氰化钠浸出效率的影响因素及优化策略

引言

氰化物浸出，特别是 氰化钠长期以来一直是从矿体中提取贵金属（尤其是金和银）的基石。自 1887 年工业化开始以来，这种方法因其相对较高的效率和成本效益而被广泛采用。然而，该过程很复杂，其效率受到许多因素的影响。了解这些因素对于最大限度地提高金属回收率和最大限度地降低采矿和冶金行业的运营成本至关重要。

氰化钠浸出的原理

钠 氰化物是一种无色剧毒化合物，在浸出过程中起着关键作用。在碱性条件下，在水溶液中

条件（通常通过添加石灰来维持）， 氰化物 离子（CN⁻）在氧气存在下与金（Au）和银（Ag）发生反应。金氰化物的一般化学反应可以表示为：

4Au + 8CN⁻+ O2 + 4H4O → XNUMX[Au(CN)XNUMX]⁻ + XNUMXOH⁻

该反应以类似电化学腐蚀的方式发生。氧气充当氧化剂，促进金以复合氰化物离子 [Au(CN)₂]⁻ 的形式溶解到溶液中。同样，银也遵循类似的反应机制。

氰化物浸出效率的影响因素

矿石特性

1.粒度

• 矿石的磨矿粒度至关重要。在 氰化物浸出矿石预处理需经过破碎、筛分、磨矿、分级等工序。对于含细粒或包覆贵金属的矿石，适当的磨矿是实现单体解离的关键。如果矿石磨矿过度，不仅增加磨矿成本，而且可能将可浸出杂质带入浸出液，而且磨矿过度会阻碍固液分离，导致氰化物浪费和溶解金损失。例如，处理含细粒包覆自然金的金矿石，磨矿粒度为-38μm，含量为75%的矿石，往往能保证浸出效果和成本之间的良好平衡。

• 另一方面，如果颗粒太粗，氰化物与贵金属发生反应的表面积有限，导致浸出不完全，提取效率降低。

2.矿物学

• 不同类型的矿石具有不同的矿物组成。含有高浓度铜、砷、锑、硫或碳的矿石可能对氰化物浸出造成挑战。例如，铜可以形成复杂的氰化物化合物，与金和银争夺氰化物离子。砷和锑还可以与氰化物和氧气发生反应，消耗试剂并抑制贵金属的浸出。富含硫化物的矿石可能需要预处理，例如焙烧或生物氧化，以暴露包裹的贵金属并去除硫，否则硫会干扰氰化过程。

化学试剂

1.氰化物浓度

• 的量 氰化钠 添加显著影响 浸出效率在一定范围内，氰化物浓度与矿浆浸出率成正比，氰化物含量过低，金、银浸出效果差，且浸出速度慢，造成不必要的时间成本。反之，氰化物用量过大，在贵金属浸出效率达到一定程度后，再提高氰化物浓度，浸​​出效果并不明显提高，造成氰化物的浪费，增加生产成本。例如，从细粒金矿石中提取金精矿时， 氰化钠 投加量往往为1.5～3.0kg/t较为适宜，但实际生产中应根据矿石具体性质及选矿试验确定最佳投加量。

2.石灰（碱度）

• 氰化液中加入石灰作为保护碱，由于溶液中氰离子化学性质不稳定，易以氢氰酸气体形式挥发，因此保持适宜的碱度至关重要。在氰化液中加入石灰，可使矿浆保持适宜的pH值。经试验分析，加入石灰后，金的浸出率也有明显提高，当石灰加入量为2kg/t及以上时，矿浆的pH值一般在11-12之间，矿浆中金的浸出率达到比较稳定较高的水平。

工艺条件

1.矿浆浓缩

• 浸出矿浆浓度直接影响贵金属精矿的浸出速度和效率。一般采用浓度较低、流动性较好的浸出矿浆，金、银精矿的浸出效率较高。但这可能需要增加药剂的加入量，设备规模较大，投资费用也较高。要平衡贵金属浸出效率和生产成本，需要确定合适的矿浆浓度。对于包埋粒度较细的矿石，维持矿浆浓度在20%～33%左右往往能得到良好的浸出效果。如果浓度高于此范围，贵金属的浸出效率不但不会提高，反而会降低。实际生产中，可根据具体情况调整浓度，但浓度不宜定得太高。

2.浸出时间

• 浸出时间是氰化法浸出工艺中的关键因素，选择合适的浸出时间是使贵金属颗粒充分溶解的必要条件。然而，在贵金属溶解的同时，矿浆中的其他杂质也在继续溶解，影响金、银的溶解速度。延长浸出时间不但不利于贵金属颗粒的溶解，而且需要更大的浸出设备和更大的空间，从而增加生产成本。对于嵌布粒度较细的矿石，氰化浸出时间保持在4小时左右往往是最佳的。如果浸出时间超过24小时，可能会抑制贵金属的浸出，溶液中贵金属离子的浓度也会降低。

3.供氧

• 从化学反应方程式可以看出，氧气是氰化过程中必不可少的反应物。充足的氧气供应会促进金和银的氧化，从而加速氰化反应。在工业环境中，通常会向浸出矿浆中通入空气以提供氧气。如果氧气供应不足，反应速度会减慢，从而降低整体浸出效率。

4.搅拌条件

• 搅拌用于增强矿石颗粒、氰化物溶液和氧气之间的接触。适当的搅拌条件可以确保试剂更好地混合和分布，从而提高反应速率。然而，过度搅拌会对矿石颗粒造成机械损伤，也可能导致能耗增加。

优化策略

矿石预处理

1.磨削优化

• 贯彻“多破碎、少磨”的原则，有助于降低能耗和过度研磨的风险。可以采用多级研磨、使用高效研磨助剂等先进的研磨技术，以更精确地实现所需的粒度分布。

2.问题矿物的预处理

• 对于干扰矿物含量较高的矿石，应考虑采用预处理方法。焙烧可用于去除硫并氧化一些难熔矿物，使贵金属更容易被氰化物吸收。生物氧化利用微生物分解硫化矿物，对于某些类型的矿石来说，也是一种环保的替代方法。

试剂管理

1.氰化物优化

• 定期进行准确的选矿试验，以确定不同批次矿石的最佳氰化物用量至关重要。此外，还可以探索使用替代的氰化物基试剂或添加活化剂，以提高浸出效率，同时减少氰化物消耗。例如，一些研究表明，添加某些表面活性剂可以改善氰化物与矿石颗粒的润湿和反应。

2.碱度控制

• 持续监测和调节浸出矿浆的pH值，使其保持在最佳碱度范围内。可安装自动化pH控制系统，确保准确及时地进行调节，降低氰化物挥发的风险，优化浸出环境。

工艺参数优化

1.矿浆浓度调节

• 安装传感器实时监测矿浆浓度，并相应调整水矿比，可集成到自动化控制系统中，保持最佳矿浆浓度，实现高效浸出。

2.浸出时间优化

• 使用实时监控技术，例如分析浸出过程中溶液中贵金属离子的浓度，以确定浸出过程的适当终点。这可以防止过度浸出并节省时间和资源。

3.氧气和搅拌优化

• 安装氧传感器，保证充足、稳定的供氧，根据矿石特性和浸出阶段调整搅拌转速，使反应效率与能耗达到最佳平衡。

结语

贵金属提取中氰化钠浸出的效率受到矿石相关、试剂相关和工艺相关因素的复杂相互作用的影响。通过了解这些因素并实施适当的优化策略，采矿和冶金行业可以提高浸出效率，降低生产成本，并最大限度地减少与氰化物使用相关的环境影响。该领域的持续研究和技术创新对于以可持续和高效的方式满足日益增长的贵金属需求至关重要。