Thông số kỹ thuật sản xuất an toàn cho quy trình chiết xuất vàng bằng phương pháp ngâm trong đống xyanua

1. Giới thiệu

Quy trình khai thác vàng bằng phương pháp ngâm chiết xyanua được sử dụng rộng rãi trong ngành khai thác vàng nhờ những ưu điểm như đơn giản, chi phí thấp và khả năng áp dụng cho quặng có hàm lượng thấp. Tuy nhiên, do xyanua là chất cực độc, cần phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định kỹ thuật an toàn sản xuất để đảm bảo an toàn cho người lao động, môi trường và hoạt động bình thường của quá trình sản xuất. "Quy định kỹ thuật an toàn sản xuất cho quy trình khai thác vàng bằng phương pháp ngâm chiết xyanua" (YS/T 3019 - 2013) được ban hành ngày 1 tháng 3 năm 2014, cung cấp các hướng dẫn rõ ràng cho việc sản xuất và thử nghiệm tại chỗ của quy trình này.

2. Yêu cầu cơ bản về an toàn sản xuất

2.1 Lựa chọn và bố trí địa điểm

• Điều kiện địa chất : Địa điểm khai thác quặng bằng phương pháp ngâm chiết xyanua cần được lựa chọn trên nền đất ổn định với điều kiện địa chất tốt. Tránh các khu vực dễ xảy ra sạt lở đất, lũ lụt và ngập lụt. Cần tiến hành khảo sát địa chất trước để đánh giá độ ổn định của địa điểm.

• Khoảng cách từ các khu vực nhạy cảm : Địa điểm khai thác quặng bằng phương pháp ngâm tẩm phải được đặt cách xa khu dân cư, nguồn nước và các khu vực nhạy cảm khác một khoảng cách đủ an toàn. Các yêu cầu về khoảng cách cụ thể phải tuân thủ các quy định về môi trường và an toàn có liên quan. Ví dụ, nó phải cách khu dân cư ít nhất [X] mét để ngăn ngừa tác động của khí độc và chất lỏng rò rỉ đến người dân.

• Thiết kế bố trí : Bố trí khu vực hầm mỏ tuyển quặng cần hợp lý. Các khu vực chứa quặng, tuần hoàn dung dịch, thu hồi vàng và xử lý chất thải cần được phân chia rõ ràng. Cần dành đủ không gian cho việc lắp đặt, vận hành và bảo trì thiết bị. Cần thiết lập các lối đi an toàn và đường thoát hiểm khẩn cấp để đảm bảo việc sơ tán nhân viên được thuận lợi trong trường hợp khẩn cấp.

2.2 An toàn thiết bị và cơ sở

• Hệ thống chống thấm : Đáy và khu vực xung quanh bãi quặng cần được trang bị hệ thống chống thấm đáng tin cậy để ngăn chặn sự rò rỉ dung dịch chứa xyanua vào đất và nước ngầm. Có thể sử dụng màng địa kỹ thuật polyetylen mật độ cao (HDPE) hoặc các vật liệu chống thấm chất lượng cao khác. Lớp chống thấm cần được kiểm tra thường xuyên để phát hiện bất kỳ hư hỏng hoặc rò rỉ nào.

• Thiết bị lưu trữ và vận chuyển chất lỏng : Các bể chứa, đường ống và máy bơm dùng để lưu trữ và vận chuyển dung dịch chứa xyanua phải được làm bằng vật liệu chống ăn mòn. Cần tiến hành kiểm tra định kỳ để phát hiện sự ăn mòn, rò rỉ và các nguy cơ an toàn tiềm ẩn khác. Tất cả các thiết bị lưu trữ và vận chuyển chất lỏng phải được trang bị thiết bị chống tràn và van ngắt khẩn cấp.

• Hệ thống thông gió và hút khí : Tại các khu vực có hoạt động sử dụng xyanua, cần lắp đặt hệ thống thông gió và hút khí hiệu quả để đảm bảo pha loãng và loại bỏ khí độc. Lưu lượng thông gió và tốc độ hút khí phải đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn liên quan để duy trì môi trường làm việc an toàn.

2.3 Hệ thống quản lý an toàn

• Xây dựng Quy định An toàn : Các doanh nghiệp khai thác mỏ cần xây dựng một bộ quy định an toàn và quy trình vận hành hoàn chỉnh cho quá trình tuyển quặng bằng phương pháp ngâm tẩm xyanua. Các quy định này cần bao gồm tất cả các khía cạnh của sản xuất, bao gồm vận hành thiết bị, bảo trì, quản lý xyanua và ứng phó khẩn cấp.

• Đào tạo nhân viên : Tất cả nhân viên tham gia vào quá trình khai thác quặng bằng phương pháp ngâm tẩm xyanua cần được đào tạo an toàn thường xuyên. Nội dung đào tạo cần bao gồm các đặc tính và mối nguy hiểm của xyanua, phương pháp vận hành an toàn, quy trình ứng phó khẩn cấp và sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân. Nhân viên phải được đào tạo và đủ điều kiện trước khi được phép làm việc.

• Giám sát và kiểm tra an toàn : Việc giám sát và kiểm tra an toàn định kỳ cần được thực hiện trong quá trình sản xuất. Các hạng mục giám sát bao gồm nồng độ xyanua trong không khí và dung dịch, tính toàn vẹn của các thiết bị chống rò rỉ và tình trạng hoạt động của thiết bị. Cần lưu giữ hồ sơ kiểm tra để tham khảo trong tương lai, và mọi mối nguy hiểm về an toàn được phát hiện cần được khắc phục kịp thời.

3. Thông số kỹ thuật vận hành

3.1 Tiền xử lý quặng

• Nghiền và tạo hạt : Hầu hết các loại quặng cần được nghiền đến kích thước hạt thích hợp trước khi tuyển nổi. Nói chung, kích thước hạt nên được nghiền đến 25.4 mm hoặc nhỏ hơn để làm lộ vàng trong quặng và cải thiện tỷ lệ thu hồi vàng. Đối với quặng có độ thấm kém và hàm lượng đất sét cao, có thể sử dụng công nghệ tạo hạt. Trong quá trình tạo hạt, cần thêm một lượng vôi thích hợp để điều chỉnh giá trị pH của quặng trong khoảng 9.5 - 10.5. Đồng thời, nồng độ natri xyanua trong quá trình tạo hạt cần được kiểm soát theo tính chất của quặng, thường khoảng 60 - 150 gam trên mỗi tấn quặng vàng. Tổng hàm lượng ẩm của viên nén nói chung không nên vượt quá 30% để tránh viên nén bị tơi xốp và mềm. Thời gian ủ phải hơn 72 giờ. Trong trường hợp trời mưa trong quá trình tạo viên nén, viên nén phải được che phủ để tránh thất thoát vàng.

• Kiểm soát chất lượng quặng đã qua xử lý sơ bộ : Chất lượng quặng đã qua xử lý sơ bộ cần được kiểm soát chặt chẽ. Việc lấy mẫu và phân tích định kỳ cần được thực hiện để đảm bảo kích thước hạt, giá trị pH và các chỉ tiêu khác đáp ứng yêu cầu của quá trình tuyển quặng bằng phương pháp ngâm chiết. Chỉ quặng đã qua xử lý sơ bộ đạt tiêu chuẩn mới được sử dụng để xây dựng bãi chứa quặng.

3.2 Xây dựng đống

• Chuẩn bị mặt bằng : Trước khi đắp đống vật liệu, mặt bằng cần được làm sạch và san phẳng. Cần tạo độ dốc từ 3% - 5% cho nền đất bằng phẳng để dễ dàng thoát nước dung dịch ngấm. Sau khi san phẳng, cần tiến hành xử lý chống thấm tại chỗ. Có thể trải một lớp đệm dày khoảng 0.5 m trên nền móng đã được đầm chặt, sau đó phun dung dịch natri cacbonat để tăng cường khả năng chống thấm.

• Chiều cao và hình dạng đống quặng : Chiều cao ban đầu của đống quặng không nên quá cao, tốt nhất là từ 3 - 4 mét. Khi tốc độ trích ly ổn định, chiều cao của đống quặng có thể được tăng lên một cách thích hợp. Hình dạng của đống quặng cần được thiết kế để đảm bảo sự phân bố dung dịch tốt và khả năng thấm khí. Nói chung, người ta thường sử dụng đống quặng hình nón hoặc hình bậc thang.

• Bảo vệ khu vực xung quanh : Cần bố trí các rãnh thoát nước lũ xung quanh khu vực khai thác quặng để ngăn nước mưa xâm nhập vào đống quặng và làm loãng dung dịch khai thác. Đồng thời, cần dựng hàng rào bảo vệ xung quanh đống quặng để ngăn người không được phép vào khu vực nguy hiểm.

3.3 Phun rửa

• Kiểm soát nồng độ dung dịch phun : Nồng độ natri xyanua trong dung dịch phun cần được điều chỉnh theo giai đoạn tuyển quặng. Ở giai đoạn đầu tuyển quặng, do thành phần phức tạp của quặng vàng, nồng độ natri xyanua có thể được tăng lên một cách thích hợp. Sau giai đoạn cao điểm (khi nồng độ vàng tuyển được cao nhất), có thể giảm xuống còn 0.08% - 0.06%. Ở giai đoạn sau, có thể giảm xuống còn 0.04% - 0.02%. Nồng độ natri xyanua có thể được điều chỉnh bất cứ lúc nào tùy theo nồng độ vàng trong dung dịch tuyển quặng.

• Chu kỳ và cường độ phun : Thời gian phun thường là 7-8 giờ mỗi ngày, và tối đa không nên vượt quá 10 giờ (nhưng cần giảm lượng phun). Thông thường, người ta áp dụng kiểu phun "phun 1 dừng 1" hoặc "phun 1 dừng 2". Thời gian phun không nên quá dài để cho phép đống quặng có thời gian thở oxy khi không phun. Cường độ phun cần được kiểm soát ở mức 6-20 L/m²•h, và tối đa không được vượt quá 25-30 L/m²•h. Nếu cường độ phun quá lớn, thể tích dung dịch chứa vàng sẽ tăng lên, nồng độ vàng sẽ bị pha loãng, và khả năng hấp phụ của than hoạt tính sẽ bị ảnh hưởng.

3.4 Phục hồi vàng từ chất lỏng mang thai

• Các phương pháp thu hồi vàng phổ biến : Các phương pháp phổ biến để thu hồi vàng từ dung dịch chứa xyanua bao gồm hấp phụ bằng carbon (như phương pháp carbon-trong-cột), kết tủa kẽm (phương pháp Merrill-Crowe) và chiết xuất dung môi. Mỗi phương pháp đều có đặc điểm và phạm vi ứng dụng riêng. Ví dụ, trong quy trình carbon-trong-cột, dung dịch xyanua được bơm lên trên qua các cột với tốc độ dòng chảy từ 15 đến 25 gpm/ft², làm cho lớp than hoạt tính (16 × 30 mesh) chuyển động trong môi trường lỏng để hấp phụ vàng.

• Vận hành và Kiểm soát Thiết bị Thu hồi Vàng : Việc vận hành thiết bị thu hồi vàng phải tuân thủ nghiêm ngặt theo quy trình vận hành. Cần tiến hành kiểm tra và bảo dưỡng thiết bị thường xuyên để đảm bảo hoạt động bình thường. Các thông số như khả năng hấp phụ của than hoạt tính, hiệu suất kết tủa của bột kẽm và tỷ lệ chiết xuất của dung môi cần được theo dõi và điều chỉnh kịp thời để nâng cao tỷ lệ thu hồi vàng.

3.5 Xử lý đống quặng thải

• Khử trùng các đống quặng thải : Sau khi hoàn thành quá trình tuyển nổi, các đống quặng thải cần được khử trùng để giảm độc tính của xyanua còn sót lại. Các phương pháp khử trùng thông thường bao gồm sử dụng các chất oxy hóa như hydro peroxide hoặc canxi hypoclorit. Thời gian và liều lượng khử trùng cần được xác định theo tình hình thực tế của các đống quặng thải để đảm bảo nồng độ xyanua còn sót lại đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải môi trường.

• Dỡ hàng và xử lý các đống quặng thải : Sau khi khử trùng, các đống quặng thải có thể được dỡ hàng và xử lý đúng cách. Phương pháp xử lý phải tuân thủ các quy định môi trường có liên quan. Ví dụ, quặng thải có thể được sử dụng để lấp đầy các hầm mỏ hoặc vận chuyển đến bãi xử lý chất thải được chỉ định để xử lý.

4. Các biện pháp ứng phó khẩn cấp

4.1 Thiết lập kế hoạch khẩn cấp

Các doanh nghiệp khai thác khoáng sản phải xây dựng kế hoạch ứng phó khẩn cấp hoàn chỉnh đối với các tai nạn tiềm ẩn trong quá trình chiết tách đống xyanua như rò rỉ xyanua, cháy nổ. Kế hoạch ứng phó khẩn cấp phải bao gồm các tổ chức ứng phó khẩn cấp, trách nhiệm của từng thành viên, quy trình ứng phó khẩn cấp và biện pháp cứu hộ khẩn cấp.

4.2 Thiết bị và vật liệu cứu hộ khẩn cấp

Cần chuẩn bị đầy đủ các thiết bị và vật liệu cứu hộ khẩn cấp như mặt nạ phòng độc, quần áo bảo hộ hóa chất, bộ sơ cứu, chất trung hòa xyanua và thiết bị chữa cháy. Những thiết bị và vật liệu này cần được kiểm tra và bảo dưỡng thường xuyên để đảm bảo sử dụng bình thường trong trường hợp khẩn cấp.

4.3 Diễn tập khẩn cấp

Nên tiến hành diễn tập khẩn cấp thường xuyên để nâng cao khả năng ứng phó khẩn cấp của nhân viên. Nội dung diễn tập nên bao gồm nhiều tình huống tai nạn có thể xảy ra, chẳng hạn như diễn tập rò rỉ xyanua và diễn tập chữa cháy. Thông qua diễn tập khẩn cấp, nhân viên có thể làm quen với các quy trình ứng phó khẩn cấp và nâng cao khả năng ứng phó với các trường hợp khẩn cấp.

5. Phần kết luận

Việc sản xuất an toàn quy trình chiết xuất vàng bằng phương pháp ngâm đống xyanua có ý nghĩa rất lớn. Bằng cách tuân thủ nghiêm ngặt các thông số kỹ thuật sản xuất an toàn, tăng cường quản lý an toàn và triển khai các kỹ thuật vận hành khoa học, có thể kiểm soát hiệu quả các rủi ro về an toàn trong quá trình sản xuất. Điều này không chỉ đảm bảo an toàn và sức khỏe cho người lao động và môi trường sinh thái mà còn thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành khai thác vàng. Các doanh nghiệp khai thác phải luôn ghi nhớ vấn đề an toàn và liên tục cải thiện mức độ sản xuất an toàn của mình để đạt được mục tiêu sản xuất an toàn và hiệu quả.