Notkun virkts kolefnis í endurheimt gulls

Í gullvinnsluiðnaðinum er virkt kolefni lykilefni sem notað er til að aðsoga og auðga lág-styrk gull úr sýaníðlausnum. Kjarnahlutverk þess er að auðga gullsýaníðfléttur í stórum svitaholabyggingu með líkamlegu aðsogi, ná þúsund-faldri massastyrk og leggja grunn að skilvirkri endurheimt í kjölfarið.

 

I. Hlutverk virks kolefnis við endurheimt gulls

 

Eftir sýaníðskolun á gullgrýti er gull til í lausninni sem gullsýaníð anjónir (Au(CN)₂⁻) í yfirleitt mjög lágum styrk. Það er efnahagslega krefjandi að endurheimta gull beint úr slíkum þynntum lausnum. Virkt kolefni, með einstaklega háu yfirborðsflatarmáli (u.þ.b. 1000 m²/g) og sérstakri svitaholubyggingu, verður kjörinn miðill til að auðga gull úr lausninni.

Í iðnaðarframleiðslu er kókosskel virkt kolefni aðallega notað. Það er framleitt með gufuvirkjun og hefur nægilega hörku og slitþol til að standast núningi í kolefninu-í-massaferlinu.

 

II. Gull aðsogsbúnaður: Jónapar Gullsýaníð anjónir eru neikvætt hlaðnir, en yfirborð virks kolefnis er rafhlutlaust, þannig að bein aðsog er ekki möguleg. Gullaðsog byggir á myndun "jónapöra". Kalsíumjónir (Ca²⁺, venjulega úr viðbættum kalki) í lausninni sameinast tveimur gullsýaníðanjónum og mynda rafhlutlaus kalsíum-gullsýaníðjónapör: Ca[Au(CN)₂]₂. Þessi hlutlausu jónapör eru líkamlega aðsoguð á holuflötur virks kolefnis í gegnum van der Waals krafta.

Þetta er afturkræft kraftmikið jafnvægisferli. Samsvarandi samband er á milli gullstyrks í lausninni og gullálags á virka kolefnið. Til að minnka stöðugt gullstyrkinn í lausninni og auka gullálagið á kolefnið, er notuð mótstraumssnertiaðferð: gull-berandi kvoðan rennur í röð í gegnum röð aðsogsgeyma, en virkjað kolefnið hreyfist í gagnstæða átt. Fersku kolefni er bætt við frá síðasta tankinum og rennur í fyrsta tankinn með hæsta gullstyrkinn; deigið rennur frá fyrsta tankinum í síðasta tankinn. Þannig er hægt að lækka gullstyrkinn í afganginum sem losað er úr síðasta tankinum niður í mjög lágt stig, á meðan gull-hlaðinn kolefnið sem tekið er út úr fyrsta tankinum nær mikilli burðargetu.

III. Helstu þættir sem hafa áhrif á skilvirkni gullaðsogs Gullaðsogsskilvirkni er fyrir áhrifum af ýmsum rekstrar- og efnafræðilegum aðstæðum.

 

1. Eðlisskilyrði: Kvoðaþéttleiki þarf að vera nálægt blautþéttleika virks kolefnis (u.þ.b. 1,3-1,5 t/m³) til að tryggja samræmda sviflausn kolefnisagna og forðast setmyndun eða fljótandi. Fullnægjandi hræring getur dregið úr þykkt vökvamarkalagsins á yfirborði kolefnisagna og flýtt fyrir massaflutningi og dreifingu gulls inn í kolefnisagnirnar.

 

2. Eiginleikar virkt kolefnis: Minni kornastærð kolefnis er gagnleg til að flýta fyrir aðsogshraða en eykur erfiðleika við skimun og endurheimt. Í iðnaði er almennt notað kornastærðarsvið 1-3 millimetrar (td 6×12 möskva eða 8×16 möskva). Hörku kolefnis skiptir sköpum, þar sem það þarf að standast núningi við hræringu, dælingu og endurnýjun. Kókosskel kolefni stendur sig frábærlega í þessu sambandi.

 

3. Samkeppnisaðsog og eitur: Þetta er lykilatriði sem hefur áhrif á batahlutfall.

- Lífræn eitur: Lífræn efni eins og flothvarfefni (td xanthat), smurolíur og humic sýrur keppa við gull um aðsogsstaði og geta jafnvel lokað svitahola. Ákveðin flothvarfefni geta dregið úr aðsogsvirkni virks kolefnis um meira en 60%. Þessi lífrænu eitur eru aðallega fjarlægð með síðari varma endurnýjunarskrefum.

- Ólífræn eitur: Aðallega sýaníðfléttur annarra málma (td kopar, nikkel, silfur). Þeir geta einnig myndað jónapör til að aðsogast og taka virka staði. Sérstaklega skal huga að áhrifum kopars. Sýaníðform þess í lausninni breytist með pH og það er auðveldara að aðsogast þegar pH er undir 10,5. Flest ólífræn eitur er hægt að fjarlægja með sýruþvotti.

- Stærð: Í CIP ferlinu geta kalsíumjónir og karbónat myndað botnfall eins og kalsíumkarbónat (CaCO₃) á yfirborði virks kolefnis. Þessi hreiðarlög eru aðallega sett út og hindra inngöngu mesópóra og makrópora kolefnisagna, sem hindra dreifingu gulls í örhola. Venjulegur sýruþvottur getur í raun fjarlægt þessi hreisturlög.

 

4. Efnafræðilegt umhverfi lausnar:

- pH og sýaníðstyrkur: Í iðnaði er pH venjulega haldið á milli 10-11 til að stjórna myndun eitraðs HCN gass. Nægur styrkur frjálss sýaníðs er nauðsynlegt skilyrði til að tryggja skilvirka upplausn og stöðugleika gulls.

- Hitastig: Gullaðsog er útverma ferli, þannig að lægra hitastig stuðlar að aðsog. Margar verksmiðjur ná oft hærra batahlutfalli á köldum árstíðum. Aftur á móti krefst síðari afsogsferlið hátt hitastig.

- Jónastyrkur: Til staðar eru jarðalkalímálmjónir eins og kalsíum og magnesíum nauðsynleg til að mynda gullsýaníðjónapör.

 

IV. Afsog: Afsog gulls úr virku kolefni Gulli-hlaðna kolefnið aðsogað með há-styrk gulli þarf að gangast undir afsogs (skolun) meðferð til að flytja gull aftur í lausnina til rafgreiningarhreinsunar.

 

Grunnreglan um frásog er að skapa aðstæður óhagstæðar fyrir aðsog og snúa aðsogsferlinu við. Iðnaðarlega eru tveir þroskaðir ferlar aðallega notaðir: AARL aðferðin og Zadra aðferðin. Bæði eru byggð á eftirfarandi skrefum:

1. Við háan hita er há-þéttni natríumjónalausn (úr natríumhýdroxíði) notuð til að skipta út kalsíumjónum í gullsýaníðjónapörunum fyrir natríumjónir í gegnum jónaskipti, sem myndar minna stöðug natríum-gullsýaníðjónapör.

2. Hár hiti stuðlar að niðurbroti óstöðugra natríum-gullsýaníðjónapöra og gullsýaníðjónir losna aftur í lausnina frá yfirborði virks kolefnis.

Helsti munurinn á þessu tvennu liggur í ferlisamsetningunni: AARL aðferðin er lotuaðgerð og afsogað gull-ríka lausnin (þunguð lausn) er send á óháð rafgreiningarverkstæði; Zadra aðferðin tengir afsogssúluna og rafgreiningarfrumu í röð til að mynda lokaða-lykkjuhring sem gerir úrsog og rafgreiningu samtímis. Óháð því hvaða aðferð er notuð er markmiðið að draga úr gullinnihaldi magra kolefnisins sem skilað er aftur í aðsogsrásina niður fyrir um það bil 50 grömm á tonn til að endurheimta aðsogsgetu þess.

 

V. Aðalferlisflæði: CIP, CIL og Pumpcell

 

Það eru þrjár megingerðir útdráttarferla virkt kolefnisgull:

Kolefni í kvoða (CIP): Málmgrýtið lýkur fyrst mestu gullupplausninni í gegnum óháða sýaníðútskolunargeyma og síðan fer kvoðan inn í röð aðsogstanka fyrir gullaðsog. Deigið rennur áfram og virka kolefnið er flutt á móti. "Auðgunarhlutfall" þess (hlutfall gull-hlaðins kolefnis og gullflokks fóðurlausnar) er venjulega 1000-1200.

Kolefni í útskolun (CIL): Útskolun og aðsog eru sameinuð og framkvæmd samtímis í sömu röð af tönkum. Þetta ferli hentar sérstaklega vel fyrir málmgrýti sem innihalda "gull-rænandi" efni (önnur efni sem geta gleypt gull), vegna þess að virkt kolefni getur keppt við þá til að vernda uppleysta gullið. Hins vegar, vegna lágs gullstyrks í lausninni þegar útskolun er ófullnægjandi, þarf venjulega stærri birgðir af virku kolefni og auðgunarhlutfallið er yfirleitt 800-1000.

 

Pumpcell ferli: Tekur upp rekstrarham sem líkist "gleðilegri-ferð-". Mótstraumsrennsli er náð með því að snúa reglulega fóðrunarpunkti deigs og losunarpunkti úrgangs án þess að þörf sé á líkamlegri hreyfingu kolefnismassa. Þessi aðferð dregur úr bakblöndun, stjórnar kolefni í lotum, getur náð hærra auðgunarhlutfalli (1500-2500 eða hærra) og hefur þéttara búnaðarrúmmál.

Ferlisvalið fer eftir ýmsum þáttum eins og málmgrýtiseignum, hönnunarstærð, fjárfestingu og rekstrarkostnaði.

 

VI. Ferlivöktun og jafnvægi Stöðugur rekstur CIP/CIL verksmiðju byggir á vöktun á lykilbreytum, sem er aðallega metin út frá tveimur „þáttum“:

 

- Styrkur gulls í lausn: Fylgstu með gullinnihaldinu í lausninni við úttak hvers aðsogstanks, sem ætti að sýna verulega skref-fyrir-lækkun.

- Styrkur gulls í gull-hlaðin kolefni: Fylgstu með gullhleðslu virks kolefnis í hverjum aðsogstanki, sem ætti að sýna skref-fyrir-lækkun frá framhlið til baka.

Regluleg greining á þessum þáttum, ásamt prófunum á aðsogshraða (virkni) virks kolefnis, getur hjálpað verksmiðjunni að greina tímanlega vandamál eins og eitursöfnun, minni skilvirkni búnaðar eða ójafnvægi í rekstri, og viðhalda þannig ákjósanlegu endurheimtarhraða gulls.

Virkt kolefni gegnir óbætanlegu hlutverki við endurheimt gulls. Allt ferlið er flókið og skilvirkt tæknikerfi, allt frá grunnreglunni um að aðsoga gullsýaníðjónapör, til að takast á við hagnýtar áskoranir lífrænna og ólífrænna eiturefna og kvarða, til afsogsbata og ferlivals. Djúpur-skilningur og nákvæm stjórn á eiginleikum virks kolefnis, ferliskilyrðum og kerfisjafnvægi er kjarninn í því að ná fram skilvirkri og hagkvæmri endurheimt gulls.