בקרת ריכוז מקוונת בשטיפת ציאניד של זהב

חשיבותם של מיני ציאניד: ציאניד חופשי לעומת ריכוז ציאניד שיורי בתהליך

בניתוח ריכוז שטיפת העיסה, לא כל הציאניד המומס זמין באותה מידה לשטיפת זהב. התהליך מבחין בין ציאניד חופשי לבין מיני ציאניד שיוריים שונים (קומפלקסים).

• ציאניד חופשי(סכום של CN⁻ זמין, וב-pH נמוך, HCN) הוא החומר הפעיל המאפשר המסה ישירה של זהב.
• ציאניד שיורימורכב מקומפלקסים של מתכת-ציאניד (למשל, עם נחושת, ברזל או אבץ). מינים אלה פחות זמינים להמסת זהב, מגבירים את צריכת הציאניד, והם מטרות עיקריות בטיפול וסילוק של תשטיפים מציאניד עקב חששות מרעילות.

שליטה מדויקת ברמות ציאניד חופשי חיונית למקסום תפוקת הזהב ולמזער הפסדי ציאניד. טכניקות מדידה של ריכוז ציאניד חופשי בקו אחד, כולל כלים מתקדמים כמו מד הריכוז האולטרסאונד Lonnmeter למדידת ציאניד, מאפשרות התאמה בזמן אמת של תוספות ריאגנטים. זה שומר על יעילות ומגביל את ריכוזי הציאניד השיורי לרמות אחראיות.

כמות גבוהה של ציאניד שיורי יכולה לאותת על תגובות לוואי לא רצויות (למשל, צריכת מתכות בסיסיות), בקרת תהליכים לא יעילה, או צורך בכימיה מותאמת אישית של תהליך ההשטפה - במיוחד בעת מעבר לחלופות ידידותיות לסביבה להשטפת זהב או שיטות שטיפת זהב ללא ציאניד. הפקת זהב מודרנית מתהליכי שטיפת ציאניד משתמשת בניטור רציף של התמיינות ציאנידית כחלק מטכנולוגיות מתקדמות של שטיפת ציאניד כדי להניע יעילות תהליכים, בטיחות ועמידה בתקנות סביבתיות.

משתנים מרכזיים המשפיעים על תהליך שטיפת ציאניד זהב

מאפייני עפרות והכנה

יעילות שטיפת זהב מציאניד תלויה באופן מהותי במינרלוגיה של העפרה, גודל חלקיקי הזהב והטיפול המקדים. עפרות המכילות זהב הנעול בתוך מינרלים גופריתיים, במיוחד פיריט, ידועות כעפרות עקשנות ומציגות שיעורי מיצוי נמוכים אלא אם כן עוברות עיבוד מוקדם כראוי. לדוגמה, תרכיזים עשירים בפיריט דורשים ריכוזי ציאניד גבוהים יותר, אך זה מגביר את צריכת הריאגנטים ואת העלויות הסביבתיות מבלי להבטיח הפקת זהב פרופורציונלית. עלייה במתכות בסיסיות כמו נחושת, אבץ או ברזל מתחרה בזהב על ציאניד, וגורמת לצריכה מיותרת וליצירת שכבות פסיבציה על הזהב, מה שמעכב את ההמסה.

מינרלים גוזלי זהב, כגון פחמן טבעי ומינרלי גנגה הסופחים קומפלקסים של זהב, מפחיתים עוד יותר את יעילות התהליך. לכן, אפיון מינרלוגי יסודי לפני תכנון התהליך חיוני לזיהוי מינים בעייתיים ואת יחסי המרקם ביניהם. שיפור שטיפה כרוך בזיהוי האם זהב ניתן לטחינה חופשית - זמין לציאנידציה ישירה - או שהוא אנקפסולציה ודורש טיפול מקדים.

פיזור גודל החלקיקים משפיע ישירות על קינטיקה של שטיפה בציאנידציה של זהב. טחינה עדינה יותר משפרת את חשיפת פני השטח, ומגבירה את שיעורי ההתאוששות, אך מעבר לגודל אופטימלי, טחינה יתר מפחיתה את היעילות על ידי יצירת סליים המעכבים העברת מסה ועלולים להגביר את ההפסדים. מחקרים הראו כי עבור עפרות רבות, מקסום שיעור הזהב החופשי בטחינה ספציפית משיג נגישות טובה יותר לציאניד ותפוקה תעשייתית. טחינה עדינה מאוד מועילה לזהב אנקפסולציה גבוהה אך עלולה לגרום לצריכה מוגזמת של ריאגנטים או צבירה.

אסטרטגיות טיפול מקדים נבחרות בהתאם לסוג העפרה. טיפול מקדים מכני על ידי טחינה דקה במיוחד מגביר מאוד את הנגישות לזהב העטוף במארז. טיפולים כימיים כמו שטיפה בסיסית או חומצית מפרקים מטריצות סולפיד מזיקות. טיפולים תרמיים, כגון קלייה, ממירים סולפידים לתחמוצות, מה שהופך את הזהב לנגיש יותר לדליפה. סיד מקדים - הוספת סיד לפני השטיפה - מייצב את רמת החומציות (pH) ומונעים היווצרות מינים מסיסים וראקטיביים. לדוגמה, קלייה בסיסית וקלייה חמצונית דו-שלבית יכולים להגדיל משמעותית את התפוקה עבור עפרות עקשנות מסוג קרלין. בפסולת עקשן בדרום אפריקה, שילוב של טיפולים מקדים מכניים וכימיים משפר את שיעורי הפקת הזהב יותר מכל אחת מהגישות בנפרד.

תנאי דליפה תפעוליים

אופטימיזציה של ריכוז ציאניד

יש לנהל בקפידה את ריכוז הציאניד בתמיסה. כמות לא מספקת של ציאניד חופשי מאט את ההמסה, בעוד שכמות עודפת מוסיפה עלות ונטל סביבתי ללא דחיפה מקבילה בהפקת זהב. מחקרי מקרה מזהים סביב 600 ppm כרמה אופטימלית עבור עפרות מסוימות, התומכת בהמסה מלאה אך מפחיתה בזבוז. ניטור רציף של ריכוז ציאניד ומינון אוטומטי - באמצעות כלים כמו מד הריכוז האולטרסאונד Lonnmeter - מאפשרים הוספת ריאגנטים מדויקת התואמת את דרישות העפרה ומייצבת את עלויות התפעול.

צפיפות התשטיפים וריכוז שטיפה של עיסת נייר

צפיפות העיסה - היחס בין מוצק לנוזל - משחקת תפקיד חשוב בהעברת מסה ובהפקת זהב. צפיפות עיסה נמוכה יותר משפרת את שטיפת הזהב עקב ניידות מוגברת של התמיסה וגישה מוגברת למגיבים, אך מגדילה את עלויות הטיפול במים ובריאגנטים. צפיפויות גבוהות יותר מפחיתות את השימוש בריאגנטים אך מסכנות שטיפה לא שלמה עקב העברת מסה לקויה. ניתוח קפדני של ריכוז שטיפת העיסה ומדידת צפיפות תשטיף הזהב נחוצים לאופטימיזציה של התהליך.

ערבוב ובקרת טמפרטורה

ערבוב נכון הוא קריטי להשעיית חלקיקים ולקידום מגע יעיל בין ציאניד מומס לזהב. קצב ערבוב גבוה יותר בדרך כלל מגביר את יעילות ההשטפה, במיוחד עבור עפרות הנוטות להצטברות או להצטברות חלקיקים. עם זאת, ערבוב אגרסיבי יתר על המידה עלול להוביל לאובדן פיזיקלי או לתגובות לוואי לא רצויות של חמצון. באופן דומה, עלייה בטמפרטורה מאיצה את המסת הזהב, אך טמפרטורות ההפעלה חייבות להיות מאוזנות - טמפרטורות גבוהות יותר מאיצות את קצב התגובה אך גם מקדמות אובדן ציאניד באמצעות התנדפות או פירוק.

ויסות זמן שטיפה

זמן השטיפה חייב להיות ארוך מספיק להשלמת ההמסה אך קצר מספיק כדי לייעל את התפוקה ולמזער את צריכת הציאניד. מחקרים מצביעים על כך שהשימוש בחומרי שטיפה כימיים מעורבים יכול להפחית באופן דרמטי את זמן המגע הנדרש תוך שיפור ההתאוששות הכוללת. תקופות שטיפה קצרות עם הפעלה כימית יעילה מפחיתות את הצורך בריאגנטים, הוצאות תפעול וסיכונים סביבתיים. שליטה יסודית על זמן השטיפה חיונית כדי להתאים את יישום הריאגנטים לקינטיקה של המיצוי עבור סוגי עפרות ספציפיים.

שילוב קפדני של אפיון עפרות, בחירת טיפול מקדים, בקרת צפיפות עיסת, ניטור רציף של ריכוז ציאניד והתאמת פרמטרים תפעוליים עומדים בבסיס הפקת זהב מודרנית ויעילה באמצעות שטיפת ציאניד.

טכניקות למדידה ובקרה של ריכוזים בקו

פתרונות ניטור עכשוויים

טכניקות למדידת ריכוז ציאניד חופשי כוללות חיישנים אמפרומטריים ותגובות להחלפת ליגנד, המאפשרות כימות ישיר ומדויק המתאים לניתוח ריכוז שטיפת עיסה וזרימת מי שטיף זהב. פרמטרים מרכזיים כגון ציאניד חופשי וציאניד WAD חייבים להימדד לצורך בקרת תהליכים ועמידה בתקנים סביבתיים, שכן מגבלות רגולטוריות דורשות כעת מעקב כמעט רציף אחר ריכוז ציאניד שיורי בתשטיף זהב. מכשירים מקוונים, המותקנים בנקודות אסטרטגיות במעגל, מאפשרים בקרה מדויקת על מינון ציאניד ומספקים התרעה מוקדמת על סטיות בתהליך.

כלי מדידה אולטרסאונד, המאופיינים על ידי מד הריכוז האולטרסאונד Lonnmeter, משמשים לניטור מקוון של צפיפות הציאניד והעיסה במעגלי שטיפה. מד זה מיישם עקרונות שידור אולטרסאונד כדי לקבוע שינויים בצפיפות התמיסה הקשורים לריכוזי ציאניד וזהב. המדידה הישירה מאפשרת למפעילים להעריך באופן מיידי את יעילות מיצוי הזהב, לייעל את פרמטרי האוורור והערבול ולשמור על יציבות התהליך. התכנון של Lonnmeter תומך ברישום נתונים אוטומטי בזמן אמת ובשילוב מיידי עם מערכות בקרת המפעל. לדוגמה, בעת ניטור צפיפות העיסה, Lonnmeter מספק משוב רציף, מה שמפחית את הצורך במדידת צפיפות במעבדה ומאפשר התאמות מהירות לעקביות העיסה לשיפור קינטיקה של שטיפה והשבת זהב.

בפועל, פתרונות עכשוויים אלה מספקים:

• נתונים מיידיים על ציאניד וצפיפות, משפרים את דיוק המינון.
• עמידה משופרת בתקנות פליטה ופסולת הודות לנתוני ציאניד שיורי ברי-פעולה.
• חיסכון תפעולי, מכיוון שניתן לבצע תיקוני תהליכים ללא דיחוי.

אסטרטגיות בקרת משוב

בקרת תהליכים אוטומטית ממנפת נתוני מדידה מובנים כדי לייעל באופן רציף את הוספת הריאגנטים, צפיפות העיסה והאוורור בחילוץ זהב באמצעות שטיפת ציאניד. העיקרון המרכזי הוא משוב - קריאות חיישנים בזמן אמת מועברות לבקרי לוגיקה ניתנים לתכנות (PLC), אשר לאחר מכן מתאימים אוטומטית את הוספת הציאניד, ריאגנטים להרס ותוספי שטיפת זהב. זה מבטל שגיאות מינון ידניות, מהדק את השליטה על קינטיקה של שטיפת זהב וממזער את צריכת הציאניד.

אסטרטגיות משוב תהליכי כוללות:

• לוגיקה מבוססת כללים, הקובעת גבולות וקצבי מינון על סמך ספי ריכוז ציאניד קבועים מראש.
• אופטימיזציה מבוססת מודל, אשר מפרשת נתונים מרובי חיישנים - ציאניד, צפיפות, pH, חמצן מומס - כדי למקסם את יעילות שחזור הזהב.
• מדידה רציפה בקו מאפשרת מדידת צפיפות של תשטיף זהב כדי לתמוך בהתאמות בערבול ובעקביות התערובת.

אסטרטגיות בקרת משוב אוטומטיות מפחיתות את צריכת הציאניד, בזבוז ריאגנטים ושונות תפעולית. לדוגמה, מחקרי מקרה מפעילות מסחרית מראים הפחתות של עד 21% בשימוש בציאניד, כאשר הפקת זהב נותרת עקבית או משתפרת הודות להרכב אופטימלי של מי התשטיף ובקרת תהליכים יעילה. הפקת זהב ממי התשטיף של ציאניד נהנית ישירות ממינון ריאגנטים יציב ומבוקר היטב.

מערכות משוב משולבות תומכות גם בחלופות ידידותיות לסביבה להוצאת זהב על ידי שמירה על שליטה הדוקה ברמות הציאניד, הפחתת פליטות ואופטימיזציה של השמדה או...תהליכי התאוששותמינון אוטומטי המבוסס על מדידות מקוונות עולה בביצועיו על שיטות טיטרציה ידניות, שהן איטיות יותר ורגישות יותר לחוסר עקביות.

לסיכום, טכנולוגיות מתקדמות של שטיפת ציאניד משלבות מדידה מקוונת - כגוןמד ריכוז אולטרסאונד Lonnmeter—עם בקרת משוב אוטומטית. גישה זו מייעלת כל שלב, החל מניתוח ריכוז שטיפת העיסה ועד לטיפול וסילוק תשטיפים בציאניד, תוך הגברת יעילות התהליך ועמידה בתקני סביבה ובטיחות.

אופטימיזציה של תהליכים ושיפור שחזור

נתוני מדידה בזמן אמת מהווים את עמוד השדרה של אופטימיזציה מתקדמת של תהליכים בתהליך שטיפת ציאניד מזהב. מכשירים מקוונים כמו מד הריכוז האולטרסאונד Lonnmeter מספקים קריאות מדויקות ורציפות של ריכוז ציאניד חופשי וצפיפות התשטיפים, ומספקים למפעילים את המידע הדרוש להתאמה דינמית של פרמטרי התפעול. זה כולל בקרת מינון ציאניד אוטומטית, אשר שומרת על טווחי ריכוז יעד ומפחיתה את השונות בתהליך. לדוגמה, שמירה על ציאניד חופשי בטווח של ±10% מנקודות הקביעה מבטיחה קינטיקה יעילה של שטיפת זהב ללא שימוש יתר במשאבים או אובדן זהב, גם כאשר איכות העפרה או התפוקה משתנים.

התאמה דינמית, המתאפשרת על ידי ניטור ציאניד ללא הפרעות, מקדמת תגובה מהירה בבקרה על מעגלי שטיפה. מערכות מילוי אוטומטיות, המוזנות מנתונים בזמן אמת, ממזערות את הסיכונים הן של מינון נמוך (המוביל לשיעורי הפקת זהב נמוכים יותר) והן של מינון יתר (המעלה את עלויות הריאגנטים ואת האחריות הסביבתית). נתונים ממנתחים מובנים משתלבים בצורה חלקה עם תהליכי עבודה של ניתוח ריכוז שטיפה של עיסה ומדידת צפיפות, ומספקים מידע על החלטות לגבי מהירות המיקסר, שיעורי האוורור ומשתנים קריטיים אחרים בחילוץ זהב באמצעות שטיפה של ציאניד.

אופטימיזציה משתרעת גם במורד הזרם: זרימת נתונים משולבת תומכת בשלבי ספיגת פחמן (CIP/CIL) ושיקוע אבץ, תוך התאמת תנאי התהליך על סמך נוכחות הציאניד הנוכחית. בתהליכי ספיגת פחמן, רמות ציאניד המנוטרות במדויק מבטיחות שפחם פעיל לא יגיע לרוויה מוקדמת או יחמיץ הזדמנויות לכידה, בעוד שווינון ה-pH וקלט הפחמן על סמך פרופילי שטיפה בזמן אמת יכולים להגביר את יעילות ספיחת הזהב מעל 98% בעפרות מורכבות. עבור שקיעת אבץ, במיוחד במוצרי מזון עם תכולת מתכות בסיסיות גבוהה (כמו אבץ ונחושת), שמירה על ריכוז ציאניד שיורי אופטימלי בתשטיפי זהב מונעת צריכת אבץ מוגזמת ותגובות לוואי בלתי מבוקרות - מה שמשפר ישירות את שיעורי ההפקה.

תהליך ה-SART, המשמש במקומות בהם מתכות בסיסיות מציגות הפרעה משמעותית, נהנה גם ממדידת ציאניד משולבת. בקרה אוטומטית על שלבי הסולפידיזציה וההחמצה, המונחית על ידי נתוני ציאניד חופשי בזמן אמת, משיגה הסרה סלקטיבית של אבץ ונחושת, מה שמייעל את מיחזור תמיסת הציאניד לצורך שטיפה מתמשכת. זה מפחית את צריכת הציאניד הכוללת, מגביר את יעילות הפקת הזהב מתשטיפי ציאניד ותומך בחלופות ידידותיות לסביבה לשטיפת זהב.

על ידי מזעור השימוש בריאגנטים, אי אפשר להפריז ביחסי הגומלין בין ניטור מהיר של ריכוז ציאניד לבין בקרת התהליך. על ידי מניעת הוספת ציאניד עודפת, מפעלים מקצצים משמעותית בעלויות ומגבילים את ייצור הפסולת המסוכנת. במקביל, שמירה על מינון הציאניד האפקטיבי הנמוך ביותר האפשרי מונעת את הסיכון של שטיפה לא שלמה או לכידת זהב, ומבטיחה תפוקת התאוששות גבוהה. מערכות מובנות,בשל עמידותם להפרעות מעכירות תרחיף או זרימה משתנה, מתאימים במיוחד למטרה זו - ומספקים נתונים אמינים וניתנים ליישום עבור כל שלב של טיפול וסילוק תשטיפים בציאניד.

תפוקת זהב אופטימלית מושגת באמצעות סנכרון של פרמטרי שטיפת זהב ותהליכי הפקה במורד הזרם, כולם מבוססים על ניטור מדויק ורציף. התאמות תהליך מותאמות אישית, המושפעות ממדדי ריכוז וצפיפות ציאניד מובנים, יוצרות מערכת לולאה סגורה הממקסמת את התשואות תוך קידום קיימות ובטיחות בשטיפת ציאניד של זהב. גישה זו מאפשרת לפעילות למנף טכנולוגיות שטיפת ציאניד מתקדמות הן בשיטות שטיפת זהב מסורתיות והן ללא ציאניד, תוך אופטימיזציה מתמדת של יעילות, הפקה ועמידה בתקנות הודות למערכות בקרה חזקות המונעות על ידי נתונים.