Skuteczne zarządzanie stężeniem wolnego cyjanku w procesie ługowania złota cyjankiem wymaga pomiaru w czasie rzeczywistym w obwodach ługowania. Analizatory inline, umieszczone bezpośrednio w rurociągach lub zbiornikach szlamowych, stale monitorują stężenie wolnego cyjanku, cyjanku resztkowego i cyjanku WAD. Urządzenia te eliminują opóźnienia związane z ręcznym pobieraniem próbek, minimalizują ryzyko błędu operatora i generują dane procesowe co 3–10 minut, co wspomaga szybkie podejmowanie decyzji w dynamicznych warunkach zakładu.
Podstawy ługowania cyjankiem w celu ekstrakcji złota
Ługowanie złota cyjankiem jest podstawą hydrometalurgicznego odzysku złota, umożliwiając ekstrakcję z rud o niskiej zawartości i złożonych. W tym procesie złoto jest przekształcane z naturalnej metalicznej formy w rozpuszczalny kompleks, najczęściej za pomocą cyjanku sodu (NaCN) w silnie alkalicznych warunkach. Podstawowa reakcja chemiczna obejmuje złoto, jony cyjanku i tlen cząsteczkowy, w wyniku czego powstaje stabilny kompleks cyjanku złota [Au(CN)_2]^—reakcja kluczowa dla przemysłowej ekstrakcji złota:
4 Au + 8 CN⁻ + O₂ + 2 H₂O → 4 [Au(CN)₂]⁻ + 4 OH⁻
Utrzymanie odpowiedniego stężenia cyjanku, wystarczającej ilości rozpuszczonego tlenu i zasadowego pH (zwykle >10) ma kluczowe znaczenie dla ułatwienia zarówno rozpuszczania, jak i bezpiecznego postępowania, ponieważ warunki zasadowe ograniczają powstawanie toksycznego gazu cyjanowodoru. Parametry te, a także gęstość masy celulozowej i wielkość cząstek – zmienne rutynowo optymalizowane w procesach produkcyjnych i wykorzystywane w zaawansowanych badaniach nad cyjanizacją złota – silnie wpływają na kinetykę ługowania. Ponadto, mineralogia rudy i obecność zanieczyszczeń, takich jak jony miedzi, mogą obniżać wydajność procesu poprzez konkurowanie o cyjanek i tworzenie niepożądanych kompleksów, które zwiększają zużycie odczynników i obniżają wskaźniki odzysku złota.
Monitorowanie online cyjanku i złota w roztworze do wymywania złota
*
Proces ługowania cyjankiem złota pozostaje niezrównany pod względem prostoty operacyjnej, opłacalności i wydajności ekstrakcji dla większości rodzajów rud. Najnowsze osiągnięcia obejmują modelowanie termodynamiczne i kinetyczne w celu przewidywania przebiegu ługowania, optymalizacji stężenia wolnego cyjanku i minimalizacji nadmiernego zużycia odczynników poprzez ulepszoną analizę stężenia ługowania pulpy i pomiar gęstości odcieku złota. Ultradźwiękowy miernik stężenia cyjanku Lonnmeter do pomiaru stężenia cyjanku przyczynił się również do dokładniejszego i bieżącego monitorowania stężenia cyjanku w operacjach górniczych, ułatwiając precyzyjną kontrolę warunków ługowania i zmniejszając straty.
Podczas gdy ługowanie cyjankiem w procesie ekstrakcji złota dominuje w praktyce przemysłowej, metody ługowania złota bez użycia cyjanku zyskują na popularności ze względu na rosnące obawy dotyczące ochrony środowiska i regulacji prawnych. Alternatywne technologie, takie jak ługowanie tiosiarczanem i podbrominem, oferują przyjazne dla środowiska alternatywy dla ługowania złota i wykazały konkurencyjne wydajności odzysku złota w badaniach laboratoryjnych i pilotażowych. Na przykład, proces firmy Dundee Sustainable Technologies wykorzystuje podbromin sodu jako zamiennik cyjanku, co pozwala na szybką ekstrakcję złota i eliminuje ryzyko związane z oczyszczaniem i utylizacją odcieków cyjankowych. Jednak wdrożenie na dużą skalę jest utrudnione ze względu na takie czynniki, jak koszty, integracja procesu i kompatybilność z konkretnymi rudami.
Wybór metody ługowania cyjankiem lub metody bezcyjankowej zależy od równowagi między odzyskiem złota z odcieku cyjankowego, wykonalnością techniczną, kosztami operacyjnymi, wpływem na środowisko oraz zgodnością z przepisami. Ługowanie cyjankiem pozostaje preferowaną metodą w wielu kopalniach ze względu na przewidywalną kinetykę ługowania podczas cyjankowania złota oraz możliwe do opanowania ryzyko środowiskowe w połączeniu z solidnymi systemami monitorowania stężenia cyjanku. Z kolei zaawansowane technologie ługowania cyjankiem i ekologiczne alternatywy stanowią ważne rozwiązania dla kopalni borykających się z problemami związanymi z licencjami społecznymi, złożonymi typami rud lub rygorystycznymi przepisami. Kompromisy każdej metody wymagają starannej oceny stężenia wolnego i resztkowego cyjanku w odcieku złota, gęstości pulpy, składu odcieku oraz ograniczeń specyficznych dla danego miejsca.
Chemia i mechanizmy reakcji w procesie ługowania cyjankiem złota
Stechiometria rozpuszczania złota: interakcje złota, cyjanku i tlenu
Proces ługowania cyjanku złota jest regulowany przez stechiometrię opisaną równaniem Elsnera:
4 Au + 8 CN⁻ + O₂ + 2 H₂O → 4 [Au(CN)₂]⁻ + 4 OH⁻
Ta reakcja podkreśla kluczową rolę złota metalicznego, wolnych jonów cyjankowych (CN⁻) oraz tlenu cząsteczkowego. Każdy mol tlenu umożliwia rozpuszczenie czterech moli złota, a cyjanek tworzy stabilny kompleks dicyjanoaurynowy ([Au(CN)₂]⁻). Do efektywnej ekstrakcji złota metodą ługowania cyjankiem wymagana jest obecność wystarczającej ilości cyjanku i tlenu.
Rola tlenu jako katalizatora; wpływ poziomu rozpuszczonego tlenu na kinetykę ługowania
Tlen działa jako kluczowy utleniacz, który ułatwia rozpuszczanie złota, ale nie jest zużywany w sensie katalitycznym – uczestniczy stechiometrycznie, ale często ogranicza szybkość reakcji w systemach przemysłowych. Kinetyka ługowania złota, szczególnie w przypadku kontroli stężenia ługowania pulpy, silnie zależy od stężenia tlenu rozpuszczonego (DO). W przypadku nadmiaru wolnego cyjanku, niedobór tlenu bezpośrednio ogranicza szybkość ługowania.
Na przykład, niski poziom tlenu rozpuszczonego zmniejsza wydajność ługowania, nawet jeśli cyjanek jest obecny w dużych ilościach, podczas gdy wysoki poziom tlenu rozpuszczonego, uzyskany poprzez intensywne napowietrzanie, mieszanie lub dodanie nanopęcherzyków tlenu, może znacząco poprawić kinetykę i odzysk złota. Dane laboratoryjne i terenowe pokazują, że pomiary tlenu w masie mogą zawyżać poziom tlenu dostępnego na powierzchni złota ze względu na opory transportu w pulpie; rzeczywisty poziom tlenu rozpuszczonego na interfejsach reakcyjnych jest często niższy, co dodatkowo podkreśla konieczność stosowania zaawansowanych strategii kontroli i dystrybucji tlenu.
Wpływ warunków alkalicznych (regulacja pH) na bezpieczeństwo i wydajność systemu
Wypłukiwanie cyjankiem w celu ekstrakcji złota musi odbywać się w silnie zasadowych warunkach, zazwyczaj w zakresie pH 10–11,5. Ten zakres pH stabilizuje cyjanek, sprzyjając obecności wolnych cząsteczek CN⁻ i hamując powstawanie lotnego gazu cyjanowodoru (HCN), który ulatnia się przy pH poniżej 9,3 i stwarza ryzyko ostrej toksyczności.
Odczyn pH zazwyczaj reguluje się za pomocą wodorotlenku sodu (NaOH), węglanu sodu (Na₂CO₃) lub wapna (Ca(OH)₂), przy czym wybór zależy od rodzaju rudy i ekonomiki eksploatacji. Stosowanie wapna, szczególnie powyżej pH 11, może opóźnić tempo rozpuszczania złota – efekt ten przypisuje się zmianom reakcji międzyfazowych, a nie rozpuszczalności tlenu. Zbyt wysokie odczyn pH w przypadku wapna wiąże się ze zmniejszoną wydajnością ługowania, zwłaszcza w obecności arsenu lub innych zanieczyszczeń, ze względu na zmianę kinetyki powierzchniowej lub chemicznej.
Aby zapewnić bezpieczeństwo i wydajność procesu cyjanizacji złota, nowoczesne zakłady produkcyjne wdrażają zautomatyzowany monitoring pH i stężenia cyjanku oparty na technologii czujników inline. Gwarantuje to utrzymanie procesu w optymalnym zakresie zasadowości, stabilizując wolny cyjanek i zapobiegając powstawaniu niebezpiecznego HCN, a jednocześnie minimalizując zużycie cyjanku i niepożądane rozpuszczanie zanieczyszczeń.
Znaczenie gatunków cyjanku: wolny cyjanek a stężenie cyjanku resztkowego w procesie
W analizie stężenia ługowania pulpy nie cały rozpuszczony cyjanek jest w równym stopniu dostępny do ługowania złota. Proces ten rozróżnia wolny cyjanek i różne resztkowe (skompleksowane) formy cyjanku.
- Wolny cyjanek(suma dostępnego CN⁻ i, przy niskim pH, HCN) jest substancją czynną umożliwiającą bezpośrednie rozpuszczenie złota.
- Pozostały cyjanekSkłada się z kompleksów metal-cyjanek (np. z miedzią, żelazem lub cynkiem). Te związki są mniej dostępne dla rozpuszczenia złota, zwiększają zużycie cyjanku i są głównymi celami oczyszczania i utylizacji odcieków cyjankowych ze względu na obawy związane z toksycznością.
Precyzyjna kontrola poziomu wolnego cyjanku jest niezbędna dla maksymalizacji wydajności ekstrakcji złota i minimalizacji strat cyjanku. Techniki pomiaru stężenia wolnego cyjanku inline, w tym zaawansowane narzędzia, takie jak ultradźwiękowy miernik stężenia cyjanku Lonnmeter, umożliwiają regulację dozowania odczynników w czasie rzeczywistym. Pozwala to utrzymać wydajność i ogranicza stężenia resztkowe cyjanku do odpowiednich poziomów.
Wysoki poziom cyjanku resztkowego może sygnalizować niepożądane reakcje uboczne (np. zużycie metali nieszlachetnych), nieefektywną kontrolę procesu lub potrzebę zastosowania specjalnie dobranej chemii ługowania – zwłaszcza w przypadku przechodzenia na ekologiczne alternatywy ługowania złota lub metody ługowania złota bez użycia cyjanku. Nowoczesne procesy odzyskiwania złota z ługu cyjankowego wykorzystują ciągły monitoring specjacji cyjanku jako element zaawansowanych technologii ługowania cyjankiem, aby zwiększyć wydajność, bezpieczeństwo i zgodność z wymogami ochrony środowiska.
Kluczowe zmienne wpływające na proces ługowania cyjankiem złota
Charakterystyka i przygotowanie rudy
Efektywność ługowania cyjankiem złota zależy zasadniczo od mineralogii rudy, wielkości cząstek złota oraz wstępnego przygotowania. Rudy zawierające złoto zamknięte w minerałach siarczkowych, zwłaszcza pirycie, są znane jako ogniotrwałe i charakteryzują się niskim wskaźnikiem ekstrakcji, chyba że zostaną odpowiednio wstępnie przygotowane. Na przykład, koncentraty bogate w piryt wymagają wyższych stężeń cyjanku, co jednak zwiększa zużycie odczynników i koszty środowiskowe, nie gwarantując proporcjonalnego odzysku złota. Wzrost zawartości metali nieszlachetnych, takich jak miedź, cynk lub żelazo, konkuruje ze złotem o cyjanek, powodując niepotrzebne zużycie i tworzenie się warstw pasywacyjnych na złocie, utrudniając jego rozpuszczanie.
Minerały, które powodują erozję złota, takie jak węgiel naturalny i minerały płonne, które adsorbują kompleksy złota, dodatkowo obniżają wydajność procesu. Dlatego dokładna charakterystyka mineralogiczna przed zaprojektowaniem procesu jest niezbędna do identyfikacji problematycznych gatunków i ich relacji teksturalnych. Lepsze wypłukiwanie polega na ustaleniu, czy złoto jest łatwo mielone – dostępne do bezpośredniej cyjanizacji – czy też jest otoczone i wymaga wstępnego przetworzenia.
Dystrybucja wielkości cząstek bezpośrednio wpływa na kinetykę ługowania w procesie cyjanizacji złota. Drobniejsze mielenie zwiększa ekspozycję powierzchni, zwiększając wskaźniki odzysku, ale po osiągnięciu optymalnego rozmiaru, nadmierne mielenie zmniejsza wydajność, tworząc szlamy, które utrudniają przenoszenie masy i mogą zwiększać straty. Badania wykazały, że w przypadku wielu rud maksymalizacja udziału wolnego złota przy określonym mieleniu zapewnia lepszą dostępność cyjanku i wydajność przemysłową. Bardzo drobne mielenie jest pomocne w przypadku złota silnie otoczkowanego, ale może prowadzić do nadmiernego zużycia odczynników lub aglomeracji.
Strategie wstępnego przetwarzania dobierane są w zależności od rodzaju rudy. Mechaniczne wstępne przetwarzanie poprzez ultradrobne mielenie znacznie zwiększa dostępność złota w kapsułkach. Obróbki chemiczne, takie jak ługowanie alkaliczne lub kwaśne, rozkładają szkodliwe matryce siarczkowe. Obróbki termiczne, takie jak prażenie, przekształcają siarczki w tlenki, zwiększając podatność złota na wymywanie. Wapnowanie wstępne – dodanie wapna przed ługowaniem – stabilizuje pH i zapobiega tworzeniu się rozpuszczalnych, reaktywnych związków. Na przykład, prażenie alkaliczne i dwuetapowe prażenie utleniające może znacznie zwiększyć uzysk z rud ogniotrwałych typu Carlin. W południowoafrykańskich odpadach ogniotrwałych połączenie mechanicznego i chemicznego wstępnego przetwarzania poprawia wskaźniki wydobycia złota bardziej niż każde z tych podejść osobno.
Warunki wymywania operacyjnego
Optymalizacja stężenia cyjanku
Stężenie cyjanku w roztworze musi być ściśle kontrolowane. Niedobór wolnego cyjanku spowalnia proces rozpuszczania, a nadmiar zwiększa koszty i obciążenie środowiska, nie zwiększając jednocześnie odzysku złota. Studia przypadków wskazują, że około 600 ppm to optymalny poziom dla niektórych rud, umożliwiający całkowite rozpuszczenie, ale ograniczający straty. Ciągły monitoring stężenia cyjanku i automatyczne dozowanie – za pomocą takich narzędzi jak ultradźwiękowy miernik stężenia Lonnmeter – umożliwiają precyzyjne dozowanie odczynników, dopasowane do wymagań rudy i stabilizujące koszty operacyjne.
Gęstość odcieku i stężenie wymywania pulpy
Gęstość pulpy – stosunek fazy stałej do ciekłej – odgrywa istotną rolę w transporcie masy i odzyskiwaniu złota. Niższa gęstość pulpy poprawia wypłukiwanie złota dzięki zwiększonej ruchliwości roztworu i dostępowi do odczynników, ale zwiększa koszty wody i obsługi odczynników. Wyższe gęstości zmniejszają zużycie odczynników, ale stwarzają ryzyko niepełnego wypłukiwania z powodu słabego transportu masy. Dokładna analiza stężenia wypłukiwanej pulpy i pomiar gęstości odcieku złota są niezbędne do optymalizacji procesu.
Mieszanie i kontrola temperatury
Prawidłowe mieszanie jest kluczowe dla zawieszenia cząstek i zapewnienia efektywnego kontaktu rozpuszczonego cyjanku ze złotem. Wyższe tempo mieszania zazwyczaj zwiększa wydajność ługowania, szczególnie w przypadku rud podatnych na zamulanie lub agregację cząstek. Jednak zbyt intensywne mieszanie może prowadzić do strat fizycznych lub niepożądanych reakcji ubocznych utleniania. Podobnie, wzrost temperatury przyspiesza rozpuszczanie złota, ale temperatura robocza musi być zrównoważona – wyższe temperatury przyspieszają tempo reakcji, ale jednocześnie sprzyjają utracie cyjanku poprzez ulatnianie się lub rozkład.
Regulacja czasu wypłukiwania
Czas ługowania musi być wystarczająco długi, aby umożliwić całkowite rozpuszczenie, ale jednocześnie wystarczająco krótki, aby zoptymalizować przepustowość i zminimalizować zużycie cyjanku. Badania wskazują, że zastosowanie mieszanych chemicznych środków ługujących może znacząco skrócić wymagany czas kontaktu, jednocześnie poprawiając całkowity odzysk. Krótkie okresy ługowania z efektywną aktywacją chemiczną zmniejszają zapotrzebowanie na odczynniki, koszty operacyjne i ryzyko dla środowiska. Dokładna kontrola czasu ługowania jest niezbędna, aby dopasować zastosowanie odczynnika do kinetyki ekstrakcji dla konkretnych rodzajów rudy.
Dokładna integracja charakterystyki rudy, dobór wstępnego przetworzenia, kontrola gęstości pulpy, ciągły monitoring stężenia cyjanku i dostosowanie parametrów operacyjnych stanowią podstawę nowoczesnej, wydajnej ekstrakcji złota przy użyciu ługowania cyjankiem.
Techniki pomiaru i kontroli stężenia w trybie inline
Współczesne rozwiązania monitorujące
Techniki pomiaru stężenia wolnego cyjanku obejmują czujniki amperometryczne i reakcje wymiany ligandów, które umożliwiają bezpośrednią i dokładną kwantyfikację, odpowiednią do analizy stężenia ługowania pulpy oraz przepływów odcieku złota. Kluczowe parametry, takie jak wolny cyjanek i cyjanek WAD, muszą być mierzone w celu kontroli procesu i zapewnienia zgodności z przepisami, ponieważ obowiązujące obecnie ograniczenia wymagają niemal ciągłego monitorowania stężenia resztkowego cyjanku w odcieku złota. Urządzenia inline, zainstalowane w strategicznych punktach obiegu, umożliwiają precyzyjną kontrolę dozowania cyjanku i zapewniają wczesne ostrzeganie o odchyleniach w procesie.
Ultradźwiękowe narzędzia pomiarowe, takie jak ultradźwiękowy miernik stężenia Lonnmeter, służą do monitorowania w trybie inline gęstości cyjanku i pulpy w obiegach ługowania. Miernik ten wykorzystuje zasady transmisji ultradźwiękowej do określania zmian gęstości roztworu związanych ze stężeniem cyjanku i złota w odcieku. Bezpośredni pomiar umożliwia operatorom natychmiastową ocenę wydajności ekstrakcji złota, optymalizację parametrów napowietrzania i mieszania oraz utrzymanie stabilności procesu. Konstrukcja Lonnmetera umożliwia automatyczne rejestrowanie danych w czasie rzeczywistym i natychmiastową integrację z systemami sterowania zakładu. Przykładowo, podczas monitorowania gęstości pulpy, Lonnmeter zapewnia ciągłe sprzężenie zwrotne, redukując potrzebę laboratoryjnych pomiarów gęstości i umożliwiając szybką korektę konsystencji pulpy w celu poprawy kinetyki ługowania i odzysku złota.
W praktyce te współczesne rozwiązania zapewniają:
- Natychmiastowy dostęp do danych na temat cyjanku i gęstości, co zwiększa dokładność dozowania.
- Lepsza zgodność z przepisami dotyczącymi zrzutów i odpadów dzięki przydatnym danym dotyczącym resztkowego cyjanku.
- Oszczędności operacyjne, ponieważ korekty procesów można wprowadzać bez opóźnień.
Strategie kontroli sprzężenia zwrotnego
Zautomatyzowane sterowanie procesem wykorzystuje dane pomiarowe inline do ciągłej optymalizacji dodawania odczynników, gęstości pulpy i napowietrzania w procesie ekstrakcji złota metodą ługowania cyjankiem. Kluczową zasadą jest sprzężenie zwrotne – odczyty z czujników w czasie rzeczywistym są przesyłane do programowalnych sterowników logicznych (PLC), które następnie automatycznie dostosowują dozowanie cyjanku, odczynników niszczących i dodatków ługujących. Eliminuje to błędy ręcznego dozowania, zacieśnia kontrolę kinetyki ługowania i minimalizuje zużycie cyjanku.
Strategie sprzężenia zwrotnego obejmują:
- Logika oparta na regułach, która ustala granice i dawki na podstawie wstępnie ustawionych progów stężenia cyjanku.
- Optymalizacja oparta na modelach, która interpretuje dane z wielu czujników — cyjanek, gęstość, pH, rozpuszczony tlen — w celu maksymalizacji wydajności odzyskiwania złota.
- Ciągły pomiar w linii umożliwia pomiar gęstości odcieku złota w celu wspomagania regulacji mieszania ikonsystencja zawiesiny.
Zautomatyzowane strategie sterowania ze sprzężeniem zwrotnym zmniejszają zużycie cyjanku, straty odczynników i zmienność operacyjną. Na przykład, studia przypadków z działalności komercyjnej pokazują redukcję zużycia cyjanku nawet o 21%, przy czym odzysk złota utrzymuje się na stałym poziomie lub poprawia się dzięki optymalnemu składowi odcieku i skutecznej kontroli procesu. Odzysk złota z odcieku cyjankowego bezpośrednio korzysta ze stabilnego, dobrze kontrolowanego dozowania odczynników.
Zintegrowane systemy sprzężenia zwrotnego wspierają również przyjazne dla środowiska alternatywy wymywania złota, zapewniając ścisłą kontrolę nad poziomem cyjanku, zmniejszając emisje i optymalizując niszczenie lubprocesy odzyskiwaniaAutomatyczne dawkowanie na podstawie pomiarów online jest skuteczniejsze niż ręczne metody miareczkowania, które są wolniejsze i bardziej podatne na błędy.
Podsumowując, zaawansowane technologie wymywania cyjankiem łączą w sobie pomiary w linii, takie jakMiernik stężenia ultradźwiękowego Lonnmeter—z automatycznym sterowaniem sprzężeniem zwrotnym. Takie podejście optymalizuje każdy etap, od analizy stężenia wyługowanej pulpy po oczyszczanie i utylizację odcieku cyjankowego, zwiększając wydajność procesu i zgodność z normami bezpieczeństwa i ochrony środowiska.
Optymalizacja procesów i usprawnienie odzyskiwania
Dane pomiarowe w czasie rzeczywistym stanowią podstawę zaawansowanej optymalizacji procesów ługowania cyjanku złota. Urządzenia inline, takie jak ultradźwiękowy miernik stężenia Lonnmeter, zapewniają dokładne i ciągłe odczyty stężenia wolnego cyjanku i gęstości odcieku, dostarczając operatorom informacji niezbędnych do dynamicznego dostosowywania parametrów operacyjnych. Obejmuje to automatyczną kontrolę dozowania cyjanku, która utrzymuje docelowe zakresy stężeń i zmniejsza zmienność procesu. Przykładowo, utrzymanie wolnego cyjanku w zakresie ±10% wartości zadanych zapewnia efektywną kinetykę ługowania bez nadmiernego zużycia zasobów i utraty złota, nawet w przypadku wahań jakości rudy lub przepustowości.
Dynamiczna regulacja, możliwa dzięki nieprzerwanemu monitorowaniu cyjanku, sprzyja szybkiej reakcji w sterowaniu obiegami ługowania. Zautomatyzowane systemy uzupełniania, zasilane danymi w czasie rzeczywistym, minimalizują ryzyko zarówno niedodawkowania (prowadzącego do niższych wskaźników wydobycia złota), jak i przedawkowania (zwiększającego koszty odczynników i szkodliwości dla środowiska). Dane z analizatorów inline płynnie integrują się z procesami analizy stężenia i gęstości pulpy podczas ługowania, umożliwiając podejmowanie decyzji dotyczących prędkości obrotowej mieszadła, stopnia napowietrzania i innych kluczowych zmiennych w procesie wydobycia złota metodą ługowania cyjankiem.
Optymalizacja obejmuje również etapy downstream: zintegrowany przepływ danych obsługuje etapy adsorpcji węgla (CIP/CIL) i wytrącania cynku, dostosowując warunki procesu w oparciu o aktualną obecność cyjanku. W procesach adsorpcji węgla, precyzyjnie monitorowane poziomy cyjanku gwarantują, że węgiel aktywny nie osiągnie przedwczesnego nasycenia ani nie przegapi możliwości wychwytu, a modulacja pH i ilości węgla w oparciu o profile ługowania w czasie rzeczywistym może zwiększyć wydajność adsorpcji złota powyżej 98% w rudach złożonych. W przypadku wytrącania cynku, szczególnie w surowcach o wysokiej zawartości metali nieszlachetnych (takich jak cynk i miedź), utrzymanie optymalnego stężenia resztkowego cyjanku w odcieku złota pozwala uniknąć nadmiernego zużycia cynku i niekontrolowanych reakcji ubocznych, co bezpośrednio przekłada się na poprawę wskaźników odzysku.
Proces SART, stosowany w przypadku metali nieszlachetnych, które stanowią znaczne zakłócenia, korzysta również ze zintegrowanego pomiaru cyjanku. Zautomatyzowana kontrola nad etapami siarczkowania i zakwaszania, oparta na danych o wolnym cyjanku w czasie rzeczywistym, umożliwia selektywne usuwanie cynku i miedzi, co usprawnia recykling roztworu cyjanku w procesie ługowania. Zmniejsza to ogólne zużycie cyjanku, zwiększa skuteczność odzysku złota z odcieku cyjankowego i wspiera ekologiczne alternatywy ługowania złota.
W minimalizacji zużycia odczynników, nie można przecenić wzajemnego oddziaływania szybkiego monitorowania stężenia cyjanku i kontroli procesu. Zapobiegając nadmiernemu dozowaniu cyjanku, zakłady znacząco obniżają koszty i ograniczają wytwarzanie niebezpiecznych odpadów. Jednocześnie, utrzymanie najniższej możliwej efektywnej dawki cyjanku pozwala uniknąć ryzyka niepełnego wypłukiwania lub uwięzienia złota, zapewniając wysoką wydajność odzysku. Systemy inline,Ze względu na odporność na zakłócenia spowodowane mętnością szlamu lub zmiennym przepływem, są one szczególnie dobrze przystosowane do tego celu — dostarczając wiarygodnych, użytecznych danych na każdym etapie oczyszczania i utylizacji odcieków cyjankowych.
Optymalny uzysk złota uzyskuje się poprzez synchronizację parametrów ługowania złota i dalszych procesów odzysku, wspieranych precyzyjnym, ciągłym monitoringiem. Dostosowane do indywidualnych potrzeb korekty procesu, oparte na pomiarach stężenia i gęstości cyjanku w linii produkcyjnej, tworzą system zamknięty, który maksymalizuje zyski, jednocześnie zwiększając zrównoważony rozwój i bezpieczeństwo ługowania złota cyjankiem. Takie podejście pozwala na wykorzystanie zaawansowanych technologii ługowania cyjankiem, zarówno w tradycyjnych, jak i bezcyjankowych metodach ługowania złota, stale optymalizując wydajność, odzysk i zgodność z przepisami dzięki solidnym systemom sterowania opartym na danych.
Proces odzyskiwania złota
*
Zarządzanie środowiskiem w procesie wypłukiwania złota cyjankiem
Skuteczne zarządzanie środowiskiem w procesie ługowania cyjanku złota opiera się na rygorystycznej detoksykacji, oczyszczaniu i postępowaniu z odciekami cyjankowymi i odpadami poflotacyjnymi. Technologie i protokoły zostały rozwinięte w celu ograniczenia ilości resztkowego cyjanku, zmniejszając zagrożenia dla środowiska i zdrowia ludzi.
Detoksykacja i oczyszczanie odcieków cyjankowych oraz zarządzanie odpadami
Metody detoksykacji odcieków cyjankowych priorytetowo traktują rozkład i usuwanie toksycznych form cyjanku. Utlenianie chemiczne pozostaje standardem, przekształcając wolny cyjanek i cyjanek dysocjujący w słabych kwasach (WAD) w bezpieczniejsze formy, takie jak cyjanian, który jest mniej toksyczny i łatwo ulega rozkładowi. Integracja analizatorów procesowych online i systemów automatyzujących monitorowanie cyjanku przesunęła zakłady w kierunku proaktywnego zarządzania, minimalizując emisję toksycznych substancji.
Gospodarka odpadami poflotacyjnymi opiera się na inżynieryjnych składowiskach odpadów poflotacyjnych (TSF), zaprojektowanych w celu zatrzymania resztkowego cyjanku. Do najlepszych praktyk należą stosowanie podwójnych uszczelnień, systemów gromadzenia przesiąkania oraz ciągły monitoring bilansu wodnego. Te techniczne środki kontroli pomagają zapobiegać infiltracji wód gruntowych i zanieczyszczeniu wód powierzchniowych. Protokoły operacyjne składowisk odpadów poflotacyjnych dla poszczególnych lokalizacji dostosowują się do zmiennych, takich jak ekstremalne warunki klimatyczne i regionalne zagrożenia hydrologiczne, a wytyczne bezpieczeństwa określają działania mające na celu ochronę lokalnej bioty i zasobów wodnych.
Kompleksowe zarządzanie wodą jest obowiązkowe i obejmuje ponowne wykorzystanie wody, uzdatnianie przed zrzutem oraz planowanie awaryjne na wypadek naruszenia zasad dotyczących składowania odpadów. Plany gotowości na wypadek sytuacji awaryjnych obejmują dane z monitorowania procesów w czasie rzeczywistym, aby przyspieszyć reakcję w przypadku wycieku lub awarii.
Monitorowanie i redukcja stężeń resztkowego cyjanku
Zgodność z przepisami wymaga ciągłego, wysokorozdzielczego monitorowania stężeń cyjanku resztkowego w ściekach z wypłukiwania pulpy i odpadów poflotacyjnych. Pomiar stężenia w czasie rzeczywistym w trybie inline z wykorzystaniem technologii takich jakMiernik stężenia ultradźwiękowego Lonnmetera urządzenia komercyjne wykorzystujące amperometrię wymiany ligandów umożliwiają precyzyjną analizę wolnych gatunków cyjanku i cyjanku WAD w strumieniach odcieku złota.
Systemy te obsługują:
- Zautomatyzowana kontrola dozowania cyjanku, minimalizująca nadmierne zużycie odczynników i zapewniająca efektywność odzysku złota.
- Bezpośrednia integracja z procesami niszczenia cyjanku, umożliwiająca ścisłe zarządzanie normami zrzutu i pozwoleniami środowiskowymi.
- Zdalna transmisja danych na potrzeby rozproszonych operacji górniczych, zwiększająca zasięg czasoprzestrzenny i rozliczalność operacyjną.
Ciągły monitoring przy granicy wykrywalności wynoszącej zaledwie 10 ppb pozwala operatorom spełniać surowe krajowe i międzynarodowe wymogi bezpieczeństwa. Zautomatyzowane systemy redukują błędy ręcznego pobierania próbek, skracają pętle sprzężenia zwrotnego danych i zapewniają precyzyjne harmonogramy interwencji korygujących w przypadku zakłóceń w procesie.
Minimalizowanie śladu ekologicznego przy jednoczesnym zachowaniu efektywności procesu
Zrównoważenie odzysku złota z wpływem na środowisko wymaga czegoś więcej niż rutynowego monitorowania. Zaawansowane technologie recyklingu cyjanku pozwalają na jego ponowne wykorzystanie w procesie wydobycia złota, co bezpośrednio zmniejsza zarówno ilość toksycznych odpadów, jak i koszty operacyjne, przy jednoczesnym utrzymaniu docelowych wskaźników odzysku złota. Wdrożenie tych systemów zmniejsza negatywny wpływ na środowisko i dostosowuje działalność do globalnych standardów zrównoważonego rozwoju.
Jednocześnie, kopalnie złota coraz częściej testują alternatywne odczynniki do ługowania i metody ługowania złota bez użycia cyjanku, w tym tiosiarczan, glicynę lub przyjazne dla środowiska metody biologiczne. Tam, gdzie cyjanek jest nieunikniony, pomiar gęstości odcieku złota i precyzyjna analiza stężenia ługu celulozowego wspomagają optymalne wykorzystanie odczynników, zmniejszając wymagane dawkowanie i obniżając toksyczność odpadów poflotacyjnych.
Innowacyjne metody, takie jak prażenie redukujące i separacja magnetyczna w przeróbce odpadów, minimalizują dalsze wykorzystanie cyjanku i umożliwiają bardziej kompleksowy odzysk cennych metali ze strumieni odpadów. Najlepsze praktyki stosowane w zakładach kładą nacisk na solidną konstrukcję obiektu, zgodność z przepisami prawa i zaangażowanie społeczności w celu ograniczenia przypadkowych uwolnień i zapewnienia adaptacyjnego, uwzględniającego ryzyko zarządzania przez cały okres eksploatacji kopalni.
Studia przypadków z takich krajów jak Kenia i Australia pokazują, że konsekwentne stosowanie tych praktyk znacząco obniża ryzyko ekologiczne związane z wypłukiwaniem cyjanku, nawet w trudnych warunkach regulacyjnych lub operacyjnych.
Ostatecznie, zarządzanie środowiskowe w procesie ługowania złota cyjankiem wymaga połączenia rygorystycznej techniki detoksykacji odcieków, ścisłego monitorowania stężeń oraz najlepszych praktyk branżowych w zakresie odpadów poflotacyjnych i kontroli procesu. To zintegrowane podejście zapewnia bezpieczeństwo publiczne i ekologiczne, gwarantując jednocześnie efektywny odzysk złota.
Innowacje w ługowaniu złota bez cyjanku
Nowe metody ługowania złota bez użycia cyjanku zyskują na popularności, ponieważ przemysł wydobywczy poszukuje bezpieczniejszych i bardziej zrównoważonych alternatyw dla konwencjonalnego procesu ługowania złota cyjankiem. Technologie te rozwiązują palące problemy związane z zanieczyszczeniem środowiska, bezpieczeństwem pracowników i względami społecznymi, jednocześnie przesuwając granice techniczne w zakresie odzyskiwania złota.
Wypłukiwanie tiosiarczanu
Ługowanie tiosiarczanowe stało się wiodącym procesem bezcyjankowym, umożliwiającym ekstrakcję złota z rud opornych, które utrudniają tradycyjne ługowanie złota cyjankiem. Odzysk złota może sięgać nawet 87% w przypadku złożonych koncentratów o wysokiej zawartości siarczków – zwłaszcza gdy katalizatorami są jony amoniaku i miedzi. Dodatki, takie jak diwodorofosforan amonu, zwiększają wydajność i zmniejszają zużycie odczynników, redukując zarówno koszty, jak i wpływ na środowisko. Magnetyzacja ługu miedziowo-amoniakowo-tiosiarczanowego dodatkowo zwiększa wydajność ługowania, poprawiając szybkość rozpuszczania i zawartość tlenu, co skutkuje około 4,74% wyższą ekstrakcją złota w porównaniu z systemami niemagnetycznymi. Jednak odzysk może pozostać ograniczony w przypadku niektórych podwójnie opornych rud, w których złoto jest silnie otoczone minerałami, co podkreśla znaczenie mineralogii rudy w doborze procesu.
Wypłukiwanie glicyny
Glicyna – naturalny, biodegradowalny aminokwas – służy również jako skuteczny ług złota. Procesy ługowania glicyną zapewniają wysoką selektywność i niską toksyczność, a udokumentowane wskaźniki wydobycia złota przekraczają 90% w przypadku niektórych rud i odpadów o niskiej zawartości węgla, po wzbogaceniu ich dodatkami, takimi jak jony miedzi i wstępnym przeróbem. Technologia ta jest ceniona za wyższy profil bezpieczeństwa i minimalne ryzyko dla gleby i wody w porównaniu z odciekiem cyjankowym. Niemniej jednak złożoność operacyjna i koszty odczynników, a także wymagania dotyczące optymalizacji specyficznej dla rudy, mogą stanowić barierę dla wdrożenia. Studia przypadków przemysłowych w Australii i Kanadzie pokazują zarówno wykonalność techniczną, jak i ekonomiczną, ale wdrożenie zależy od szczegółowej analizy stężenia ługowania pulpy, solidnego monitorowania procesu i możliwości dostosowania do specyficznego wsadu kopalni.
Wypłukiwanie chlorków i halogenów
Techniki ługowania oparte na chlorkach i innych halogenach stanowią atrakcyjne alternatywy dla rud opornych i odpadów poflotacyjnych, rozwiązując problemy, w których ługowanie cyjankiem w celu wydobycia złota jest utrudnione ze względu na hermetyzację minerałów lub ograniczenia prawne. Ługowanie hałdy z użyciem utleniaczy, takich jak podchloryn sodu i kwas solny, może zwiększyć odzysk złota z odpadów opornych o ponad 40%. Procesy te przebiegają w warunkach kwaśnych i najlepiej sprawdzają się w połączeniu z metodami wstępnego przetwarzania, takimi jak biooksydacja lub utlenianie ciśnieniowe, w celu uwolnienia złota niedostępnego w pierwotnych strukturach mineralnych. Wyzwania operacyjne obejmują bezpieczeństwo obsługi odczynników i zarządzanie stabilnością chemiczną w całym procesie. Oceny cyklu życia ujawniają niższy potencjał globalnego ocieplenia w porównaniu z tradycyjnymi schematami technologicznymi cyjanku, ale podkreślają również potrzebę stosowania rygorystycznych protokołów operacyjnych.
Zaawansowane metody oparte na odczynnikach
Najnowsze badania wskazują na innowacyjne odczynniki przeznaczone do selektywnej, szybkiej i wydajnej ekstrakcji złota. Systemy na bazie cyjanianu sodu, wytwarzane z wodorotlenku sodu i żelazocyjanku sodu w wysokich temperaturach, wykazują wskaźnik wypłukiwania na poziomie 87,56% w koncentratach i ponad 90% w recyklingu elektrośmieci. Skuteczność i selektywność przypisuje się izocyjanianowi sodu jako substancji aktywnej. Proces CLEVR, wykorzystujący podchloryn lub podbromin sodu w zamkniętym, kwaśnym systemie, pozwala uzyskać ponad 95% wydajności złota w ciągu kilku godzin, w porównaniu z ponad 36 godzinami w przypadku klasycznej cyjanizacji. Metoda ta generuje obojętne pozostałości i całkowicie eliminuje niebezpieczne ścieki i osadniki, co czyni ją atrakcyjną dla miejsc, gdzie oczyszczanie i utylizacja odcieków cyjankowych jest problematyczna.
Tandemowa technika chemiczna wykorzystująca generację kwasu jodowodorowego in situ oferuje dalsze udoskonalenia w zakresie rozpuszczania złota ze zużytych katalizatorów, zwłaszcza ze strumieni odpadów przemysłowych, przy minimalizacji strat odczynników i wysokiej opłacalności ekonomicznej. Podejścia te dowodzą, że przy zoptymalizowanych warunkach i kontroli procesu w czasie rzeczywistym – na przykład z wykorzystaniem technik pomiaru stężenia wolnego cyjanku i zaawansowanego pomiaru gęstości odcieku złota – metody bezcyjankowe mogą dorównywać, a nawet przewyższać metody cyjankowe pod względem wydajności i efektywności środowiskowej.
Analiza porównawcza
Wydajność procesu:Procesy bezcyjankowe, takie jak ługowanie tiosiarczanem magnetycznym i podchlorynem, charakteryzują się kinetyką ekstrakcji i wydajnością zbliżoną, a w niektórych zastosowaniach nawet przewyższającą, do wydajności procesu ługowania cyjankiem złota. Systemy glicyny zapewniają również konkurencyjne wydajności dla wybranych rud.
Bezpieczeństwo:Metody bezcyjankowe praktycznie eliminują ryzyko ostrej toksyczności związane z resztkowym stężeniem cyjanku w odcieku złota. Warunki pracy ulegają poprawie, a ryzyko związane z obchodzeniem się z chemikaliami ulega znacznemu zmniejszeniu. Należy jednak zachować ostrożność w przypadku utleniaczy i halogenów.
Wpływ na środowisko:Wypłukiwanie bez użycia cyjanku generuje mniej niebezpiecznych odpadów, upraszcza oczyszczanie i utylizację odcieków oraz zmniejsza wpływ na wodę i glebę. Ocena cyklu życia potwierdza znaczną poprawę w porównaniu z obiegami cyjanku, przy czym systemy zamknięte i nietoksyczne systemy usuwania pozostałości są najskuteczniejsze.
Wybór optymalnej, ekologicznej metody ługowania złota zależy od właściwości rudy, lokalnych warunków środowiskowych oraz gotowości operacyjnej. Zaawansowane narzędzia monitorujące, takie jak ultradźwiękowy miernik stężenia cyjanku Lonnmeter, pozostają kluczowe dla wszystkich etapów procesu, zapewniając dokładną kinetykę ługowania w cyjanizacji złota – niezależnie od obecności cyjanku – oraz wspierając niezawodne i adaptacyjne procesy ekstrakcji złota.
Często zadawane pytania
Jakie znaczenie ma pomiar stężenia wolnego cyjanku w procesie ługowania złota cyjankiem?
Dokładny pomiar stężenia wolnego cyjanku jest niezbędny dla wydajności procesu ługowania cyjanku złota. Wolny cyjanek stanowi chemicznie aktywną część dostępną do tworzenia kompleksów złoto-cyjankowych, umożliwiając rozpuszczenie złota w roztworze do ekstrakcji. Niedobór wolnego cyjanku może obniżyć szybkość rozpuszczania złota, zmniejszając ogólną wydajność; nadmiar cyjanku prowadzi do marnotrawnego zużycia odczynników i zwiększa ryzyko zanieczyszczenia środowiska oraz koszty procesu. Automatyczne analizatory online, w przeciwieństwie do ręcznego miareczkowania, zapewniają monitorowanie w czasie rzeczywistym, co pozwala na dynamiczną kontrolę dawkowania cyjanku i wspiera przestrzeganie surowych norm dotyczących zrzutu. Takie praktyki minimalizują ilość odpadów chemicznych i zwiększają bezpieczeństwo operacyjne, co wykazano w badaniach, w których optymalne stężenia wolnego cyjanku na poziomie około 600 ppm maksymalizują odzysk złota przy minimalnym obciążeniu środowiska.
Jak gęstość odcieku wpływa na efektywność wymywania cyjanku złota?
Gęstość odcieku (lub pulpy) bezpośrednio wpływa na przenoszenie masy, mieszanie oraz dostępność cyjanku i tlenu do rozpuszczania złota. Prawidłowo dobrana gęstość poprawia ekspozycję cząstek złota na odczynniki i optymalizuje kinetykę ługowania. Przykładowo, obniżenie gęstości pulpy może zwiększyć odzysk złota poprzez ułatwienie mieszania i kontaktu z odczynnikami, podczas gdy zbyt wysoka gęstość może utrudniać mieszanie i zwiększać zużycie cyjanku. Dostosowanie gęstości pulpy, w połączeniu z czynnikami takimi jak pH i temperatura, może znacznie zwiększyć wydajność ekstrakcji złota i skrócić czas ługowania, szczególnie w przypadku rud o niskiej zawartości. Eksperymenty wykazały, że odpowiednia równowaga między stosunkiem fazy stałej do cieczy a mieszanymi środkami pomocniczymi do ługowania może zmniejszyć o połowę zużycie cyjanku, a jednocześnie podwoić wydajność w przypadku niektórych rodzajów rud.
Jakie są zalety stosowania ultradźwiękowego miernika stężenia Lonnmeter w monitorowaniu stężenia wymywania pulpy?
Ultradźwiękowy miernik stężenia Lonnmeter umożliwia nieinwazyjny, bieżący monitoring stężenia i gęstości odcieku z pulpy. Jego zaciskowa, bezjądrowa konstrukcja ultradźwiękowa pozwala uniknąć bezpośredniego kontaktu z niebezpiecznymi zawiesinami, eliminując ryzyko wycieku i poprawiając bezpieczeństwo, szczególnie w środowiskach korozyjnych. Urządzenie zapewnia precyzję pomiaru do 0,3% i bezproblemowo integruje się z systemami sterowania procesami PLC/DCS, zapewniając ciągłą automatyzację. Operatorzy mogą optymalizować zużycie odczynników i natychmiast dostosowywać dozowanie, aby utrzymać stabilny odzysk złota. Bezobsługowa konstrukcja miernika oraz trwałe, odporne na korozję materiały sprawdzają się w trudnych warunkach górniczych i zapewniają długotrwałą niezawodność. W zastosowaniach od ługowania cyjanku złota po produkcję szkła wodnego, sprzężenie zwrotne w czasie rzeczywistym Lonnmeter zwiększa stabilność procesu, redukuje ilość odpadów i przyczynia się do zgodności z przepisami.
Czy można odzyskać złoto bez użycia cyjanku?
Tak, dostępne są alternatywne metody ługowania złota bez użycia cyjanku. Techniki wykorzystujące tiosiarczany, układy chlorkowe, glicynę, kwas trichloroizocyjanurowy i odczynniki cyjanianu sodu wykazały, że wskaźniki odzysku złota często przekraczają 87–90%. Metody te są nietoksyczne, nadają się do recyklingu, a także są skuteczne w przypadku rud i odpadów elektronicznych. Ich wdrożenie zależy od mineralogii rudy, kosztów, złożoności procesu oraz lokalnych przepisów. Procesy wdrażania są zróżnicowane: niektóre projekty, takie jak REVIVE SSMB, charakteryzują się wysoką zrównoważonością i skutecznością, podczas gdy inne napotykają na wyzwania operacyjne i społeczne. Chociaż metody bez użycia cyjanku oferują korzyści dla środowiska i spełniają surowsze normy bezpieczeństwa, ich wykonalność w przypadku przetwarzania na skalę przemysłową musi uwzględniać koszty odczynników i kompatybilność z istniejącą infrastrukturą.
Dlaczego ważne jest kontrolowanie stężenia resztkowego cyjanku w trakcie i po procesie wypłukiwania złota?
Kontrola stężenia resztkowego cyjanku ma kluczowe znaczenie dla ochrony środowiska i bezpieczeństwa ludzi. Pozostałości cyjanku w odciekach stwarzają ryzyko ostrej toksyczności i muszą być kontrolowane zgodnie z międzynarodowymi przepisami dotyczącymi zrzutów. W celu obniżenia poziomu cyjanku przed uwolnieniem do ścieków stosuje się techniki takie jak utlenianie chemiczne, biodegradacja z udziałem wyspecjalizowanych mikroorganizmów, adsorpcja na węglu aktywnym i fotokataliza. Prawidłowa kontrola podczas ługowania maksymalizuje odzysk złota i minimalizuje ilość resztkowego cyjanku, zmniejszając zapotrzebowanie na dalsze oczyszczanie. Nieprzestrzeganie tych zasad prowadzi do skażenia i potencjalnych zagrożeń dla zdrowia okolicznych mieszkańców i ekosystemów. Odpowiedzialne zarządzanie cyjankiem jest zgodne z najlepszymi praktykami, aby zrównoważyć korzyści ekonomiczne z ekologiczną odpowiedzialnością i wspierać społeczną odpowiedzialność działalności górniczej.
Czas publikacji: 26-11-2025
