ขอบเขตที่ใช้บังคับและกระบวนการไหลของวิธีการสกัดไซยาไนด์ในถังสำหรับเหมืองทองคำ

1. บทนำ

วิธีการสกัดทองคำด้วยไซยาไนด์ในถังขนาดใหญ่เป็นกระบวนการสำคัญในการทำเหมืองทองคำเพื่อสกัดทองคำจากแร่ วิธีนี้มีขอบเขตการใช้งานเฉพาะและขั้นตอนกระบวนการที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการสกัดทรัพยากรทองคำอย่างมีประสิทธิภาพ

2. ขอบเขตที่ใช้บังคับ

2.1 ความต้องการขนาดอนุภาคแร่

แร่ทองคำที่เหมาะสำหรับวิธีการชะล้างในถังโดยทั่วไปจะมีการกระจายตัวของทองคำเป็นเม็ดละเอียด เมื่ออนุภาคทองคำในแร่มีความละเอียดมาก การแยกออกโดยใช้กระบวนการทางกายภาพง่ายๆ เช่น การแยกด้วยแรงโน้มถ่วงนั้นทำได้ยาก ในกรณีดังกล่าว สามารถใช้วิธีการชะล้างในถังโดยใช้ไซยาไนด์ได้ ตัวอย่างเช่น ในแร่ทองคำประเภทออกไซด์บางชนิด ทองคำมักจะอยู่ในรูปของเม็ดละเอียด ซึ่งสามารถบำบัดได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยการชะล้างในถัง

2.2 ข้อกำหนดเกรดแร่

วิธีนี้เหมาะเป็นพิเศษสำหรับแร่ทองคำเกรดต่ำหรือเกรดต่ำมาก สำหรับแร่ทองคำเกรดสูง อาจต้องการวิธีการสกัดที่มีประสิทธิภาพและใช้เวลาน้อยกว่า อย่างไรก็ตาม สำหรับแร่เกรดต่ำที่มีปริมาณทองคำต่อหน่วยมวลของแร่ค่อนข้างต่ำ วิธีการสกัดด้วยถังสามารถสกัดได้คุ้มค่าภายใต้เงื่อนไขบางประการ ต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำของกระบวนการสกัดด้วยถังทำให้เป็นทางเลือกที่เหมาะสมสำหรับการแปรรูปแร่ดังกล่าว

2.3 ข้อกำหนดด้านการซึมผ่านของแร่

แร่ที่มีการซึมผ่านต่ำก็เหมาะสมสำหรับการสกัดด้วยสารละลายไซยาไนด์เช่นกัน หากแร่มีการซึมผ่านสูง สารละลาย ไซยาไนด์อาจไหลผ่านแร่เร็วเกินไป ทำให้เวลาสัมผัสระหว่างไซยาไนด์กับทองคำไม่เพียงพอ และลดอัตราการสกัดทองคำลง ในทางตรงกันข้าม สำหรับแร่ที่มีการซึมผ่านต่ำ วิธีการสกัดด้วยสารละลายไซยาไนด์สามารถควบคุมอัตราการไหลและเวลาสัมผัสของสารละลายไซยาไนด์ในแร่เพื่อให้ได้ผลการสกัดที่ดีขึ้น ตัวอย่างเช่น แร่ประเภทเหล็กออกไซด์ที่มีทองคำเม็ดละเอียด และแร่ประเภทเส้นแร่ควอตซ์ออกซิไดซ์ที่มีทองคำเม็ดละเอียด มักมีการซึมผ่านค่อนข้างต่ำและเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการสกัดด้วยสารละลายไซยาไนด์ วิธีการสกัดด้วยสารละลายไซยาไนด์สามารถให้ผลลัพธ์การเพิ่มคุณค่าแร่ได้ถึง 70-90% สำหรับแร่ประเภทนี้

3. ผังกระบวนการ

3.1 การเตรียมถังกรอง

ถังกรองที่ใช้ในกระบวนการนี้มักทำจากวัสดุ เช่น ไม้ เหล็ก หรือคอนกรีต ก้นถังอาจเป็นแบบแบนหรือเอียงเล็กน้อย และรูปร่างอาจเป็นแบบวงกลม สี่เหลี่ยม หรือสี่เหลี่ยมจัตุรัส ภายในถังจะมีการติดตั้งฐานปลอมที่ทำจากแผ่นทนกรดแบบมีรูพรุน ผ้ากรองจะถูกวางบนฐานปลอม และผ้ากรองจะถูกคลุมด้วยตะแกรงที่ทำจากแถบไม้หรือแถบโลหะที่ทนต่อการกัดกร่อน ฐานปลอมจะถูกใช้เพื่อกรองและรองรับแร่ ก่อนเริ่มกระบวนการกรอง จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าถัง โดยเฉพาะถังกรองและถังของเหลวคุณภาพต่ำนั้นไม่สามารถซึมผ่านได้และแห้งสนิท

3.2 การเตรียมแร่เบื้องต้น - การบดและการคัดกรอง

แร่ทองคำที่ขุดได้จะต้องถูกบดให้มีขนาดอนุภาคตามที่กำหนด ขั้นแรก แร่จะถูกป้อนเข้าสู่ขั้นตอนการบดเพื่อแยกตัวออกจากกันอย่างง่าย โดยขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาคแร่ที่ต้องการ จะมีการบดหยาบ บดปานกลาง และบดละเอียด โดยทั่วไป เครื่องบดกรามจะใช้สำหรับการบดหยาบ ซึ่งสามารถลดขนาดอนุภาคลงเหลือประมาณ 50 - 100 มม. จากนั้น เครื่องบดแบบกรวยจะใช้สำหรับการบดปานกลางและบดละเอียด โดยลดขนาดอนุภาคลงเหลือ 5 - 25 มม. หลังจากบดแล้ว แร่จะถูกคัดกรองด้วยตะแกรงสั่นเพื่อให้แน่ใจว่ามีขนาดอนุภาคที่สม่ำเสมอ แร่ที่มีเม็ดหยาบที่ไม่ตรงตามข้อกำหนดจะถูกส่งกลับไปที่เครื่องบดเพื่อบดซ้ำ และแร่ที่มีขนาดตามคุณสมบัติจะเข้าสู่ขั้นตอนต่อไป

3.3 กระบวนการชะล้าง

1. การลำเลียงแร่ลงในถัง : แร่ที่บดและคัดแยกแล้วจะถูกลำเลียงลงในถังสำหรับกระบวนการชะล้าง

2. การเตรียมสารละลายสำหรับการชะล้าง : ในถังที่มีของเหลวน้อย จะมีการเตรียมสารละลายไซยาไนด์ที่เป็นด่างเพื่อใช้เป็นสารละลายในการชะล้าง โดยปกติความเข้มข้นของสารละลายไซยาไนด์จะถูกควบคุมให้อยู่ในช่วงที่กำหนด โดยทั่วไปอยู่ที่ 0.05% - 0.1% ซึ่งกำหนดจากการทดลองตามคุณสมบัติเฉพาะของแร่ ความเข้มข้นนี้จะช่วยให้การสกัดทองคำมีประสิทธิภาพในขณะที่ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมให้น้อยที่สุด

3. กระบวนการชะล้าง : สารละลายชะล้างที่เตรียมไว้จะถูกสูบเข้าไปในถังชะล้าง ในระหว่างกระบวนการชะล้าง สารละลายชะล้างจะค่อยๆ ซึมผ่านชั้นแร่ ทองคำในแร่จะทำปฏิกิริยากับไซยาไนด์ในสารละลายภายใต้การทำงานของออกซิเจน (โดยปกติจะมีการเติมอากาศเข้าไปในถัง) สมการปฏิกิริยาเคมีหลักคือ: 4Au + 8NaCN + O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2] + 4NaOH\) ในปฏิกิริยานี้ ทองคำจะเกิดเป็นสารประกอบเชิงซ้อนทองคำ-ไซยาไนด์ที่ละลายได้และละลายลงในสารละลาย ระยะเวลาในการชะล้างค่อนข้างนาน โดยปกติจะใช้เวลาตั้งแต่หลายวันถึงหลายสัปดาห์ ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ลักษณะของแร่ ขนาดอนุภาคของแร่ และความเข้มข้นของสารละลายชะล้าง ในระหว่างกระบวนการชะล้าง จำเป็นต้องตรวจวัดความเข้มข้นของสารละลายชะล้าง ค่า pH ของสารละลาย และปริมาณทองคำในสารละลายอย่างสม่ำเสมอ เพื่อให้แน่ใจว่าปฏิกิริยาการชะล้างดำเนินไปภายใต้สภาวะที่เหมาะสมที่สุด

3.4 การแยกทอง - สารละลายที่มีสาร (เข้มข้น - ของเหลว)

เมื่อการชะล้างถึงระยะเวลาหนึ่งและเมื่อตรวจพบความเข้มข้นและเกรดของของเหลวที่ตรงตามข้อกำหนด สารละลายที่มีทองคำ (ของเหลวที่มีปริมาณมาก) จะถูกระบายออกจากก้นถัง ของเหลวที่มีปริมาณมากประกอบด้วยสารเชิงซ้อนของทองคำและไซยาไนด์ที่ละลายอยู่และต้องผ่านกระบวนการเพิ่มเติมเพื่อกู้คืนทองคำ

3.5 การกู้คืนทองคำ

1. วิธีการแทนที่ด้วยผงสังกะสี (แผ่นสังกะสี) : วิธีการทั่วไปอย่างหนึ่งในการกู้คืนทองคำคือวิธีการแทนที่ด้วยผงสังกะสี (แผ่นสังกะสี) สังกะสีมีคุณสมบัติในการลดที่แข็งแกร่งกว่าทองคำ เมื่อเติมผงสังกะสีหรือแผ่นสังกะสีลงในของเหลวที่มีทองคำเข้มข้น จะเกิดปฏิกิริยาการแทนที่ขึ้น สมการปฏิกิริยาเคมีคือ: 2Na[Au(CN)_2]+Zn = 2Au+Na_2[Zn(CN)_4]\) ทองคำจะถูกแทนที่ออกจากสารประกอบทองคำ-ไซยาไนด์โดยสังกะสีและตกตะกอนในรูปของอนุภาคของแข็ง หลังจากปฏิกิริยาการแทนที่แล้ว ส่วนผสมของของแข็งและของเหลวจะถูกกรองเพื่อให้ได้ของแข็งที่มีทองคำ ซึ่งจะนำไปแปรรูปต่อไปเพื่อการถลุง

2. วิธีการดูดซับด้วยถ่านกัมมันต์:อีกวิธีหนึ่งคือการดูดซับด้วยถ่านกัมมันต์ ถ่านกัมมันต์มีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่และมีความสามารถในการดูดซับสูง ของเหลวเข้มข้นจะถูกส่งผ่านคอลัมน์ที่บรรจุถ่านกัมมันต์ สารประกอบเชิงซ้อนของทองคำและไซยาไนด์ในสารละลายจะถูกดูดซับบนพื้นผิวของถ่านกัมมันต์ หลังจากดูดซับแล้ว ถ่านกัมมันต์ที่มีทองคำดูดซับอยู่ (ถ่านกัมมันต์ที่บรรจุทองคำ) จะถูกแยกออกจากสารละลาย จากนั้นถ่านกัมมันต์ที่บรรจุทองคำจะถูกนำไปผ่านกระบวนการคายประจุ โดยปกติจะใช้สารละลายคายประจุ (เช่น สารละลายผสมของโซเดียมไฮดรอกไซด์และโซเดียมไซยาไนด์) เพื่อคายทองคำออกจากถ่านกัมมันต์ที่อุณหภูมิและความดันที่กำหนด สารละลายที่มีทองคำที่คายประจุแล้วจะถูกนำไปผ่านกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสเพื่อให้ได้ทองคำ

3.6 การบำบัดกากตะกอนและของเหลวเสีย

1. การบำบัดกากแร่ : หลังจากสกัดทองคำแล้ว กากแร่ที่เหลืออยู่ยังคงมีไซยาไนด์และสิ่งเจือปนอื่นๆ อยู่จำนวนหนึ่ง เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านการรักษาสิ่งแวดล้อม กากแร่จึงจำเป็นต้องได้รับการบำบัด วิธีที่นิยมใช้กันวิธีหนึ่งคือการเติมสารเคมี เช่น โซเดียมเมตาไบซัลไฟต์และคอปเปอร์ซัลเฟตลงในกากแร่เพื่อย่อยสลายและกำจัดไซยาไนด์ หลังจากบำบัดแล้ว กากแร่สามารถจัดเก็บอย่างเหมาะสมหรือนำไปแปรรูปต่อได้

2. การบำบัดของเหลวเสีย : ของเหลวเสียที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการประกอบด้วยไซยาไนด์และสารอันตรายอื่นๆ จำเป็นต้องได้รับการบำบัดผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การตกตะกอนทางเคมี การแลกเปลี่ยนไอออน และการบำบัดทางชีวภาพ เพื่อลดปริมาณสารอันตรายให้เป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยน้ำเสียของประเทศก่อนที่จะปล่อยลงสู่สิ่งแวดล้อม

4 ข้อสรุป

วิธีการสกัดทองคำจากแร่ด้วยไซยาไนด์มีขอบเขตการใช้งานที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัวในอุตสาหกรรมการทำเหมืองทองคำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแร่ทองคำที่มีเนื้อละเอียด เกรดต่ำ และมีค่าการซึมผ่านต่ำ โดยผ่านขั้นตอนกระบวนการที่เข้มงวดหลายขั้นตอน วิธีนี้สามารถสกัดทองคำจากแร่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าเนื่องจากการใช้ไซยาไนด์ในกระบวนการ จึงจำเป็นต้องใช้มาตรการด้านความปลอดภัยและการปกป้องสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าคนงานปลอดภัยและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมให้น้อยที่สุด ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการทำเหมืองอย่างต่อเนื่อง การปรับปรุงและเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการนี้เพิ่มเติมคาดว่าจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการสกัดทองคำและลดต้นทุนในขณะที่ยังคงรักษาความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม