Bản dịch tóm tắt: Sử dụng than hoạt tính để thu hồi vàng và bạc từ dung dịch nhà máy vàng
Thứ Hai,
23/06/2025
NGÔ XUÂN TRƯỜNG
Ứng dụng than hoạt tính để thu hồi vàng và bạc từ dung dịch nhà máy vàng
Tác giả: R. J. DAVIDSON, Tiến sĩ (Rhodes),
V. VERONESE†, Cử nhân Hóa phân tích, và
M. V. NKOSI, Cử nhân Khoa học (UNISA)
Được đăng tại TẠP CHÍ CỦA VIỆN KHAI THÁC MỎ VÀ KIM LOẠI NAM PHI
THÁNG 5 NĂM 1979
1. Bối cảnh và mục tiêu nghiên cứu
Bối cảnh:
- Vào thời điểm nghiên cứu (1979), phương pháp phổ biến để thu hồi vàng và bạc từ dung dịch tuyển xyanua là kết tủa bằng kẽm (Zn) .
- Tuy nhiên, phương pháp này gặp nhiều hạn chế như:
- Mất mát bạc đáng kể do bị vàng đẩy khỏi bề mặt hấp phụ.
- Cần kiểm soát chặt chẽ nồng độ xyanua tự do và pH.
- Chi phí vận hành cao.
Mục tiêu:
Tìm ra một phương pháp hiệu quả hơn để thay thế hoặc bổ sung cho phương pháp truyền thống. Cụ thể:
- Sử dụng than hoạt tính để thu hồi Au và Ag từ dung dịch tuyển.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ.
- Khắc phục vấn đề bám bẩn than hoạt tính (do CaCO₃ và kết tủa kim loại).
- Đánh giá khả năng kinh tế – kỹ thuật của phương pháp mới.
2. Phương pháp nghiên cứu và thiết kế thí nghiệm
Mô hình thí nghiệm:
- Thí nghiệm mô phỏng quy trình liên tục ("merry-go-round") gồm 3 cột than hoạt tính .
- Dung dịch thử nghiệm:
- Dung dịch thực tế từ nhà máy vàng Witwatersrand.
- Dung dịch tổng hợp có cường độ ion cao/thấp.
- Phân tích tác động của:
- pH dung dịch đầu vào
- Kích thước hạt than hoạt tính
- Tốc độ dòng chảy
- Hiệu suất hấp phụ và giải hấp
Quy trình xử lý:
- Acid hóa dung dịch trước khi đưa vào hệ thống hấp phụ.
- Hấp phụ vàng/bạc lên than hoạt tính.
- Giải hấp bằng nước khử khoáng sau khi tiền xử lý bằng NaCN + NaOH ở 91°C.
- Phân tích thành phần kim loại trong eluate bằng:
- Phân tích nguyên tố (atomic absorption spectroscopy)
- Lửa luyện (fire assay)
3. Kết quả chính và phân tích chi tiết
3.1. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ
|
Khoảng pH |
Hiệu suất hấp phụ vàng |
Ghi chú |
|---|---|---|
|
>10 |
Thấp |
Than dễ bị bám bẩn bởi CaCO₃ |
|
6–10 |
Trung bình |
Hiệu suất tăng nhẹ |
|
~5 |
Cực đại |
Không có bám bẩn, không bị đẩy bạc |
|
<5 |
Rất cao nhưng có nguy cơ kết tủa bạc |
Kết tủa AgCN và Cu₂Fe(CN)₆ |
Nhận định:
- pH tối ưu là 4–5 : cân bằng giữa hiệu suất hấp phụ cao, giảm thiểu kết tủa và bám bẩn.
- Tại pH thấp (<3), khoảng 25% bạc bị kết tủa , gây thất thoát kim loại quý.
3.2. Hiệu suất thu hồi vàng và bạc
|
Chỉ số |
Giá trị (%) |
|---|---|
|
Hấp phụ vàng |
>99,9 |
|
Hấp phụ bạc |
>99,8 |
|
Giải hấp vàng |
99,8 |
|
Giải hấp bạc |
98,2 |
Phân tích:
- Than hoạt tính mang lại hiệu suất thu hồi rất cao , vượt trội so với phương pháp truyền thống.
- Hệ thống 3 cột hoạt động liên tục đảm bảo ổn định và hiệu quả lâu dài .
3.3. Khả năng tái sử dụng than hoạt tính
- Sau khi giải hấp:
- Than được tái sử dụng trong chu trình tiếp theo.
- Không ghi nhận sự suy giảm rõ rệt về khả năng hấp phụ sau nhiều chu kỳ.
- Tiền xử lý bằng NaCN + NaOH giúp khôi phục hoàn toàn bề mặt hấp phụ.
Ưu điểm:
- Giảm chi phí vật tư (than hoạt tính).
- Dễ dàng tích hợp vào quy trình sản xuất liên tục.
3.4. So sánh kinh tế với phương pháp truyền thống
|
Tiêu chí |
Than hoạt tính |
Phương pháp Zn cũ |
|---|---|---|
|
Hiệu suất thu hồi vàng |
>99,9% |
90–95% |
|
Hàm lượng vàng còn lại |
0,001 g/t |
0,01–0,02 g/t |
|
Chi phí axit (để acid hóa) |
0,220 kg/t H₂SO₄ (~0,55 cent/m³) |
0,575 kg/t (~1,44 cent/m³) |
|
Chi phí trung hòa sau đó |
Tương ứng |
Gấp đôi nếu acid hóa sâu |
|
Tổng tiết kiệm (ước tính) |
~R16.000–R32.000/tháng |
— |
Lợi ích kinh tế:
- Với mỏ xử lý 200.000 tấn quặng/tháng, tiết kiệm hàng chục nghìn Rand mỗi tháng.
- Giảm chi phí đầu tư ban đầu (~R380.000).
3.5. Vấn đề bám bẩn và tắc nghẽn hệ thống
|
Điều kiện |
Bám bẩn than hoạt tính |
|---|---|
|
pH = 10 |
Có (CaCO₃) |
|
pH = 5 |
Không |
|
pH < 4 |
Nhẹ (AgCN, Cu₂Fe(CN)₆) |
Giải pháp:
- Acid hóa dung dịch đầu vào đến pH ~4–5 giúp:
- Ngăn chặn kết tủa canxi cacbonat.
- Giảm áp suất qua hệ thống cột.
- Tăng tuổi thọ than hoạt tính.
3.6. Ảnh hưởng của tốc độ dòng chảy và kích thước hạt than
|
Yếu tố |
Ảnh hưởng lên hiệu suất |
|---|---|
|
Tăng tốc độ dòng (>66 BV/h) |
Không làm giảm hiệu suất hấp phụ |
|
Giảm kích thước hạt than |
Tăng hiệu suất hấp phụ nhưng tăng áp suất |
Khuyến nghị:
- Sử dụng than hạt có kích thước 1190–840 μm để đạt hiệu suất cao nhất mà vẫn giữ được áp suất ổn định.
4. Kết luận chuyên sâu
Ưu điểm nổi bật của việc dùng than hoạt tính:
- Hiệu suất thu hồi vàng và bạc cực cao (>99,8%).
- Hoạt động tốt trong môi trường ô nhiễm xyanua .
- Tái sử dụng được than hoạt tính sau giải hấp.
- Giảm chi phí vận hành và đầu tư đáng kể.
- Dễ tích hợp vào hệ thống hiện có , đặc biệt là trong quy trình "carbon-in-pulp".
Thách thức cần lưu ý:
- Kiểm soát pH chính xác để tránh kết tủa bạc.
- Xử lý nước thải sau giải hấp để đảm bảo an toàn môi trường.
- Yêu cầu công nghệ xử lý hóa chất phức tạp hơn so với phương pháp Zn truyền thống.
5. Khuyến nghị triển khai
Đối với doanh nghiệp:
- Thử nghiệm pilot tại nhà máy vàng để đánh giá hiệu quả thực tế.
- Cân nhắc nâng cấp hệ thống xử lý pH và lọc sơ bộ trước khi đưa vào hấp phụ.
- Đầu tư vào công nghệ giải hấp và tái sinh than hoạt tính .
Đối với nghiên cứu tiếp theo:
- Đánh giá hiệu quả lâu dài của than hoạt tính qua nhiều chu kỳ.
- Phân tích chi tiết ảnh hưởng của tạp chất (thiocyanate, thiosulphate...) đến hiệu suất hấp phụ.
- Tối ưu hóa điều kiện nhiệt độ, áp suất và thời gian giải hấp .
6. Ứng dụng thực tiễn tại Việt Nam?
Phù hợp với:
- Các mỏ vàng đang sử dụng công nghệ xyanua.
- Nhà máy tuyển rửa vàng có hàm lượng Au thấp (≤ 10 g/t).
- Doanh nghiệp muốn tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu suất thu hồi kim loại quý .
Lưu ý:
- Cần chuyển đổi dần từ phương pháp truyền thống sang công nghệ tiên tiến.
- Đào tạo nhân sự vận hành hệ thống than hoạt tính.
- Xây dựng quy trình xử lý nước thải đạt chuẩn môi trường.
Link download tiếng Anh: https://drive.google.com/file/d/1B5OkFeTj_JwM6n2K72t6Yl3t0Eoq4iY7/view?usp=sharing
Link download full bản dịch tiếng Việt: https://drive.google.com/file/d/1kvkFURcwzHETQDGHPKJH7zc5bIlhCFTe/view?usp=sharing
Danh mục
Dịch
