Toàn bộ quá trình xyanua hóa bùn cho quặng vàng loại phân tán

1. Giới thiệu

Với sự phát triển liên tục của ngành khai thác vàng, các nguồn tài nguyên quặng vàng dễ chế biến đang dần cạn kiệt. Do đó, việc nghiên cứu các quá trình tuyển và nấu chảy quặng vàng chịu lửa, chẳng hạn như quặng vàng có mạch asen - antimon - loại phân tán có ý nghĩa rất lớn. Các loại quặng này có đặc điểm là hoàn chỉnh

x khoáng vật học, trong đó arsenopyrite và stibnite có liên quan chặt chẽ với các khoáng vật gangue ở dạng phân tán, khiến việc khai thác vàng trở nên khó khăn. Quy trình xyanua hóa toàn bộ chất nhờn là phương pháp phổ biến để khai thác vàng, nhưng đối với loại quặng này, nó thường gặp phải các vấn đề như tỷ lệ rửa vàng thấp và mức tiêu thụ thuốc thử cao. Việc tối ưu hóa quy trình này có thể cải thiện hiệu quả tỷ lệ sử dụng tài nguyên và lợi ích kinh tế của các mỏ vàng.

2. Đặc điểm của quặng vàng dạng Asen - Antimon - Phân tán

2.1 Thành phần khoáng vật

Trong quặng vàng loại phân tán asen - antimon - mạch, arsenopyrite và stibnite là những khoáng chất chính ảnh hưởng đến việc khai thác vàng. Các hạt vàng tự nhiên trong quặng có kích thước hạt cực kỳ không đồng đều. Chúng chủ yếu phân bố trong các vết nứt và khoảng cách giữa các hạt của pyrit và arsenopyrite, hoặc được bao bọc bên trong chúng. Đôi khi, vàng cùng tồn tại với stibnite, và một phần của nó được nhúng trong các khoáng chất gangue như limonit hoặc thạch anh. Một phần pyrit trong quặng tồn tại dưới dạng phân tán hạt mịn trong các khoáng chất gangue và có mối quan hệ cộng sinh chặt chẽ với arsenopyrite và marcasit. Arsenopyrite thường có kích thước hạt tương đối mịn và liên kết chặt chẽ với pyrit. Cấu trúc quặng chủ yếu là phân tán mạch, với hầu hết stibnite và arsenopyrite xen kẽ với các khoáng chất gangue theo cách phân tán.

2.2 Các yếu tố có hại

Sự hiện diện của asen (As) và antimon (Sb) trong quặng cực kỳ bất lợi cho quá trình rửa giải xyanua của vàng. Các nguyên tố này có thể phản ứng với xyanua và oxy trong quá trình xyanua hóa, tiêu thụ một lượng lớn thuốc thử và làm giảm tốc độ rửa trôi vàng. Ví dụ, asen có thể tạo thành nhiều hợp chất chứa asen trong dung dịch xyanua, không chỉ tiêu thụ xyanua mà còn có thể tạo thành màng thụ động trên bề mặt các hạt vàng, cản trở sự tiếp xúc giữa các ion vàng và xyanua.

3. Các vấn đề hiện tại trong quá trình xyanua hóa toàn bộ chất nhờn

3.1 Tỷ lệ rửa vàng thấp

Quá trình xyanua hóa trực tiếp toàn bộ - bùn của quặng vàng loại phân tán asen - antimon - mạch thường dẫn đến tỷ lệ rửa trôi vàng thấp. Do thành phần khoáng vật phức tạp và sự hiện diện của các nguyên tố có hại, vàng khó có thể hòa tan hoàn toàn bằng xyanua. Đối với một số loại quặng, tỷ lệ thu hồi xyanua hóa trực tiếp toàn bộ - bùn chỉ khoảng 47.62%.

3.2 Tiêu thụ thuốc thử cao

Quá trình xyanua hóa đòi hỏi một lượng lớn xyanua làm tác nhân ngâm chiết. Tuy nhiên, khi có asen, antimon và các nguyên tố có hại khác, lượng xyanua tiêu thụ tăng đáng kể. Ngoài ra, sự có mặt của một số khoáng chất sunfua trong quặng cũng có thể phản ứng với xyanua, làm tăng thêm lượng thuốc thử tiêu thụ. Ví dụ, phản ứng của khoáng chất sunfua với xyanua có thể tạo thành nhiều hợp chất xyanua khác nhau, làm giảm nồng độ xyanua tự do trong bùn và làm chậm quá trình ngâm chiết vàng.

4. Chiến lược tối ưu hóa cho quá trình xyanua hóa toàn bộ chất nhờn

4.1 Phương pháp xử lý trước

4.1.1 Tiền xử lý bằng phương pháp ngâm kiềm

Sử dụng NaOH làm tác nhân ngâm kiềm có thể loại bỏ hiệu quả một số nguyên tố có hại. Thông qua các thí nghiệm nhân tố trực giao, người ta đã xác định rằng đối với một số loại quặng, khi độ mịn nghiền khoáng vật là - 200 lưới chiếm 85%, nồng độ ngâm kiềm là 60 kg/t, thời gian ngâm kiềm là 32 giờ và nhiệt độ ngâm kiềm là 26 °C, hiệu ứng xyanua hóa tiếp theo có thể được cải thiện. Ngâm kiềm có thể hòa tan một số khoáng chất chứa asen - và antimon - ở một mức độ nhất định, làm giảm tác động tiêu cực của chúng đối với quá trình xyanua hóa.

4.1.2 Tiền xử lý axit

Tiền xử lý bằng axit, chẳng hạn như sử dụng axit nitric (HNO₃) và axit clohydric (HCl), cũng có thể có hiệu quả. Tiền xử lý bằng axit có thể làm giảm lượng xyanua tiêu thụ. Ví dụ, sau khi tiền xử lý bằng axit, lượng xyanua tiêu thụ có thể giảm lần lượt là 340 - 210 mg/L và tỷ lệ thu hồi vàng tương ứng có thể tăng lên 98.87% và 95.11%. Tiền xử lý bằng axit có thể hòa tan một số khoáng chất cacbonat và một phần khoáng chất sunfua trong quặng, làm giảm sự can thiệp của các khoáng chất này vào quá trình xyanua hóa.

4.1.3 Xử lý trước khi rang

Việc nung quặng ở nhiệt độ 600 - 1000°C trong 0.5 - 2 giờ trước khi xyanua hóa cũng có thể đạt được kết quả tốt. Kết quả xyanua hóa trên các mẫu nung cho thấy lượng xyanua tiêu thụ giảm đáng kể 1150 mg/L, tỷ lệ thu hồi vàng tăng 5.2%. Ngoài ra, hàm lượng asen, antimon, cadmium và THỦY NGÂN trong mẫu rang (rang ở 1000 °C trong 2 giờ) giảm đáng kể. Quá trình rang có thể chuyển hóa khoáng chất sunfua thành oxit kim loại, khiến vàng dễ bị rửa trôi bằng xyanua hơn.

4.2 Tối ưu hóa các điều kiện xyanua hóa

4.2.1 Nồng độ xyanua

Đối với quặng có đặc điểm khác nhau, cần xác định nồng độ xyanua thích hợp. Đối với loại mẫu quặng đầu tiên chứa 10.5 ppm vàng với hàm lượng asen và antimon cao, nồng độ xyanua tối ưu là 4000 mg/L, trong khi đối với loại mẫu quặng thứ hai có hàm lượng vàng thấp (2.5 ppm) nhưng hàm lượng bạc cao (160 ppm), nồng độ xyanua tối ưu là 2500 mg/L. Điều chỉnh nồng độ xyanua theo đặc tính của quặng có thể đảm bảo hiệu quả tách vàng đồng thời giảm lãng phí thuốc thử.

4.2.2 Giá trị pH

Giá trị pH của dung dịch xyanua cũng có tác động đáng kể đến hiệu ứng thẩm thấu. Đối với mẫu đầu tiên, pH tối ưu là 11.1. và đối với mẫu thứ hai, pH tối ưu là 10.5. Duy trì giá trị pH thích hợp có thể đảm bảo tính ổn định của dung dịch xyanua và thúc đẩy phản ứng giữa các ion vàng và xyanua.

4.2.3 Thời gian xyanua hóa

Thời gian xyanua hóa cũng nên được tối ưu hóa. Đối với cả hai loại mẫu được đề cập ở trên, thời gian xyanua hóa thích hợp là 24 giờ. Việc kéo dài thời gian xyanua hóa không nhất thiết làm tăng đáng kể tỷ lệ thu hồi vàng nhưng sẽ làm tăng chi phí sản xuất. Do đó, việc xác định thời gian xyanua hóa thích hợp là rất quan trọng để cải thiện hiệu quả sản xuất.

4.2.4 Sử dụng chất oxy hóa

Sử dụng các tác nhân oxy hóa như H₂O₂ (0.015 M), không khí (0.15 L/phút) hoặc hỗn hợp H₂O₂ và không khí có thể cải thiện động học chiết xuất vàng. Trong số đó, việc đưa không khí vào có tác dụng có lợi đáng kể nhất đối với động học chiết xuất. Các tác nhân oxy hóa có thể chuyển đổi một số chất khử trong quặng thành dạng oxy hóa, thúc đẩy quá trình hòa tan vàng.

5. Nghiên cứu điển hình

Trong một mỏ vàng ở Cam Túc, quá trình xyanua hóa toàn bộ bùn của quặng vàng loại phân tán asen - mạch antimon đã được tối ưu hóa. Thông qua quá trình tiền xử lý ngâm kiềm bằng NaOH, tối ưu hóa độ mịn nghiền, nồng độ ngâm kiềm, thời gian và nhiệt độ, sau đó tiến hành xyanua hóa với nồng độ NaCN và thời gian xyanua thích hợp, tỷ lệ ngâm xyanua tăng từ 47.62% ban đầu lên 85.04%. Trong một trường hợp khác, trong một mỏ vàng có thành phần quặng phức tạp, sau khi tiền xử lý bằng axit và tiền xử lý nung, sau đó điều chỉnh Điều kiện xyanua hóa, tỷ lệ thu hồi vàng được cải thiện đáng kể và lượng xyanua tiêu thụ được giảm đáng kể.

6. Phần kết luận

Tối ưu hóa quá trình xyanua hóa toàn bộ bùn cho quặng vàng loại asen - antimon - mạch phân tán là một cách hiệu quả để cải thiện hiệu suất khai thác vàng và giảm chi phí sản xuất. Bằng cách lựa chọn các phương pháp tiền xử lý thích hợp như ngâm kiềm, tiền xử lý axit và tiền xử lý rang, và tối ưu hóa các điều kiện xyanua bao gồm nồng độ xyanua, giá trị pH, thời gian xyanua và sử dụng các tác nhân oxy hóa, có thể đạt được những cải thiện đáng kể về tốc độ ngâm vàng và mức tiêu thụ thuốc thử. Các mỏ vàng khác nhau nên lựa chọn các chiến lược tối ưu hóa theo đặc điểm quặng của riêng mình để đạt được lợi ích kinh tế và môi trường tốt nhất.