Tegnieke en metodes vir die verwerking van goud uit erts
Goudverwerking uit erts is 'n reeks tegniese prosesse om goud te skei en te suiwer uit rotsmateriale wat waardevolle minerale bevat. Omdat goud oor die algemeen nie in 'n maklik toeganklike "suiwer" vorm in die natuur voorkom nie, is presiese metodes nodig - van ertsvoorbereiding, fisiese skeiding, uitloging en finale raffinering. Hierdie artikel bespreek algemene tegnieke en metodes vir goudverwerking uit erts, tesame met hul werkbeginsels, voordele en nadele, en belangrike veiligheids- en omgewingsaspekte.
1. Eienskappe van gouderts en die belangrikheid van aanvanklike toetsing
Voordat 'n verwerkingsmetode gekies word, is 'n belangrike stap om die erts se eienskappe te verstaan. Gouderts kan wees:
– Oksiedertse (oor die algemeen makliker om te verwerk).
– Sulfiedertse (dikwels “vuurvaste” omdat die goud vasgevang is in sulfiedertse soos piriet/arsenopiriet).
– Koolstofhoudende erts of preg-roof (natuurlike koolstof absorbeer die goudkompleks en verminder dus herwinning).
– Plaser/alluviaal (vrye goudkorrels in riviersand/gruis).
In die industriële praktyk word metallurgiese toetse soos goudinhoudsanalise (brandtoets), mineralogiese toetse (mikroskopie/XRD) en laboratoriumskaalse uitlogingstoetse uitgevoer om herwinning te skat en die mees effektiewe prosesroete te bepaal.
2. Ertsvoorbereiding: Vergruising en Maal
Die aanvanklike stadium van verwerking is om die grootte van die erts te verminder sodat die goudminerale van die onsuiwer gesteentes bevry word.
1) Verplettering
Erts van die myn is oor die algemeen groot in formaat, en word dan met 'n kaakbreker of keëlbreker tot 'n grootte van sentimeters vergruis.
2) Maal/frees
Daarna word die erts met behulp van 'n balmeul of SAG-meul tot 'n fyner grootte gemaal (byvoorbeeld, 80% slaag 75–150 mikron), afhangende van die vrystellingsvereistes.
Die doel is nie net om die materiaal te verfyn nie, maar om die optimale grootte te bereik. 'n Te growwe materiaal maak dit moeilik om die goud te verwyder, terwyl 'n te fyn materiaal reagensverbruik verhoog en die skeiding van vastestof en vloeistof bemoeilik.
3. Gravitasiekonsentrasie: Benutting van verskille in spesifieke swaartekrag
As die erts relatief growwe vry goud bevat, is die swaartekragmetode baie effektief omdat goud 'n hoë spesifieke swaartekrag het.
Algemene toerusting:
– Sluiskas (algemeen op klein skaal/plaas).
– Spiraalkonsentrator.
– Skudtafel.
– Knelson-konsentrator of Falcon-konsentrator (sentrifugale konsentrator).
Die voordele van die swaartekragmetode is die relatiewe eenvoud, lae bedryfskoste en die gebrek aan chemiese afhanklikheid. Die nadele sluit in die ondoeltreffendheid daarvan vir baie fyn goud of goud wat in sulfiedminerale gebind is.
4. Flotasie: Konsentrasie van goudhoudende minerale
Vir sulfiedertse word goud dikwels met piriet, chalkopiriet of arsenopiriet geassosieer. In hierdie gevalle kan flotasie gebruik word om hoëgraadse sulfiedertkonsentrate te produseer, wat die volume materiaal wat verdere verwerking benodig, verminder.
Flotasiebeginsel:
– Minerale deeltjies word hidrofobies gemaak met versamelaars (bv. xantaat).
– Lug word geblaas sodat die hidrofobiese minerale aan die borrels vassit en as skuim (konsentraat) dryf.
– Ander minerale bly as stert in die pulp agter.
Flotasieprodukte (konsentrate) word gewoonlik verder verwerk deur loging- of oksidasieprosesse (veral vir vuurvaste ertse).
5. Uitloging: Chemies Oplossende Goud
Uitloging is die hart van baie moderne goudmeulens. Vrygestelde goud word in 'n oplosbare kompleks opgelos en dan herwin.
a) Sianidasie
Die mees gebruikte industriële metode is sianied-uitloging, aangesien dit effektief en selektief is vir baie ertse. Goud vorm oplosbare komplekse in sianiedoplossings onder alkaliese pH-toestande en die teenwoordigheid van suurstof.
Twee algemene konfigurasies:
– CIL (Koolstof-in-Loging): geaktiveerde koolstof word direk in die loogtenk geplaas om opgeloste goud te absorbeer.
– CIP (Koolstof-in-Pulp): uitloging word eers gedoen, dan karbonisasie in die volgende stadium.
Voordele: hoë herwinning op geskikte ertse en bewese op groot skaal.
Uitdaging: vereis streng beheer van prosesparameters en veilige afvalbestuur.
b) Hoopuitloging
Vir laegraadse en deurlaatbare erts word hoopuitloging gebruik:
– Die erts word vergruis, soms geagglomereer, en dan op 'n verseëlde oppervlak gestapel.
– Die loogoplossing word van bo af gegooi (natgemaak).
– Die dragtige oplossing word hieronder versamel en verwerk om die goud te herwin.
Hierdie metode het laer kapitaalkoste as CIL/CIP-aanlegte, maar is gewoonlik stadiger en die herwinning kan laer wees.
c) Nie-sianied alternatiewe (afhangende van uitvoerbaarheid)
Sommige alternatiewe wat nagevors/geïmplementeer is, is beperk:
– Tiosulfaatuitloging (potensiaal vir erts wat preg roof).
– Haliede-uitloging (chloried/bromied onder sekere toestande).
Oor die algemeen vereis die toepassing daarvan egter meer komplekse prosesbeheer en is dit nie so algemeen soos sianiding vir baie myne nie.
6. Vuurvaste Ertsverwerking: Oksidasie Voor Uitloging
Vuurvaste ertse is ertse waarin die goud in sulfiedminerale "vasgevang" is of deur 'n spesifieke matriks geblokkeer is, wat sianied ondoeltreffend maak sonder voorbehandeling. Voorbehandelingsmetodes sluit in:
1) Rooster
Sulfiede word by hoë temperature geoksideer, wat die goud meer blootstel. Emissiebeheer (bv. SO₂/As) is nodig.
2) Drukoksidasie (POX)
Oksidasie in 'n outoklaaf onder druk met suurstof. Herwinning kan hoog wees, maar kapitaalkoste is hoog.
3) Bio-oksidasie (BIOX)
Die gebruik van bakterieë om sulfiede onder beheerde toestande te oksideer. Dis "koeler" as rooster, maar vereis verwerkingstyd en bioreaktorbestuur.
Na voor-oksidasie word die erts/konsentraat uitgeloog (gewoonlik met sianied) om die goud op te los.
7. Goudherwinning uit Oplossing: Geaktiveerde Koolstof, Hars en Neerslag
Sodra die goud opgelos het, is die volgende stap om dit uit die oplossing te verwyder.
– Geaktiveerde koolstofadsorpsie (CIP/CIL): koolstof adsorbeer die goudkompleks. Die koolstof word dan geëlueer (gestroop) met behulp van 'n spesiale oplossing om die goud vry te stel.
– Hars-in-pulp (RIP): ioonuitruilhars vervang koolstof onder sekere toestande, soms meer bestand teen bevuiling.
– Sinkpresipitasie (Merrill–Crowe): die ryk oplossing word geklaar en gedeoksigeneer, en dan word die goud met sinkpoeier gepresipiteer. Hierdie metode is geskik vir relatief skoon oplossings.
Die eindresultaat is gewoonlik 'n slyk/konsentraat wat dan in doré (’n goud-silwer allooi) gesmelt word voordat dit verder verfyn word.
8. Smelt en Raffinering
Die herwonne produk (bv. elueringsneerslag of Merrill-Crowe) word gedroog en dan gesmelt met behulp van vloeimiddel om doré-staaf te produseer. Die doré word dan in 'n raffinadery gesuiwer deur:
– Elektroliseprosesse (bv. Wohlwill vir hoë suiwerheid goud).
– Miller-proses (gebruik chloor om sekere onsuiwerhede te skei).
Raffinering produseer hoëgraadse goud (bv. 99,99%) volgens handelsstandaarde.
9. Bestuur van Slyk, Proseswater en Omgewingsaspekte
Goudverwerking produseer altyd oorblywende vaste stowwe en proseswater, wat veilig bestuur moet word. Algemene praktyke sluit in:
– Verdikking en berging van slyk in TSF (slykbergingsfasiliteit) met geotegniese ontwerp.
– Herwin proseswater om waterverbruik te verminder.
– Ontgifting van reagensresidue (bv. reduksie van sianiedresidue deur sekere oksidasieprosesse indien nodig).
– Monitering van watergehalte, stabiliteit van slykdams en mynsluitingsplanne.
Beroepsgesondheid en -veiligheid (K3) aspekte is ook belangrik: gebruik van reagense, stofbeheer, voorkoming van blootstelling aan gevaarlike materiale en noodprosedures moet deel van die bedryfstelsel wees.
10. Gevolgtrekking
Die tegnieke en metodes vir die verwerking van goud uit erts hang sterk af van die ertsoort, vrystellingsgrootte en mineralogiese eienskappe. Algemene prosesroetes sluit in vergruising en maal, swaartekragkonsentrasie en/of flotasie, uitloging (dikwels sianiding in CIL/CIP of hoopuitloging), goudherwinning uit oplossing, en dan smelting en raffinering. Vir vuurvaste ertse is voor-oksidasiestappe soos roostering, POX of bio-oksidasie nodig om die goud effektief te onttrek. Bowenal word die sukses van moderne goudverwerking ook bepaal deur die implementering van streng prosesbeheer, verantwoordelike stert- en waterbestuur, en 'n verbintenis tot beroepsveiligheid en omgewingsbeskerming.
Indien u wil, kan ek hierdie artikel aanpas by 'n industriële skaalkonteks (met vloeidiagramme en algemene parameters), of by 'n klein/medium skaal (met meer fokus op swaartekragkonsentrasie en basiese operasionele praktyke) om aan u behoeftes te voldoen.
