Nghiên cứu về quá trình thẩm thấu xyanua của quặng vàng loại carlin cacbon

Giới thiệu

Quặng vàng loại Carlin chứa cacbon có đặc điểm là phân bố rộng rãi và trữ lượng lớn. Tuy nhiên, chúng đặt ra những thách thức đáng kể trong quá trình khai thác vàng. Loại quặng này thường chứa cacbon trong thành phần nguyên tố, và các hạt vàng tồn tại ở dạng phân tán mịn. Sự hiện diện của asen và cacbon dẫn đến hai vấn đề chính: sự bao bọc vàng và hiệu ứng "cướp vàng" của cacbon, dẫn đến tỷ lệ hòa tan bằng xyanua trực tiếp cực kỳ thấp. Do đó, chúng được coi là quặng khó xử lý kép hoặc quặng cứng đầu, đại diện cho một loại quặng được công nhận trên toàn cầu trong lĩnh vực khai thác vàng.

Vấn đề rò rỉ xyanua trong quặng vàng loại carlin cacbon

Đóng gói vàng

Các khoáng chất sunfua trong quặng vàng loại Carlin chứa cacbon thường bao bọc các hạt vàng. Rào cản vật lý này ngăn cản sự tiếp xúc trực tiếp giữa dung dịch xyanua và vàng, làm giảm đáng kể hiệu quả của quá trình khai thác. Ví dụ, ở nhiều mỏ có loại quặng này, một lượng lớn vàng vẫn bị mắc kẹt bên trong ma trận sunfua, không thể tiếp cận được với chất khai thác xyanua.

Hiệu ứng cướp vàng của Carbon

Các vật liệu chứa cacbon trong quặng có ái lực mạnh với phức chất xyanua vàng. Trong quá trình trích ly xyanua, khi vàng hòa tan và tạo thành phức chất xyanua, các chất chứa cacbon có thể hấp phụ các phức chất này, làm "lấy trộm" vàng từ dung dịch. Điều này không chỉ dẫn đến tỷ lệ thu hồi vàng thấp hơn mà còn gây ra tổn thất đáng kể trong quá trình khai thác. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các loại cacbon khác nhau trong quặng, chẳng hạn như cacbon nguyên tố, cacbon hữu cơ và cacbon vô cơ, đều góp phần ở các mức độ khác nhau vào hiệu ứng "lấy trộm vàng" này. Đặc biệt, cacbon nguyên tố có hành vi hấp phụ tương tự như than hoạt tính , có thể hấp phụ mạnh các phức chất xyanua vàng.

Nghiên cứu về các thí nghiệm chiết xuất xyanua

Rò rỉ xyanua trực tiếp

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc chiết tách trực tiếp xyanua từ quặng vàng loại Carlin cacbon tạo ra tỷ lệ thu hồi vàng rất thấp. Trong một số trường hợp, ngay cả khi sử dụng các phương pháp chiết tách xyanua tiên tiến như cacbon trong bột giấy (CIP) hoặc nhựa trong bột giấy (RIP), tỷ lệ thu hồi vẫn thấp một cách đáng thất vọng. Ví dụ, trong một thí nghiệm nhất định, tỷ lệ thu hồi vàng của việc chiết tách trực tiếp xyanua chỉ là 12.9%, làm nổi bật sự không hiệu quả của phương pháp này đối với các loại quặng chịu lửa như vậy.

Phương pháp xử lý trước để cải thiện quá trình thẩm thấu xyanua

Rang

Rang là phương pháp tiền xử lý truyền thống. Bằng cách nung quặng, các vật liệu cacbon được đẩy ra dưới dạng CO và CO₂, và pirit phân hủy thành oxit sắt. Quá trình này làm lộ ra vàng đã được bao bọc trước đó, khiến nó dễ bị rửa trôi bằng xyanua hơn. Tuy nhiên, rang đòi hỏi phải nạp liệu mịn có lưới âm mười, thời gian lưu giữ ít nhất là bốn giờ và kiểm soát chính xác nhiệt độ và bầu khí quyển trong lò. Nhiệt độ dưới khoảng 500°C hoặc bầu khí quyển giảm nhẹ có thể dẫn đến việc rang không hoàn toàn, dẫn đến giảm mạnh quá trình chiết xuất vàng. Hơn nữa, ở nhiệt độ 550°C trở lên, pirit được chuyển thành dạng hematit chịu lửa mà vàng không thể được rửa trôi hiệu quả bằng xyanua. Ngoài ra, rang đòi hỏi phải sấy khô nguyên liệu nạp vào lò tốn kém và kiểm soát khí thải nghiêm ngặt đối với khí lò. Mặc dù có thể đạt được hiệu suất chiết xuất vàng từ 85 - 87% từ quặng chứa mười ba gam vàng trên một tấn, nhưng do yêu cầu về chi phí vốn cao và điều kiện vận hành phức tạp nên phương pháp rang đã không còn là giải pháp thay thế phù hợp cho nhiều mỏ quặng vàng cacbon loại Carlin.

oxy hóa hóa học

Quá trình oxy hóa hóa học đã cho thấy tiềm năng to lớn trong việc xử lý quặng vàng loại Carlin cacbon. Các tác nhân oxy hóa trong bột giấy nước có thể khắc phục những tác động có hại của vật liệu cacbon. Ví dụ, việc sử dụng clo làm tác nhân xử lý trước đã được nghiên cứu rộng rãi. Tuy nhiên, lượng clo cần thiết thay đổi tùy thuộc vào bản chất chịu lửa của quặng. Quặng chịu lửa nhẹ có thể chỉ cần mười đến hai mươi kg clo cho mỗi tấn trong quá trình xử lý trước bằng xyanua để đạt được 83% hoặc hơn lượng vàng chiết xuất trong quá trình xyanua tiếp theo. Mặt khác, quặng chịu lửa cao có thể cần hơn 100 kg clo cho mỗi tấn trong quá trình xử lý trước. Các tác nhân oxy hóa khác như hydro peroxide, natri hypoclorit và kali permanganat cũng đã được nghiên cứu. Ví dụ, natri hypoclorit không chỉ có thể oxy hóa các khoáng chất sunfua để lộ vàng được bao bọc mà còn thụ động hóa các vật liệu cacbon, làm giảm hiệu ứng cướp vàng của chúng. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng trong một số trường hợp, sử dụng natri hypoclorit làm tác nhân xử lý trước có thể cải thiện đáng kể tỷ lệ thu hồi vàng trong quá trình chiết xyanua tiếp theo.

Sự oxy hóa của vi khuẩn

Quá trình oxy hóa bằng vi khuẩn là một phương pháp tiền xử lý mới nổi và thân thiện với môi trường. Vi khuẩn ưa axit hỗn hợp có thể được sử dụng để oxy hóa các khoáng chất sunfua trong quặng. Quá trình này giải quyết hiệu quả vấn đề bao bọc vàng bằng sunfua. Trong quá trình oxy hóa bằng vi khuẩn, vi khuẩn chuyển hóa các khoáng chất sunfua, phá vỡ chúng và giải phóng vàng được bao bọc. Đồng thời, việc sử dụng than hoạt tính trong quá trình chiết tách xyanua tiếp theo có thể tận dụng khả năng hấp phụ cạnh tranh của nó để chống lại hiệu ứng cướp vàng của các chất cacbon. Ví dụ, trong một nghiên cứu về một mỏ vàng loại Carlin cacbon ở Vân Nam, thông qua sự kết hợp giữa quá trình oxy hóa bằng vi khuẩn và quá trình xyanua hóa cacbon trong bột giấy, tỷ lệ thu hồi vàng đạt 82.39%, trong khi lượng thuốc thử xyanua tiêu thụ giảm 49.68%. Điều này cho thấy quá trình oxy hóa bằng vi khuẩn - chiết tách cacbon xyanua là một phương pháp hiệu quả để xử lý quặng vàng loại Carlin cacbon.

Kết luận

Quặng vàng loại Carlin cacbon đặt ra những thách thức đáng kể trong quá trình chiết tách xyanua do sự bao bọc vàng và hiệu ứng cướp vàng của cacbon. Trong khi chiết tách xyanua trực tiếp thường không hiệu quả, nhiều phương pháp xử lý trước như rang, oxy hóa hóa học và oxy hóa vi khuẩn cung cấp các giải pháp tiềm năng. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và hạn chế riêng về khả năng thu hồi vàng, chi phí và tác động đến môi trường. Trong số đó, oxy hóa vi khuẩn - chiết tách xyanua cacbon và một số phương pháp oxy hóa hóa học cho thấy triển vọng lớn trong việc xử lý hiệu quả các loại quặng chịu lửa này. Tuy nhiên, vẫn cần nghiên cứu thêm để tối ưu hóa các quy trình này, giảm chi phí và cải thiện tính thân thiện với môi trường của chúng, nhằm mục đích làm cho việc khai thác vàng từ quặng vàng loại Carlin cacbon hiệu quả và bền vững hơn.