเพิ่มความระเหยของไซยาไนด์และเร่งการออกซิเดชันให้กลายเป็นสารที่มีปฏิกิริยาน้อยลง การกวนที่เหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าอนุภาคแร่ สารละลายไซยาไนด์ และออกซิเจนสัมผัสกันได้ดี อย่างไรก็ตาม การกวนที่รุนแรงเกินไปอาจทำให้เกิดการสึกหรอของอุปกรณ์มากเกินไป

การใช้สารเติมแต่ง

• แอมโมเนีย : การเติมแอมโมเนียลงในกระบวนการไซยาไนเดชันสามารถช่วยควบคุมปริมาณทองแดงได้โดยการสร้างสารประกอบเชิงซ้อนที่เสถียรกับทองแดง สารประกอบเชิงซ้อนเหล่านี้จะป้องกันการเกิดสารประกอบทองแดง-ไซยาไนด์บางชนิดที่ยับยั้งการละลายของทองคำ อย่างไรก็ตาม การใช้แอมโมเนียจำเป็นต้องพิจารณาอย่างรอบคอบเนื่องจากความเป็นพิษและความระเหยง่าย ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อม

• ไกลซีน : งานวิจัยล่าสุดระบุว่า ไกลซีนสามารถใช้ร่วมกับไซยาไนด์ในความเข้มข้นต่ำเพื่อสกัดทองคำ เงิน และทองแดงจากแร่ทองแดง-ทองได้ ไกลซีนจะสร้างสารเชิงซ้อนกับไอออนคิวปริกและคิวปรัส ช่วยส่งเสริมการละลายของทองแดง และสามารถละลายชั้นพาสซิเวชันบนพื้นผิวทองคำและทองแดงได้ วิธีนี้สามารถลดการใช้ไซยาไนด์ลงได้อย่างมากถึงอย่างน้อย 75%

กรณีศึกษา

การดำเนินการขุดของญี่ปุ่น

เหมืองแร่ขนาดเล็กแห่งหนึ่งในญี่ปุ่นกำลังดำเนินการเพื่อเพิ่มปริมาณทองคำที่ได้จากการสกัดจากแร่ที่มีทองแดงสูงโดยใช้กระบวนการไซยาไนเดชัน ในรอบการสกัดไซยาไนเดชันครั้งก่อน โดยใช้ผงแร่ (กากทองคำ) 800 ตัน พวกเขาได้ทองคำบริสุทธิ์ 94% จำนวน 1.3 กิโลกรัมหลังจากการชะล้าง เพื่อปรับปรุงปริมาณทองคำที่ได้ พวกเขาใช้ปูนขาวเพื่อเพิ่มค่า pH และแอมโมเนียเพื่อช่วยกำจัดทองแดง นอกจากนี้ พวกเขายังทำการชะล้างทองแดงออกจากคาร์บอนก่อนการชะล้างทองคำ และปรับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าในระหว่างการชะล้างทองคำและการตกตะกอนด้วยไฟฟ้า มาตรการเหล่านี้ช่วยเพิ่มปริมาณทองคำที่ได้

แร่ทองแดง-ทองคำเกรดต่ำของออสเตรเลีย

แร่ทองแดง-ทองคำคุณภาพต่ำของออสเตรเลียได้รับการประมวลผลโดยใช้กระบวนการ "การแยกด้วยฟองอากาศผสม การแยกทองแดง-กำมะถัน การชะล้างด้วยกำมะถันเข้มข้นเพื่อแยกทองคำ" โดยการปรับให้รีเอเจนต์การแยกด้วยฟองอากาศเหมาะสมที่สุด (โดยใช้ส่วนผสมของบิวทิลแซนเทตและแอมโมเนียมไดบิวทิลไดไธโอฟอสเฟตเป็นตัวรวบรวม) และขั้นตอนของกระบวนการ (ขั้นตอนการทำให้หยาบและการกำจัดเศษซากหลายขั้นตอนในวงจรปิด) แร่เหล่านี้สามารถแยกทองแดงได้ 82.46% และแยกทองคำได้ครบถ้วน 91.87%

สรุป

การเพิ่มประสิทธิภาพ กระบวนการสกัดทองคำและทองแดงด้วย โซเดียมไซยาไนด์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปรับปรุงความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจและความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อมของการทำเหมืองทองคำ การทำความเข้าใจความท้าทายที่เกิดจากทองแดงและการนำกลยุทธ์ต่างๆ มาใช้ เช่น การเตรียมการก่อนการสกัด การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์ของกระบวนการ และการใช้สารเติมแต่ง จะสามารถปรับปรุงการกู้คืนทองคำและการใช้ไซยาไนด์ได้อย่างมีนัยสำคัญ การวิจัยในอนาคตในด้านนี้มีแนวโน้มที่จะมุ่งเน้นไปที่การพัฒนากระบวนการที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น เพื่อลดผลกระทบของการแปรรูปแร่ทองคำและทองแดงต่อสิ่งแวดล้อมในขณะที่เพิ่มการสกัดทรัพยากรให้ได้มากที่สุด