การเพิ่มประสิทธิภาพการชะล้างโซเดียมไซยาไนด์ในแร่ทองแดงและทองคำ

บทนำ

การสกัดทองและทองแดงจากแร่ทองแดงและทองคำเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้ไซยาไนด์ โซเดียมไซยาไนด์เป็นวิธีหลักในการสกัดทองคำมาอย่างยาวนาน อย่างไรก็ตาม การมีทองแดงอยู่ในแร่เหล่านี้ก่อให้เกิดความท้าทายอย่างมากต่อกระบวนการไซยาไนด์ ซึ่งส่งผลต่อทั้งการกู้คืนทองคำและ ไซยาไนด์ การบริโภค บทความในบล็อกนี้จะเจาะลึกถึงการเพิ่มประสิทธิภาพของโซเดียม การชะล้างไซยาไนด์ ในแร่ทองคำ-ทองแดง สำรวจหลักการพื้นฐาน ความท้าทาย และแนวทางแก้ไขที่สร้างสรรค์

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:สามารถใช้เทคนิคต่างๆ เช่น การแยกด้วยแรงโน้มถ่วง การแยกด้วยฟองอากาศ หรือการแยกด้วยแม่เหล็ก เพื่อทำให้แร่เข้มข้นล่วงหน้าได้ โดยการกำจัดแร่ทองแดงจำนวนมากอย่างเลือกสรรก่อนการไซยาไนด์ วิธีการเหล่านี้จะช่วยลดปริมาณทองแดงในวัสดุที่ต้องถูกชะล้าง ตัวอย่างเช่น การลอยตัวสามารถแยกแร่ทองแดงซัลไฟด์ออกจากแร่ที่มีทองคำ ทำให้การรบกวนของทองแดงระหว่างการไซยาไนด์ลดลง

• การเตรียมล่วงหน้าด้วยออกซิเดชัน:กระบวนการออกซิเดชัน เช่น การคั่ว การออกซิเดชันทางชีวภาพ หรือการออกซิเดชันด้วยแรงดัน มีประสิทธิภาพในการสลายแร่ซัลไฟด์และปลดปล่อยทองคำที่ห่อหุ้มไว้ ในบริบทของแร่ซัลไฟด์ทองแดงและทองคำ การบำบัดล่วงหน้าด้วยออกซิเดชันไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มการกู้คืนทองคำ แต่ยังช่วยลดผลกระทบเชิงลบของทองแดงต่อการไซยาไนด์ด้วย ตัวอย่างเช่น การคั่วจะเปลี่ยนแร่ซัลไฟด์ให้เป็นออกไซด์ ทำให้ทองคำเข้าถึงกระบวนการสกัดด้วยไซยาไนด์ได้ง่ายขึ้น

การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์กระบวนการ

• ความเข้มข้นของไซยาไนด์:การกำหนดความเข้มข้นของไซยาไนด์ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ แม้ว่าความเข้มข้นที่สูงขึ้นอาจส่งเสริมการละลายของทองคำ แต่ก็นำไปสู่การบริโภคไซยาไนด์มากเกินไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีทองแดงอยู่ด้วย จำเป็นต้องใช้แนวทางที่สมดุล และในบางกรณี การใช้ความเข้มข้นของไซยาไนด์ที่ต่ำกว่าร่วมกับสารเติมแต่งอื่นๆ จะให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า

• การควบคุมค่า pH:การรักษาระดับ pH ที่เหมาะสม (โดยปกติจะอยู่ที่ประมาณ 9 - 12) ในสารละลายสกัดเป็นสิ่งสำคัญสำหรับกระบวนการไซยาไนด์ ในการสกัดแร่ทองแดงและทองคำ การปรับค่า pH จะช่วยควบคุมอัตราการละลายของทองแดงและทองคำได้ การลดค่า pH ลงเล็กน้อยบางครั้งอาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดทองคำได้ด้วยการยับยั้งการสกัดทองแดง

• อุณหภูมิและการกวน:การเพิ่มอุณหภูมิสามารถเร่งปฏิกิริยาการชะล้างไซยาไนด์ได้ แต่ก็มีข้อจำกัด ความร้อนที่มากเกินไปอาจเพิ่มการระเหยของไซยาไนด์และเร่งการออกซิเดชันให้กลายเป็นสารที่มีปฏิกิริยาน้อยลง จำเป็นต้องกวนอย่างเพียงพอเพื่อให้แน่ใจว่าอนุภาคแร่ สารละลายไซยาไนด์ และออกซิเจนสัมผัสกันได้ดี อย่างไรก็ตาม การกวนที่รุนแรงเกินไปอาจทำให้อุปกรณ์สึกหรอมากเกินไป

การใช้สารเติมแต่ง

• สารแอมโมเนีย:การเติมแอมโมเนียลงในกระบวนการไซยาไนด์สามารถช่วยจัดการทองแดงได้โดยการสร้างสารเชิงซ้อนที่เสถียรกับทองแดง สารเชิงซ้อนเหล่านี้จะป้องกันการก่อตัวของสารประกอบคอปเปอร์-ไซยาไนด์บางชนิดที่ยับยั้งการละลายของทอง อย่างไรก็ตาม การใช้แอมโมเนียต้องได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบเนื่องจากความเป็นพิษและความผันผวนของแอมโมเนียซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อม

• glycine:งานวิจัยล่าสุดระบุว่าไกลซีนสามารถใช้ร่วมกับไซยาไนด์ความเข้มข้นต่ำเพื่อสกัดทองคำ เงิน และทองแดงจากแร่ทองแดงและทองคำ คอมเพล็กซ์ไกลซีนมีไอออนของทองแดงและทองแดง ช่วยส่งเสริมการละลายของทองแดง และสามารถละลายชั้นการทำให้เฉื่อยบนพื้นผิวของทองคำและทองแดงได้ วิธีนี้สามารถลดการใช้ไซยาไนด์ได้อย่างมีนัยสำคัญอย่างน้อย 75%

กรณีศึกษา

การดำเนินการขุดของญี่ปุ่น

เหมืองแร่ขนาดเล็กแห่งหนึ่งในญี่ปุ่นกำลังดำเนินการเพื่อเพิ่มปริมาณทองคำที่ได้จากการสกัดจากแร่ที่มีทองแดงสูงโดยใช้กระบวนการไซยาไนเดชัน ในรอบการสกัดไซยาไนเดชันครั้งก่อน โดยใช้ผงแร่ (กากทองคำ) 800 ตัน พวกเขาได้ทองคำบริสุทธิ์ 94% จำนวน 1.3 กิโลกรัมหลังจากการชะล้าง เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการสกัด พวกเขาใช้ปูนขาวเพื่อเพิ่มค่า pH และแอมโมเนียเพื่อช่วยกำจัดทองแดง นอกจากนี้ พวกเขายังทำการชะล้างทองแดงออกจากแร่ด้วย คาร์บอน ก่อนการชะล้างทองคำ และระหว่างการชะล้างทองคำและการชุบด้วยไฟฟ้า ได้มีการปรับแรงดันและกระแสไฟฟ้า ซึ่งมาตรการเหล่านี้ช่วยเพิ่มปริมาณทองคำที่ได้คืนมา

แร่ทองแดง-ทองคำเกรดต่ำของออสเตรเลีย

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

สรุป

การเพิ่มประสิทธิภาพ โซเดียมไซยาไนด์ กระบวนการสกัดแร่ทองแดงและทองคำนั้นมีความจำเป็นอย่างยิ่งต่อการปรับปรุงความสามารถในการทำกำไรและความยั่งยืนของสิ่งแวดล้อมในการทำเหมืองทองคำ โดยการทำความเข้าใจความท้าทายที่เกิดจากทองแดงและการนำกลยุทธ์ต่างๆ เช่น การบำบัดเบื้องต้น การปรับพารามิเตอร์ของกระบวนการ และการใช้สารเติมแต่งมาใช้ จะสามารถปรับปรุงการกู้คืนทองคำและการบริโภคไซยาไนด์ได้อย่างมีนัยสำคัญ การวิจัยในอนาคตในพื้นที่นี้มีแนวโน้มที่จะมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เพื่อลดผลกระทบของการแปรรูปแร่ทองแดงและทองคำต่อสิ่งแวดล้อมในขณะที่เพิ่มการสกัดทรัพยากรให้สูงสุด