Aukso perdirbimo iš rūdos metodai ir metodai
Aukso išgavimas iš rūdos – tai techninių procesų serija, skirta atskirti ir išgryninti auksą nuo uolienų, kuriose yra vertingų mineralų. Kadangi gamtoje auksas paprastai nerandamas lengvai prieinama „gryna“ forma, reikalingi tikslūs metodai – nuo rūdos paruošimo, fizinio atskyrimo, išplovimo ir galutinio rafinavimo. Šiame straipsnyje aptariami įprasti aukso išgavimo iš rūdos metodai ir metodai, jų veikimo principai, privalumai ir trūkumai bei svarbūs saugos ir aplinkosaugos aspektai.
1. Aukso rūdos savybės ir pradinio bandymo svarba
Prieš pasirenkant apdorojimo metodą, labai svarbus žingsnis yra rūdos savybių supratimas. Aukso rūda gali būti:
– Oksido rūdos (paprastai lengviau apdorojamos).
– Sulfidų rūdos (dažnai „atsparios ugniai“, nes auksas yra įstrigęs sulfidų mineraluose, tokiuose kaip piritas / arsenopiritas).
– Anglies rūda arba aukso plėšimas (natūrali anglis sugeria aukso kompleksą, taip sumažindama išgavimą).
– Vietinis/aliuvinis (laisvi aukso grūdeliai upės smėlyje/žvyre).
Pramoninėje praktikoje atliekami metalurginiai bandymai, tokie kaip aukso kiekio analizė (ugnies tyrimas), mineraloginiai bandymai (mikroskopija / rentgeno spindulių difrakcija) ir laboratoriniai išplovimo bandymai, siekiant įvertinti išgautą ir nustatyti efektyviausią proceso būdą.
2. Rūdos paruošimas: smulkinimas ir malimas
Pradinis perdirbimo etapas yra rūdos dydžio sumažinimas, kad aukso mineralai būtų išlaisvinti nuo priemaišų uolienų.
1) Smulkinimas
Rūda iš kasyklos paprastai būna didelė, tada susmulkinama žandikaulio arba kūginiu trupintuvu iki centimetrų dydžio.
2) Šlifavimas / frezavimas
Po to rūda sumalama rutuliniu arba SAG malūnu iki smulkesnių dalelių (pavyzdžiui, 80 % praeina 75–150 mikronų), priklausomai nuo išlaisvinimo reikalavimų.
Tikslas yra ne tik išgryninti medžiagą, bet ir pasiekti optimalų dydį. Per stambi medžiaga apsunkina aukso pašalinimą, o per smulki medžiaga padidina reagentų sunaudojimą ir apsunkina kietųjų dalelių ir skysčių atskyrimą.
3. Gravitacinė koncentracija: savitojo svorio skirtumų išnaudojimas
Jei rūdoje yra santykinai stambaus laisvojo aukso, gravitacijos metodas yra labai efektyvus, nes auksas turi didelį savitąjį svorį.
Įprasta įranga:
– Šliuzo dėžė (įprasta mažo masto / gipso kartono gaminiuose).
– Spiralinis koncentratorius.
– Drebantis stalas.
– Knelsono koncentratorius arba Falcono koncentratorius (išcentrinis koncentratorius).
Gravitacinio metodo privalumai yra santykinis paprastumas, mažos eksploatavimo išlaidos ir cheminės priklausomybės nebuvimas. Trūkumai apima jo neefektyvumą labai smulkiam auksui arba auksui, surištam sulfidų mineralais.
4. Flotacija: auksą turinčių mineralų koncentravimas
Sulfidų rūdoms auksas dažnai siejamas su piritu, chalkopiritu arba arsenopiritu. Tokiais atvejais flotacija gali būti naudojama aukštos kokybės sulfidų koncentratams gaminti, sumažinant medžiagos, kurią reikia toliau apdoroti, kiekį.
Flotacijos principas:
– Mineralinės dalelės hidrofobizuojamos naudojant kolektorius (pvz., ksantatą).
– Pučiamas oras, kad hidrofobiniai mineralai priliptų prie burbuliukų ir plūduriuotų kaip putos (koncentratas).
– Kiti mineralai lieka celiuliozėje kaip atliekos.
Flotacijos produktai (koncentratai) paprastai toliau apdorojami išplovimo arba oksidacijos procesais (ypač ugniai atsparios rūdos).
5. Išplovimas: cheminis aukso tirpinimas
Išplovimas yra daugelio šiuolaikinių aukso liejyklų pagrindas. Išsiskyręs auksas ištirpinamas tirpiame komplekse ir vėliau išgaunamas.
a) Cianidavimas
Plačiausiai naudojamas pramoninis metodas yra cianido išplovimas, nes jis yra efektyvus ir selektyvus daugeliui rūdų. Auksas sudaro tirpius kompleksus cianido tirpaluose, esant šarminiam pH ir deguonies kiekiui.
Dvi įprastos konfigūracijos:
– CIL (anglis išplovimo bake): aktyvuota anglis dedama tiesiai į išplovimo baką, kad sugertų ištirpusį auksą.
– CIP (anglies panaudojimas celiuliozėje): pirmiausia atliekamas išplovimas, o kitame etape – karbonizavimas.
Privalumai: didelė išgavimo iš tinkamų rūdų tikimybė ir įrodytas masinis panaudojimas.
Iššūkis: reikalauja griežtos proceso parametrų kontrolės ir saugaus atliekų tvarkymo.
b) Krūvos išplovimas
Žemos kokybės ir pralaidžioms rūdoms naudojamas krūvos išplovimas:
– Rūda susmulkinama, kartais aglomeruojama, o tada sukraunama ant sandaraus pagrindo.
– Išplovimo tirpalas pilamas (laistomas) iš viršaus.
– Nėščiųjų tirpalas surenkamas žemiau ir apdorojamas, kad būtų išgautas auksas.
Šis metodas turi mažesnes kapitalo sąnaudas nei CIL/CIP įrenginiai, tačiau paprastai yra lėtesnis, o išgavimo rodikliai gali būti mažesni.
c) Ne cianido alternatyvos (priklausomai nuo įgyvendinamumo)
Kai kurios ištirtos / įgyvendintos alternatyvos yra ribotos:
– Tiosulfato išplovimas (galima vagti rūdą).
– Halogenidų išplovimas (chloridas/bromidas tam tikromis sąlygomis).
Tačiau apskritai jo taikymas reikalauja sudėtingesnės procesų kontrolės ir daugelyje kasyklų nėra toks įprastas kaip cianidavimas.
6. Ugniai atsparių rūdų apdorojimas: oksidacija prieš išplovimą
Ugniai atsparios rūdos yra rūdos, kuriose auksas yra „užrakintas“ sulfido mineraluose arba užblokuotas specifine matrica, todėl cianidas be išankstinio apdorojimo tampa neveiksmingas. Išankstinio apdorojimo metodai apima:
1) Kepimas
Sulfidai oksiduojami aukštoje temperatūroje, todėl auksas tampa labiau pažeidžiamas. Reikalinga emisijos kontrolė (pvz., SO₂/As).
2) Slėginė oksidacija (POX)
Oksidacija slėginiame autoklave su deguonimi. Išgavimo rodiklis gali būti didelis, tačiau kapitalo sąnaudos yra didelės.
3) Biooksidacija (BIOX)
Sulfidų oksidavimas kontroliuojamomis sąlygomis naudojant bakterijas. Tai „vėsiau“ nei skrudinimas, tačiau reikia apdorojimo laiko ir bioreaktoriaus valdymo.
Po išankstinio oksidavimo rūda/koncentratas išplaunamas (dažniausiai cianidu), kad ištirptų auksas.
7. Aukso išgavimas iš tirpalo: aktyvuota anglis, derva ir nusodinimas
Kai auksas ištirpsta, kitas žingsnis yra jį pašalinti iš tirpalo.
– Aktyvuotos anglies adsorbcija (CIP/CIL): anglis adsorbuoja aukso kompleksą. Tada anglis eliuojama (pašalinama) specialiu tirpalu, kad būtų išskirtas auksas.
– Derva celiuliozėje (RIP): jonų mainų derva tam tikromis sąlygomis pakeičia anglį, kartais atsparesnė užsiteršimui.
– Cinko nusodinimas (Merrill-Crowe): sodrus tirpalas nusodinamas ir pašalinamas deguonis, o tada auksas nusodinamas naudojant cinko miltelius. Šis metodas tinka santykinai švariems tirpalams.
Galutinis rezultatas paprastai yra nuosėdos / koncentratas, kuris vėliau išlydomas į doré (aukso ir sidabro lydinį), o tada toliau rafinuojamas.
8. Lydymas ir rafinavimas
Išgautas produktas (pvz., eliucijos nuosėdos arba Merrill-Crowe metodas) džiovinamas ir lydomas naudojant fliusą, kad būtų gautas doré strypas. Tada doré gryninamas naftos perdirbimo gamykloje:
– Elektrolizės procesai (pvz., „Wohlwill“ – didelio grynumo auksui).
– Millerio procesas (chloro naudojimas tam tikroms priemaišoms atskirti).
Rafinavimo metu pagal prekybos standartus gaunamas aukštos kokybės auksas (pvz., 99,99 %).
9. Uodegų atliekų tvarkymas, technologinis vanduo ir aplinkosaugos aspektai
Aukso apdirbimo metu visada susidaro uolienos (likusios kietos medžiagos) ir technologinis vanduo, kuriuos reikia tvarkyti saugiai. Įprasta praktika apima:
– Uodegų atliekų tankinimas ir saugojimas TSF (uodegų atliekų saugykloje) su geotechniniu projektavimu.
– Perdirbkite technologinį vandenį, kad sumažintumėte vandens sunaudojimą.
– Reagentų likučių detoksikacija (pvz., cianido likučių redukcija tam tikrais oksidacijos procesais, jei reikia).
– Vandens kokybės, uolienų atliekų užtvankos stabilumo ir kasyklų uždarymo planų stebėsena.
Taip pat svarbūs darbuotojų saugos ir sveikatos (K3) aspektai: reagentų naudojimas, dulkių kontrolė, pavojingų medžiagų poveikio prevencija ir avarinių situacijų procedūros turi būti veiklos sistemos dalis.
10. Kesimpulanas
Aukso perdirbimo iš rūdos metodai ir metodai labai priklauso nuo rūdos tipo, išlaisvinimo dydžio ir mineraloginių savybių. Įprasti proceso būdai apima smulkinimą ir malimą, gravitacinį koncentravimą ir (arba) flotaciją, išplovimą (dažnai cianidavimą CIL/CIP arba krūvos išplovimą), aukso išgavimą iš tirpalo, o vėliau lydymą ir rafinavimą. Ugniai atsparioms rūdoms, norint efektyviai išgauti auksą, reikalingi išankstinio oksidavimo etapai, tokie kaip deginimas, POX arba biologinis oksidavimas. Svarbiausia, kad šiuolaikinio aukso perdirbimo sėkmę taip pat lemia griežtos proceso kontrolės įgyvendinimas, atsakingas uolienų atliekų ir vandens valdymas bei įsipareigojimas užtikrinti darbo saugą ir aplinkos apsaugą.
Jei pageidaujate, galiu pritaikyti šį straipsnį pramoninio masto kontekstui (su srautų schemomis ir bendraisiais parametrais) arba mažo / vidutinio masto kontekstui (daugiau dėmesio skiriant gravitacijos koncentracijai ir pagrindinei eksploatavimo praktikai), kad atitiktų jūsų poreikius.
