Tækni og aðferðir til að vinna gull úr málmgrýti
Gullvinnsla úr málmgrýti er röð tæknilegra ferla til að aðskilja og hreinsa gull úr bergi sem inniheldur verðmæt steinefni. Þar sem gull finnst almennt ekki í aðgengilegu „hreinu“ formi í náttúrunni þarf nákvæmar aðferðir - allt frá undirbúningi málmgrýtis, eðlisfræðilegri aðskilnaði, útskolun og lokahreinsun. Þessi grein fjallar um algengar aðferðir við gullvinnslu úr málmgrýti, ásamt vinnureglum þeirra, kostum og göllum, og mikilvægum öryggis- og umhverfisþáttum.
1. Einkenni gullmalms og mikilvægi upphafsprófana
Áður en vinnsluaðferð er valin er mikilvægt skref að skilja eiginleika málmgrýtisins. Gullmálmgrýti getur verið:
– Oxíðmálmgrýti (almennt auðveldara að vinna úr).
– Súlfíðmálmgrýti (oft „eldföst“ vegna þess að gullið er fast í súlfíðsteindum eins og pýríti/arsenopýríti).
– Kolefnisríkt málmgrýti eða gullræning (náttúrulegt kolefni gleypir gullfléttuna og dregur þannig úr endurheimt).
– Setlag/árlag (frí gullkorn í ársandi/möl).
Í iðnaði eru málmfræðilegar prófanir eins og gullinnihaldsgreining (brunapróf), steinefnafræðilegar prófanir (smásjárskoðun/röntgenskoðun) og útskolunarprófanir á rannsóknarstofu framkvæmdar til að meta endurheimt og ákvarða skilvirkustu ferlisleiðina.
2. Undirbúningur málmgrýtis: Mulning og mala
Upphafsstig vinnslunnar er að minnka stærð málmgrýtisins þannig að gullsteinefnin losni við óhreinindin.
1) Mylja
Málmgrýti úr námunni er almennt stórt að stærð og síðan mulið með kjálkamulningsvél eða keilumulningsvél þar til það er nokkra sentimetra að stærð.
2) Mala/fræsa
Eftir það er málmgrýtið malað með kúlukvörn eða SAG-kvörn í fínni stærð (til dæmis, 80% fara yfir 75–150 míkron), allt eftir losunarkröfum.
Markmiðið er ekki bara að fínpússa efnið, heldur að ná fram bestu mögulegu stærð. Of gróft efni gerir það erfitt að fjarlægja gullið, en of fínt efni eykur notkun hvarfefna og flækir aðskilnað fastra efna og vökva.
3. Þyngdaraflsstyrkur: Að nýta mismunandi eðlisþyngd
Ef málmgrýtið inniheldur tiltölulega gróft frítt gull er þyngdaraflsaðferðin mjög áhrifarík þar sem gull hefur háa eðlisþyngd.
Algengur búnaður:
– Renniskassi (algengt í litlum mæli/fleiri).
– Spíralþéttiefni.
– Hristandi borð.
– Knelson-þykkni eða Falcon-þykkni (miðflóttaþykkni).
Kostir þyngdaraflsaðferðarinnar eru tiltölulega einfaldleiki hennar, lágur rekstrarkostnaður og skortur á efnafræðilegum háð. Ókostirnir eru meðal annars óvirkni hennar fyrir mjög fínt gull eða gull bundið í súlfíðsteindum.
4. Flot: Þétting gullberandi steinefna
Fyrir súlfíðmálmgrýti er gull oft tengt pýríti, koparkópýríti eða arsenópýríti. Í þessum tilfellum er hægt að nota flotun til að framleiða hágæða súlfíðþykkni, sem dregur úr magni efnisins sem þarfnast frekari vinnslu.
Flotregla:
– Steinefnaagnir eru gerðar vatnsfælnar með safnara (t.d. xantati).
– Lofti er blásið þannig að vatnsfælnu steinefnin festist við loftbólurnar og fljóta sem froða (þykkni).
– Önnur steinefni verða eftir í kvoðunni sem úrgangur.
Flotunarafurðir (þykkni) eru venjulega unnar frekar með útskolun eða oxunarferlum (sérstaklega fyrir eldföst málmgrýti).
5. Útskolun: Efnafræðilega uppleyst gull
Útskolun er kjarninn í mörgum nútíma gullverksmiðjum. Gullið sem losnar er leyst upp í leysanlegt flókið efni og síðan endurheimt.
a) Sýaníðering
Algengasta iðnaðaraðferðin er útskolun sýaníðs, þar sem hún er áhrifarík og sértæk fyrir margar málmgrýti. Gull myndar leysanleg fléttur í sýaníðlausnum við basísk pH-skilyrði og í nærveru súrefnis.
Tvær algengar stillingar:
– CIL (Kolefni í útskolun): virkt kolefni er sett beint í útskolunartankinn til að taka upp uppleyst gull.
– CIP (kolefni í trjákvoðu): fyrst er útskolun framkvæmd og síðan kolefnismyndun á næsta stigi.
Kostir: mikil endurheimt á hentugum málmgrýti og sannað í stórum stíl.
Áskorun: krefst strangrar stjórnunar á ferlisbreytum og öruggrar meðhöndlunar úrgangs.
b) Útskolun úr haugnum
Fyrir lággæða og gegndræpa málmgrýti er haugaútskolun notuð:
– Málmgrýtið er mulið, stundum sett í kekki og síðan staflað á lokaðan púða.
– Útskolunarlausninni er hellt (vökvuð) að ofan.
– Þungaða lausnin er safnað hér að neðan og unnin til að endurheimta gullið.
Þessi aðferð hefur lægri fjárfestingarkostnað en CIL/CIP-verksmiðjur, en er yfirleitt hægari og endurheimt getur verið minni.
c) Önnur úrræði án sýaníðs (fer eftir því hvort það sé mögulegt)
Sumir valkostir sem hafa verið rannsakaðir/innleiddir eru takmarkaðir:
– Útskolun þíósúlfats (möguleiki á málmgrýti sem rænir forgengi).
– Útskolun halíða (klóríð/brómíð við ákveðnar aðstæður).
Hins vegar krefst notkun þess almennt flóknari ferlastýringar og er ekki eins algeng og sýaníðering í mörgum námum.
6. Vinnsla á eldföstum málmgrýti: Oxun fyrir útskolun
Eldfast málmgrýti er málmgrýti þar sem gullið er „læst“ í súlfíðsteindum eða blokkað af ákveðnu grunnefni, sem gerir sýaníð óvirkt án forvinnslu. Forvinnsluaðferðir eru meðal annars:
1) Steiking
Súlfíð oxast við hátt hitastig, sem gerir gullið berskjaldaðra. Nauðsynlegt er að stjórna losun (t.d. SO₂/As).
2) Þrýstingsoxun (POX)
Oxun í þrýstisjálfvirkri súrefnissíu. Endurheimt getur verið mikil en fjárfestingarkostnaður er mikill.
3) Lífoxun (BIOX)
Að nota bakteríur til að oxa súlfíð undir stýrðum skilyrðum. Það er „kaldara“ en að rista, en krefst vinnslutíma og stjórnunar á lífrænum hvarfefnum.
Eftir foroxun er málmgrýtið/þykknið skolað út (venjulega með sýaníði) til að leysa upp gullið.
7. Gullendurheimt úr lausn: Virkt kolefni, plastefni og úrkoma
Þegar gullið hefur leyst upp er næsta skref að fjarlægja það úr lausninni.
– Adsorption virks kolefnis (CIP/CIL): Kolefnið adsorberar gullfléttuna. Kolefnið er síðan skolað (fjarlægt) með sérstakri lausn til að losa gullið.
– Kvoða í trjákvoðu (RIP): jónaskiptakvoða kemur í stað kolefnis við ákveðnar aðstæður, stundum meira ónæmur fyrir mengun.
– Sinkútfelling (Merrill–Crowe): auðuga lausnin er hreinsuð og súrefnissnauð og síðan er gullið fellt út með sinkdufti. Þessi aðferð hentar fyrir tiltölulega hreinar lausnir.
Lokaniðurstaðan er venjulega sey/þykkni sem síðan er brætt í doré (gull-silfur málmblöndu) áður en það er hreinsað frekar.
8. Bræðsla og hreinsun
Endurheimta afurðin (t.d. útfellingarúrfelling eða Merrill-Crowe) er þurrkuð og síðan brædd með flúxefni til að framleiða doré-stöng. Doré-stöngin er síðan hreinsuð í olíuhreinsunarstöð með:
– Rafgreiningarferli (t.d. Wohlwill fyrir hágæða gull).
– Miller-ferlið (notar klór til að aðskilja ákveðin óhreinindi).
Hreinsun framleiðir hágæða gull (t.d. 99,99%) samkvæmt viðskiptastöðlum.
9. Meðhöndlun úrgangs, vinnsluvatn og umhverfisþættir
Gullvinnsla framleiðir alltaf úrgang (eftirstandandi fast efni) og vinnsluvatn, sem verður að meðhöndla á öruggan hátt. Algengar starfsvenjur eru meðal annars:
– Þykking og geymsla á úrgangi í TSF (geymsluaðstöðu fyrir úrgang) með jarðtæknilegri hönnun.
– Endurvinnið vinnsluvatn til að draga úr vatnsnotkun.
– Afeitrun leifanna af hvarfefnum (t.d. afoxun sýaníðleifa með ákveðnum oxunarferlum ef nauðsyn krefur).
– Eftirlit með vatnsgæðum, stöðugleika úrgangsstíflna og áætlunum um lokun námuvinnslu.
Vinnuvernd og öryggi (K3) eru einnig mikilvæg: notkun hvarfefna, rykstjórnun, forvarnir gegn útsetningu fyrir hættulegum efnum og neyðarráðstafanir verða að vera hluti af stýrikerfinu.
10. Kesimpulan
Tækni og aðferðir við vinnslu gulls úr málmgrýti eru mjög háðar gerð málmgrýtisins, stærð þess og steinefnafræðilegum eiginleikum. Algengar vinnsluleiðir eru meðal annars mulning og kvörnun, þyngdaraflsþétting og/eða flotun, útskolun (oft sýaníðering í CIL/CIP eða haugaútskolun), endurheimt gulls úr lausn og síðan bræðsla og hreinsun. Fyrir eldföst málmgrýti eru foroxunarskref eins og ristun, POX eða lífoxun nauðsynleg til að vinna gullið á áhrifaríkan hátt. Umfram allt er árangur nútíma gullvinnslu einnig ákvarðaður af innleiðingu strangra ferlaeftirlits, ábyrgri stjórnun á úrgangi og vatni, og skuldbindingu til vinnuverndar og umhverfisverndar.
Ef þú vilt get ég aðlagað þessa grein að iðnaðarstærð (með flæðiritum og almennum breytum) eða að litlum/meðalstórum mæli (með meiri áherslu á þyngdaraflsþéttni og grunn starfsvenjur) eftir þörfum þínum.
