процесс цианирования для извлечения золота

Предыстория отрасли: Постоянная проблема добычи золота

На протяжении тысячелетий, Привлекательность золота сравнима только со сложностью его добычи.. В то время как ранние методы основывались на гравитационном разделении и амальгамации ртути., они были неэффективными и экологически опасными. В конце 19 века произошла смена парадигмы с введением процесса цианирования., в частности процесс Макартура-Форреста. Этот метод произвел революцию в добыче золота, позволив экономически выгодно извлекать золото из низкосортных руд, которые ранее считались нерентабельными..

Несмотря на свое доминирование на протяжении более столетия, процесс цианирования сталкивается с серьезными современными проблемами:

• Экологическая проверка: Использование цианида, высокотоксичное вещество, требует строгого управления рисками для предотвращения катастрофических разливов и долгосрочного загрязнения окружающей среды..
• Сложность руды: Упорные руды, где золото заключено в сульфидных минералах или находится "прег-ограбление" из-за углеродистого вещества, устойчивы к прямому цианированию, что приводит к неоптимальной скорости восстановления.
• экономическое давление: Снижение содержания руды и рост затрат на электроэнергию требуют более эффективных процессов с более высоким выходом извлечения и меньшим расходом реагентов..
• Нормативные препятствия: Получение разрешений на строительство новых шахт или хвостохранилищ, использующих цианид, становится все более трудным и требует много времени..

Таким образом, отрасль оказалась в тупике: цианирование остается наиболее эффективным и широко используемым гидрометаллургическим процессом извлечения золота., однако ее социальная и экологическая лицензия на деятельность находится под постоянной угрозой.

основная технология: Как работает современное цианирование?

Процесс цианирования, По своей сути, это простая электрохимическая реакция, при которой золото растворяется в щелочном растворе цианида в присутствии кислорода.. Основная реакция – это:

4Ау + 8NaCN + О₂ + 2H₂O → 4Na[Ау(Китай)₂] + 4NaOH

Это описывает образование стабильного комплекса золота с цианидом.. Современный промышленный контур цианирования представляет собой сложную систему, предназначенную для оптимизации этой реакции.. Ее ключевыми этапами являются:

1. Причастие и подготовка: Руду, добываемую из месторождений, дробят и измельчают в мелкий порошок для высвобождения частиц золота., увеличение площади поверхности для химической реакции.
2. выщелачивание: Измельченную руду смешивают с разбавленным раствором цианида натрия. (обычно 100-500 ppm NaCN) в ряде резервуаров или чанов с перемешиванием. Лайм (СаО) добавляется для поддержания высокого pH (>10.5) для предотвращения образования смертельного газообразного цианида водорода (HCN). Кислород вводится, часто посредством механического перемешивания или непосредственного введения, поскольку это критический реагент.
3. Разделение твердой и жидкой фаз: После выщелачивания, полученная суспензия - теперь содержащая насыщенный выщелачивающий раствор (Пожалуйста) с растворенным золотом и твердыми отходами (хвосты)— направляется в сгустители и фильтры на сепарацию.
4. Восстановление золота:
   • Углерод в целлюлозе (СИП): Гранулы активированного угля вводятся непосредственно в выщелоченный шлам.. Комплекс золота с цианидом адсорбируется на углероде..
   • Углерод в выщелачивании (КИЛ): Аналогичный процесс, при котором выщелачивание и адсорбция происходят одновременно в одних и тех же резервуарах..
   • Осаждение цинка (Меррилл-Кроу): Более старый метод, при котором к осветленному PLS добавляется цинковая пыль для осаждения. (цемент) золото.
5. Элюирование и электровыделение: В схемах CIP/CIL, загруженный уголь промывают горячим раствором цианистой кислоты для отгонки (элюировать) золото. Этот высококачественный раствор затем пропускают через ячейки электролиза., где электрический ток выбрасывает золото на катоды из стальной ваты.
6. Плавка: Катодный материал плавят в печи с флюсами для получения слитков Доре..

Инновации сосредоточились на интенсификации этого процесса:

• Линейные реакторы выщелачивания (ILR): Для высококачественных концентратов, обеспечение интенсивного выщелачивания в компактном резервуаре.
• Усовершенствованная инъекция кислорода: Использование чистого кислорода или пероксидных соединений для ускорения кинетики выщелачивания..
• Аналитика в реальном времени: Автоматизированные системы контроля, контролирующие pH, концентрация цианида, и уровень кислорода для оптимального использования реагентов.

Рынок & Приложения: Где царит цианирование

Процесс цианирования является основой мировой золотодобывающей промышленности.. Подсчитано, что более 90% производства первичного золота во всем мире использует эту технологию.

Приложение / Тип руды	Вариант процесса	Ключевые преимущества
Свободнообогатимые руды	Обычный CIL/CIP	Высокое восстановление (>95%), простота эксплуатации, масштабируемость для операций большого объема.
Упорные сульфидные руды	Предварительное окисление (НАПРИМЕР., ПОКС, БИОКС) за которым следует CIL	Разблокирует "невидимый" золото из сульфидных матриц; делает огромные огнеупорные ресурсы экономически выгодными.
Золото-медные руды	Процесс РЛО (Сульфидизация-подкисление-переработка-загущение)	Устраняет помехи меди путем извлечения меди в качестве товарного побочного продукта и регенерации цианида для переработки..
Хвосты переработки	Кучное выщелачивание или чановое выщелачивание	Восстанавливает остаточное золото из исторических отходов; решает экологические обязательства, одновременно получая доход.

Основными преимуществами, способствующими его дальнейшему использованию, являются:

• Высокая эффективность восстановления: Достигает возмещения, часто превышающего 95% для свободнообогатимых руд.
• Надежность: Переносит изменения в сорте и минералогии сырья лучше, чем многие альтернативные процессы..
• Экономическая жизнеспособность: Это остается наиболее экономически эффективным методом переработки больших объемов бедной руды в промышленных масштабах..

Перспективы на будущее: Эволюция среди перемен

Будущее цианирования заключается не в его массовой замене, а в его ответственной эволюции посредством технологической интеграции..

1. Уничтожение цианида & Переработка: Более строгие правила потребуют почти полного уничтожения цианида в хвостах перед их сбросом с использованием таких технологий, как INCO SO₂/Air или перекись водорода.. Такие процессы, как SART, получат более широкое распространение в замкнутых контурах подачи воды и цианида..
2. Интеграция с нецианидными выщелачивателями: В то время как тиосульфат, галогениды, и глицин обещают стать менее токсичными альтернативами., они еще не универсально применимы и не экономичны.. В ближайшем будущем, вероятно, появятся гибридные технологические схемы, в которых предварительная обработка этими реагентами сделает последующее цианирование более эффективным или устранит его для конкретных типов руды..
3. Цифровизация & Управление процессом: Усовершенствованное управление процессом с использованием искусственного интеллекта и машинного обучения позволит оптимизировать дозирование реагентов в режиме реального времени в зависимости от характеристик сырья., минимизация потребления и воздействия на окружающую среду при максимизации урожайности.
4. На месте и исследования биовыщелачивания: Для глубоких или труднодоступных месторождений,На месте извлечение — закачка выщелачивающих веществ непосредственно в рудное тело — исследуется как альтернатива традиционной добыче полезных ископаемых..

Дорожная карта указывает на "Умнее," более автономные системы, которые повышают эффективность и одновременно снижают экологические риски, связанные с традиционной практикой..

---

Часто задаваемые вопросы

Безопасно ли цианирование, учитывая токсичность цианида??
При управлении в соответствии со строгими международными нормами, такими как Международный кодекс обращения с цианидами. (ICMC), современные установки цианирования имеют многоуровневую защитную систему, могут обеспечить отличные показатели безопасности. Концентрация реагентов поддерживается на очень низком уровне. (<0 05%) значительное снижение риска по сравнению с общественным мнением, которое часто смешивает промышленное использование с концентрированными формами. Надлежащий контроль pH предотвращает образование газа HCN, что делает современные мельницы безопасными для операторов.

Что произойдет, если произойдет разлив?
Современные предприятия должны иметь комплексные планы реагирования на чрезвычайные ситуации, включая площадки вторичного выщелачивания с двойной облицовкой/хвостохранилища, системы обнаружения хвостохранилищ. Немедленные меры включают нейтрализацию защитной оболочки с использованием гипохлорита кальция, перекиси водорода, сбор пролитого раствора. Непрерывный мониторинг обеспечивает быстрое обнаружение, сводя к минимуму воздействие на окружающую среду.

Почему бы не полностью перейти на альтернативы, не содержащие цианидов, такие как тиосульфат??
Хотя альтернативы существуют, они сталкиваются со значительными препятствиями. Потребление тиосульфата может быть выше, что делает его менее экономичным, особенно для низкосортных руд. Чувствительность к изменениям температуры pH требует катализатора, медного аммиака, что создает различные экологические проблемы. Глицин показывает многообещающие, но все еще находится на стадии разработки крупномасштабное применение. Поэтому, несмотря на интенсивные исследования, пока не существует альтернативы, которая соответствует общей экономической эффективности, надежности в широком диапазоне руд.

---

Тематическое исследование / Инженерный пример

Оптимизация добычи из сложного упорного рудного тела

Крупное горнодобывающее предприятие в Неваде, США, столкнулось с проблемой низкого уровня извлечения золота. (~65%) из сложного упорного сульфидного рудного тела Золото было мелковкрапленным в пирите, что делало прямое цианирование неэффективным после традиционного измельчения

Стратегия реализации

Перед существующей установкой CIL был спроектирован двухступенчатый контур предварительного окисления.:

1.Биологическое окисление BIOX: Была построена специальная установка биоокисления. Размолотую рудную пульпу подавали в последовательные реакторы с перемешиванием, в которых содержались термофильные бактерии. Сульфобус Эти микроорганизмы активно поглощали сульфидный матрикс, высвобождая капсулированные частицы.
2.Оптимизированная схема CIL: Биоокисленная суспензия нейтрализуется, подается в существующий контур CIL. Однако уровень растворенного кислорода увеличивается. Высокоскоростные смесители. Доза цианида натрия тщательно контролируется анализаторами реального времени на основе класса насыщенного раствора.

Измеримые результаты

После нескольких месяцев ввода в эксплуатацию в полную эксплуатацию были зафиксированы следующие результаты по сравнению с базовыми показателями.:

Метрика	До реализации	После реализации
Общее восстановление золота	~65%	последовательно >92%
Расход цианида натрия кг/т	Н/Д Базовый уровень Неэффективные Высокие потери ppm Остатки Снижение оптимизированной кинетики адсорбции после окисления, позволяющее более строгий контроль, меньшие дозировки, достижение целевых показателей металлургии при минимизации затрат на реагенты. Нагрузка на окружающую среду. Выпускные потоки завода продемонстрировали жизнеспособность.