کنترل غلظت درون خطی در لیچینگ سیانیدی طلا

اهمیت گونه‌های سیانید: غلظت سیانید آزاد در مقابل غلظت سیانید باقیمانده در طول فرآیند

در آنالیز غلظت لیچینگ پالپ، تمام سیانید محلول به طور مساوی برای لیچینگ طلا در دسترس نیست. این فرآیند بین سیانید آزاد و گونه‌های مختلف سیانید باقیمانده (کمپلکس شده) تمایز قائل می‌شود.

• سیانید آزاد(مجموع CN⁻ موجود و در pH پایین، HCN) عامل فعالی است که انحلال مستقیم طلا را ممکن می‌سازد.
• سیانید باقیماندهاز کمپلکس‌های فلز-سیانید (مثلاً با مس، آهن یا روی) تشکیل شده است. این گونه‌ها برای انحلال طلا کمتر در دسترس هستند، مصرف سیانید را افزایش می‌دهند و به دلیل نگرانی‌های مربوط به سمیت، اهداف اصلی در تصفیه و دفع شیرابه سیانید هستند.

کنترل دقیق سطح سیانید آزاد برای به حداکثر رساندن بازده استخراج طلا و به حداقل رساندن تلفات سیانید ضروری است. تکنیک‌های اندازه‌گیری غلظت سیانید آزاد درون خطی، از جمله ابزارهای پیشرفته‌ای مانند غلظت‌سنج اولتراسونیک Lonnmeter برای اندازه‌گیری سیانید، امکان تنظیم زمان واقعی افزودن معرف‌ها را فراهم می‌کنند. این امر باعث حفظ کارایی و محدود کردن غلظت سیانید باقیمانده به سطوح مناسب می‌شود.

سیانید باقیمانده بالا می‌تواند نشان‌دهنده واکنش‌های جانبی ناخواسته (مثلاً مصرف فلز پایه)، کنترل ناکارآمد فرآیند یا نیاز به شیمی لیچینگ سفارشی باشد - به‌ویژه هنگام گذار به سمت جایگزین‌های لیچینگ طلای سازگار با محیط زیست یا روش‌های لیچینگ طلای بدون سیانید. فرآیندهای مدرن بازیابی طلا از شیرابه سیانید، نظارت مداوم بر گونه‌زایی سیانید را به عنوان بخشی از فناوری‌های پیشرفته لیچینگ سیانید به کار می‌گیرند تا کارایی فرآیند، ایمنی و انطباق با محیط زیست را افزایش دهند.

متغیرهای کلیدی مؤثر بر فرآیند لیچینگ سیانید طلا

ویژگی‌ها و آماده‌سازی سنگ معدن

راندمان لیچینگ سیانید طلا اساساً به کانی‌شناسی سنگ معدن، اندازه ذرات طلا و پیش‌فرآوری بستگی دارد. سنگ‌های معدنی حاوی طلای محبوس شده در کانی‌های سولفیدی، به ویژه پیریت، به عنوان سنگ‌های نسوز شناخته می‌شوند و نرخ استخراج پایینی دارند، مگر اینکه به درستی پیش‌فرآوری شوند. به عنوان مثال، کنسانتره‌های غنی از پیریت به غلظت‌های بالاتر سیانید نیاز دارند، اما این امر مصرف معرف و هزینه‌های زیست‌محیطی را بدون تضمین بازیابی متناسب طلا افزایش می‌دهد. افزایش فلزات پایه مانند مس، روی یا آهن با طلا برای سیانید رقابت می‌کند و باعث مصرف غیرضروری و تشکیل لایه‌های غیرفعال روی طلا می‌شود که مانع انحلال می‌شود.

مواد معدنی جاذب رسوب مانند کربن طبیعی و مواد معدنی باطله که کمپلکس‌های طلا را جذب می‌کنند، کارایی فرآیند را بیشتر کاهش می‌دهند. بنابراین، توصیف کامل کانی‌شناسی قبل از طراحی فرآیند برای شناسایی گونه‌های مشکل‌ساز و روابط بافتی آنها ضروری است. لیچینگ بهبود یافته شامل شناسایی این است که آیا طلا به صورت آزاد آسیاب می‌شود - برای سیانیداسیون مستقیم در دسترس است - یا کپسوله شده و نیاز به پیش‌فرآوری دارد.

توزیع اندازه ذرات مستقیماً بر سینتیک لیچینگ در سیانیداسیون طلا تأثیر می‌گذارد. آسیاب ریزتر، سطح تماس را افزایش می‌دهد و نرخ بازیابی را بالا می‌برد، اما آسیاب بیش از حد، با ایجاد لجن‌هایی که مانع انتقال جرم می‌شوند و ممکن است تلفات را افزایش دهند، راندمان را کاهش می‌دهد. مطالعات نشان داده‌اند که برای بسیاری از سنگ‌های معدنی، به حداکثر رساندن نسبت طلای آزاد در یک آسیاب خاص، دسترسی به سیانید و توان عملیاتی صنعتی را بهبود می‌بخشد. آسیاب بسیار ریز برای طلای بسیار محصور شده مفید است، اما می‌تواند منجر به مصرف بیش از حد معرف یا تجمع شود.

استراتژی‌های پیش‌فرآوری بر اساس نوع سنگ معدن انتخاب می‌شوند. پیش‌فرآوری مکانیکی با آسیاب کردن بسیار ریز، دسترسی به طلای محصور شده را تا حد زیادی افزایش می‌دهد. عملیات شیمیایی مانند لیچینگ قلیایی یا اسیدی، ماتریس‌های سولفیدی مضر را تجزیه می‌کند. عملیات حرارتی، مانند برشته کردن، سولفیدها را به اکسید تبدیل می‌کند و طلا را قابل شستشوتر می‌کند. پیش‌آهک کردن - افزودن آهک قبل از لیچینگ - pH را تثبیت می‌کند و از تشکیل گونه‌های محلول و واکنش‌پذیر جلوگیری می‌کند. به عنوان مثال، برشته کردن قلیایی و دو مرحله‌ای اکسیداتیو می‌تواند به طور قابل توجهی بازیابی سنگ معدن‌های نسوز نوع کارلین را افزایش دهد. در باطله‌های نسوز آفریقای جنوبی، ترکیبی از پیش‌فرآوری‌های مکانیکی و شیمیایی، میزان استخراج طلا را بیش از هر دو روش به تنهایی بهبود می‌بخشد.

شرایط لیچینگ عملیاتی

بهینه‌سازی غلظت سیانید

غلظت سیانید در محلول باید به دقت مدیریت شود. سیانید آزاد ناکافی، انحلال را کند می‌کند، در حالی که سیانید آزاد اضافی، بدون افزایش متناظر در بازیابی طلا، هزینه و بار زیست‌محیطی را افزایش می‌دهد. مطالعات موردی حدود ۶۰۰ ppm را به عنوان سطح بهینه برای برخی از سنگ‌های معدنی شناسایی کرده‌اند که از انحلال کامل پشتیبانی می‌کند اما هدررفت را مهار می‌کند. نظارت مداوم بر غلظت سیانید و دوز خودکار - با استفاده از ابزارهایی مانند غلظت‌سنج اولتراسونیک Lonnmeter - امکان افزودن دقیق معرف را فراهم می‌کند که با نیازهای سنگ معدن مطابقت دارد و هزینه‌های عملیاتی را تثبیت می‌کند.

چگالی شیرابه و غلظت شستشوی پالپ

چگالی پالپ - نسبت جامد به مایع - نقش مهمی در انتقال جرم و بازیابی طلا ایفا می‌کند. چگالی پالپ پایین‌تر به دلیل افزایش تحرک محلول و دسترسی به معرف، لیچینگ طلا را بهبود می‌بخشد، اما هزینه‌های جابجایی آب و معرف را افزایش می‌دهد. چگالی‌های بالاتر استفاده از معرف را کاهش می‌دهند، اما به دلیل انتقال جرم ضعیف، خطر لیچینگ ناقص را به همراه دارند. تجزیه و تحلیل دقیق غلظت لیچینگ پالپ و اندازه‌گیری چگالی شیرابه طلا برای بهینه‌سازی فرآیند ضروری است.

کنترل همزن و دما

هم زدن مناسب برای معلق کردن ذرات و ایجاد تماس مؤثر بین سیانید محلول و طلا بسیار مهم است. نرخ‌های بالاتر هم زدن معمولاً راندمان لیچینگ را افزایش می‌دهند، به خصوص برای سنگ‌های معدنی که مستعد لجن‌زایی یا تجمع ذرات هستند. با این حال، هم زدن بیش از حد شدید ممکن است منجر به تلفات فیزیکی یا واکنش‌های جانبی ناخواسته اکسیژن‌رسانی شود. به همین ترتیب، افزایش دما، انحلال طلا را تسریع می‌کند، اما دمای عملیاتی باید متعادل باشد - دمای بالاتر سرعت واکنش را افزایش می‌دهد، اما همچنین باعث از بین رفتن سیانید از طریق تبخیر یا تجزیه می‌شود.

تنظیم زمان آبشویی

زمان لیچینگ باید به اندازه کافی طولانی باشد تا انحلال کامل شود، اما به اندازه کافی کوتاه باشد تا توان عملیاتی بهینه شود و مصرف سیانید به حداقل برسد. مطالعات نشان می‌دهد که استفاده از عوامل لیچینگ شیمیایی ترکیبی می‌تواند زمان تماس مورد نیاز را به طور چشمگیری کاهش دهد و در عین حال بازیابی کلی را بهبود بخشد. دوره‌های کوتاه لیچینگ با فعال‌سازی شیمیایی مؤثر، نیاز به معرف، هزینه‌های عملیاتی و خطرات زیست‌محیطی را کاهش می‌دهد. کنترل کامل بر زمان لیچینگ برای تطبیق کاربرد معرف با سینتیک استخراج برای انواع خاص سنگ معدن ضروری است.

ادغام دقیق مشخصه‌یابی سنگ معدن، انتخاب پیش‌فرآوری، کنترل چگالی پالپ، پایش مداوم غلظت سیانید و تنظیم پارامترهای عملیاتی، استخراج مدرن و کارآمد طلا با استفاده از لیچینگ سیانید را پشتیبانی می‌کند.

تکنیک‌های اندازه‌گیری و کنترل غلظت درون خطی

راهکارهای نظارت معاصر

تکنیک‌های اندازه‌گیری غلظت سیانید آزاد شامل حسگرهای آمپرومتریک و واکنش‌های تبادل لیگاند هستند که امکان تعیین مقدار مستقیم و دقیق مناسب برای تجزیه و تحلیل غلظت لیچینگ پالپ و جریان‌های شیرابه طلا را فراهم می‌کنند. پارامترهای کلیدی مانند سیانید آزاد و سیانید WAD باید برای کنترل فرآیند و انطباق با محیط زیست اندازه‌گیری شوند، زیرا محدودیت‌های نظارتی اکنون نیاز به ردیابی تقریباً مداوم غلظت سیانید باقیمانده در شیرابه طلا دارند. ابزارهای درون خطی، که در نقاط استراتژیک مدار نصب می‌شوند، امکان کنترل دقیق دوز سیانید را فراهم می‌کنند و هشدار اولیه در مورد انحرافات فرآیند را ارائه می‌دهند.

ابزارهای اندازه‌گیری اولتراسونیک، که نمونه بارز آن دستگاه اندازه‌گیری غلظت اولتراسونیک Lonnmeter است، برای نظارت درون خطی بر چگالی سیانید و پالپ در مدارهای لیچینگ استفاده می‌شوند. این دستگاه از اصول انتقال اولتراسونیک برای تعیین تغییرات چگالی محلول مرتبط با غلظت سیانید و شیرابه طلا استفاده می‌کند. اندازه‌گیری مستقیم، اپراتورها را قادر می‌سازد تا فوراً راندمان استخراج طلا را ارزیابی کنند، پارامترهای هوادهی و همزدن را بهینه کنند و پایداری فرآیند را حفظ کنند. طراحی Lonnmeter از ثبت خودکار داده‌ها در زمان واقعی و ادغام فوری با سیستم‌های کنترل کارخانه پشتیبانی می‌کند. به عنوان مثال، هنگام نظارت بر چگالی پالپ، Lonnmeter بازخورد مداوم ارائه می‌دهد و نیاز به اندازه‌گیری چگالی آزمایشگاهی را کاهش می‌دهد و امکان تنظیمات سریع در قوام پالپ را برای بهبود سینتیک لیچینگ و بازیابی طلا فراهم می‌کند.

در عمل، این راه‌حل‌های معاصر موارد زیر را ارائه می‌دهند:

• داده‌های فوری در مورد سیانید و چگالی، بهبود دقت دوز.
• افزایش انطباق با مقررات تخلیه و باطله به دلیل داده‌های قابل پیگیری در مورد سیانید باقیمانده.
• صرفه‌جویی عملیاتی، زیرا اصلاحات فرآیند را می‌توان بدون تأخیر انجام داد.

استراتژی‌های کنترل بازخورد

کنترل خودکار فرآیند، از داده‌های اندازه‌گیری درون‌خطی برای بهینه‌سازی مداوم افزودن معرف، چگالی پالپ و هوادهی در استخراج طلا با استفاده از لیچینگ سیانید استفاده می‌کند. اصل کلیدی، بازخورد است - خوانش‌های حسگر در زمان واقعی به کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) منتقل می‌شوند، که سپس به طور خودکار افزودن سیانید، معرف‌های تخریب و افزودنی‌های لیچینگ را تنظیم می‌کنند. این امر خطاهای دوز دستی را از بین می‌برد، کنترل سینتیک لیچینگ را تشدید می‌کند و مصرف سیانید را به حداقل می‌رساند.

استراتژی‌های بازخورد فرآیند عبارتند از:

• منطق مبتنی بر قانون، که مرزها و میزان دوز را بر اساس آستانه‌های غلظت سیانید از پیش تعیین‌شده تعیین می‌کند.
• بهینه‌سازی مبتنی بر مدل، که داده‌های چند حسگری - سیانید، چگالی، pH، اکسیژن محلول - را برای به حداکثر رساندن راندمان بازیابی طلا تفسیر می‌کند.
• اندازه‌گیری پیوسته درون‌خطی، امکان اندازه‌گیری چگالی شیرابه طلا را برای پشتیبانی از تنظیمات در همزدن وقوام دوغاب.

استراتژی‌های کنترل بازخورد خودکار، مصرف سیانید، ضایعات واکنشگر و تنوع عملیاتی را کاهش می‌دهند. به عنوان مثال، مطالعات موردی از عملیات تجاری، کاهش مصرف سیانید تا 21٪ را نشان می‌دهد، در حالی که بازیابی طلا به دلیل ترکیب بهینه شیرابه و کنترل مؤثر فرآیند، ثابت مانده یا در حال بهبود است. بازیابی طلا از شیرابه سیانید مستقیماً از دوز پایدار و کنترل‌شده واکنشگر سود می‌برد.

سیستم‌های بازخورد یکپارچه همچنین با حفظ کنترل دقیق بر سطح سیانید، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و بهینه‌سازی تخریب یا ...، از جایگزین‌های سازگار با محیط زیست برای شستشوی طلا پشتیبانی می‌کنند.فرآیندهای بازیابیدوزبندی خودکار بر اساس اندازه‌گیری‌های آنلاین، نسبت به روش‌های تیتراسیون دستی که کندتر و مستعد ناهماهنگی هستند، عملکرد بهتری دارد.

به طور خلاصه، فناوری‌های پیشرفته لیچینگ سیانید، اندازه‌گیری درون خطی - مانند ... - را ترکیب می‌کنند.دستگاه اندازه‌گیری غلظت اولتراسونیک لون‌متر—با کنترل بازخورد خودکار. این رویکرد هر مرحله را بهینه می‌کند، از تجزیه و تحلیل غلظت لیچینگ خمیر گرفته تا تصفیه و دفع شیرابه سیانید، راندمان فرآیند را افزایش داده و آن را با استانداردهای زیست‌محیطی و ایمنی مطابقت می‌دهد.

بهینه‌سازی فرآیند و بهبود بازیابی

داده‌های اندازه‌گیری در لحظه، ستون فقرات بهینه‌سازی پیشرفته فرآیند در فرآیند لیچینگ سیانید طلا را تشکیل می‌دهند. ابزارهای درون خطی مانند دستگاه اندازه‌گیری غلظت اولتراسونیک Lonnmeter، خوانش‌های دقیق و پیوسته‌ای از غلظت سیانید آزاد و چگالی شیرابه ارائه می‌دهند و اطلاعات مورد نیاز برای تنظیم پویای پارامترهای عملیاتی را در اختیار اپراتورها قرار می‌دهند. این شامل کنترل خودکار دوز سیانید است که باندهای غلظت هدف را حفظ کرده و تغییرپذیری فرآیند را کاهش می‌دهد. به عنوان مثال، حفظ سیانید آزاد در محدوده ±10٪ از نقاط تنظیم شده، سینتیک لیچینگ کارآمد را بدون استفاده بیش از حد از منابع یا از دست دادن طلا، حتی زمانی که کیفیت سنگ معدن یا توان عملیاتی در نوسان است، تضمین می‌کند.

تنظیم پویا، که با نظارت بی‌وقفه سیانید امکان‌پذیر می‌شود، پاسخگویی سریع در کنترل مدارهای لیچینگ را ارتقا می‌دهد. سیستم‌های خودکار پر کردن مجدد، که با داده‌های بلادرنگ تغذیه می‌شوند، خطرات ناشی از مصرف کم (که منجر به کاهش نرخ استخراج طلا می‌شود) و مصرف بیش از حد (که منجر به افزایش هزینه‌های معرف و مسئولیت‌های زیست‌محیطی می‌شود) را به حداقل می‌رسانند. داده‌های حاصل از آنالیزورهای درون خطی به طور روان با گردش‌های کاری تجزیه و تحلیل غلظت لیچینگ پالپ و اندازه‌گیری چگالی ادغام می‌شوند و تصمیمات مربوط به سرعت میکسر، نرخ هوادهی و سایر متغیرهای حیاتی در استخراج طلا با استفاده از لیچینگ سیانید را اطلاع می‌دهند.

بهینه‌سازی به پایین‌دست نیز گسترش می‌یابد: جریان داده‌های یکپارچه از مراحل جذب کربن (CIP/CIL) و رسوب روی پشتیبانی می‌کند و شرایط فرآیند را بر اساس حضور فعلی سیانید تنظیم می‌کند. در فرآیندهای جذب کربن، سطح سیانید با نظارت دقیق تضمین می‌کند که کربن فعال به اشباع زودرس نرسد یا فرصت‌های جذب را از دست ندهد، در حالی که تعدیل pH و ورودی کربن بر اساس پروفایل‌های لیچینگ در زمان واقعی می‌تواند راندمان جذب طلا را در سنگ‌های معدنی پیچیده به بالای ۹۸٪ افزایش دهد. برای رسوب روی، به ویژه در خوراک‌هایی با محتوای بالای فلزات پایه (مانند روی و مس)، حفظ غلظت بهینه سیانید باقیمانده در شیرابه طلا از مصرف بیش از حد روی و واکنش‌های جانبی کنترل نشده جلوگیری می‌کند - که مستقیماً نرخ بازیابی را بهبود می‌بخشد.

فرآیند SART، که در مواردی که فلزات پایه تداخل قابل توجهی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد، از اندازه‌گیری یکپارچه سیانید نیز بهره‌مند می‌شود. کنترل خودکار بر مراحل سولفیداسیون و اسیدی شدن، که توسط داده‌های سیانید آزاد در زمان واقعی هدایت می‌شود، حذف انتخابی روی و مس را محقق می‌کند که بازیافت محلول سیانید را برای لیچینگ مداوم ساده می‌کند. این امر مصرف کلی سیانید را کاهش می‌دهد، اثربخشی بازیابی طلا از شیرابه سیانید را افزایش می‌دهد و از جایگزین‌های لیچینگ طلا سازگار با محیط زیست پشتیبانی می‌کند.

در به حداقل رساندن مصرف معرف، نمی‌توان از تأثیر متقابل بین نظارت سریع بر غلظت سیانید و کنترل فرآیند غافل شد. با جلوگیری از افزودن بیش از حد سیانید، کارخانه‌ها به طور قابل توجهی هزینه‌ها را کاهش داده و تولید زباله‌های خطرناک را محدود می‌کنند. در عین حال، حفظ کمترین دوز مؤثر سیانید ممکن، از خطر شستشوی ناقص یا به دام افتادن طلا جلوگیری می‌کند و بازده بازیابی بالایی را تضمین می‌کند. سیستم‌های درون خطی,به دلیل مقاومت آنها در برابر تداخل ناشی از کدورت دوغاب یا جریان متغیر، به ویژه برای این منظور مناسب هستند - ارائه داده‌های قابل اعتماد و کاربردی برای هر مرحله از تصفیه و دفع شیرابه سیانید.

بازده بهینه طلا از طریق هماهنگ‌سازی پارامترهای لیچینگ طلا و فرآیندهای بازیابی پایین‌دستی، که همگی تحت نظارت دقیق و مداوم هستند، حاصل می‌شود. تنظیمات فرآیند متناسب با غلظت و چگالی سیانید درون خطی، یک سیستم حلقه بسته ایجاد می‌کند که بازده را به حداکثر می‌رساند و در عین حال پایداری و ایمنی را در لیچینگ سیانید طلا پیش می‌برد. این رویکرد به عملیات اجازه می‌دهد تا از فناوری‌های پیشرفته لیچینگ سیانید در هر دو روش لیچینگ طلای سنتی و بدون سیانید استفاده کنند و به لطف سیستم‌های کنترل قوی مبتنی بر داده، به طور مداوم برای کارایی، بازیابی و رعایت مقررات بهینه‌سازی کنند.