Bản dịch tóm tắt "Xyanua hóa Quặng vàng chứa Đồng, Bạc, Chì, Asen và Antimon"

Nghiên cứu này trình bày một phân tích chi tiết về quá trình xyanua hóa trên hai mẫu quặng vàng riêng biệt từ các mỏ ở Iran, với các đặc điểm khoáng vật và hóa học khác nhau rõ rệt. Mẫu thứ nhất (Mỏ Hirad) là quặng hàm lượng vàng cao (10.5 ppm) nhưng có tính bền hóa cao do chứa lượng lớn asen (16,676.5 g/t), antimon, và các khoáng sulfide phức tạp. Mẫu thứ hai (Mỏ Latala) là quặng hàm lượng vàng thấp (2.5 ppm) nhưng giàu bạc (160 ppm) và có đặc tính là quặng oxy hóa, dễ xử lý hơn.

Các kết quả chính cho thấy việc tối ưu hóa các thông số quy trình là yếu tố then chốt để đạt được hiệu suất thu hồi cao. Đối với mẫu bền hóa, các điều kiện tối ưu là nồng độ xyanua 4000 mg/L và pH 11.1, trong khi mẫu oxy hóa cho kết quả tốt nhất ở nồng độ 2500 mg/L và pH 10.5. Cả hai đều đạt hiệu suất thu hồi vàng trên 92% sau 24 giờ hòa tách.

Đối với quặng bền hóa (Mẫu 1), các phương pháp xử lý sơ bộ đã chứng tỏ hiệu quả vượt trội. Nung ở 1000°C trong 2 giờ là phương pháp hiệu quả nhất, giúp giảm tiêu thụ xyanua tới 1150 mg/L và tăng hiệu suất thu hồi vàng thêm 5.2%. Quá trình này cũng loại bỏ đáng kể các nguyên tố độc hại như asen (88%) và thủy ngân (82%). Hòa tách sơ bộ bằng axit, đặc biệt là HNO₃, cũng cho kết quả rất khả quan với hiệu suất thu hồi vàng đạt 98.87%. Ngoài ra, việc sục không khí vào bùn quặng được xác định là biện pháp hiệu quả nhất để tăng tốc độ động học hòa tách vàng.

1. Tổng quan Nghiên cứu

Nghiên cứu này thực hiện các thử nghiệm xyanua hóa trên hai mẫu quặng vàng có nguồn gốc và đặc điểm khác nhau:

• Mẫu 1: Lấy từ "Mỏ vàng Hirad" ở tỉnh Nam Khorasan, Iran. Đây là loại quặng có hàm lượng vàng cao nhưng cũng chứa nhiều nguyên tố gây cản trở.

• Mẫu 2: Lấy từ "Mỏ vàng Latala" ở tỉnh Kerman, Iran. Đây là loại quặng có hàm lượng vàng thấp nhưng hàm lượng bạc cao.

Mục tiêu của nghiên cứu là xác định các điều kiện tối ưu cho quá trình hòa tách vàng từ mỗi mẫu, nghiên cứu động học hòa tách, và đánh giá hiệu quả của các phương pháp xử lý sơ bộ (hòa tách axit và nung) đối với mẫu quặng phức tạp và bền hóa hơn (Mẫu 1).

2. Đặc điểm Khoáng vật học và Hóa học của Quặng

Phân tích chi tiết về thành phần khoáng vật và hóa học là cơ sở để giải thích các phản ứng trong quá trình xyanua hóa.

Mẫu 1 (Quặng Vàng Hirad)

• Đặc điểm chung: Quặng bền hóa, hàm lượng vàng cao, phức tạp về mặt khoáng vật học.

• Thành phần chính: Thạch anh (61.6%), illit (khoáng sét, 11.1%), thạch cao (9.5%), hematit (5.2%), và arsenopyrit (3.6%).

• Vấn đề: Sự hiện diện của các khoáng sulfide (arsenopyrit, galena, sphalerit, chalcopyrit) và các khoáng sét, vật liệu carbon (calcit) gây ra nhiều khó khăn. Chúng làm tăng tiêu thụ xyanua, tạo màng thụ động trên bề mặt hạt vàng và làm giảm tốc độ cũng như hiệu suất hòa tách. Các phân tích SEM-EDS cũng xác nhận sự có mặt của các nguyên tố như As, Sb, Pb, Zn.

Mẫu 2 (Quặng Vàng Latala)

• Đặc điểm chung: Quặng oxy hóa, hàm lượng vàng thấp, hàm lượng bạc cao, tương đối đơn giản.

• Thành phần chính: Thạch anh (73%), goethit (21.6%), và calcit (2.7%).

• Ưu điểm: Quặng đã bị oxy hóa, phần lớn khoáng pyrit đã chuyển thành oxit và hydroxit sắt (goethit). Vàng tồn tại ở dạng tự do hoặc liên kết với thạch anh, giúp quá trình hòa tách dễ dàng hơn.

Bảng so sánh Thành phần Hóa học

Dữ liệu từ Bảng 3 trong nguồn.

3. Tối ưu hóa các Thông số Xyanua hóa

Nghiên cứu đã xác định các điều kiện vận hành tối ưu cho cả hai loại quặng thông qua việc khảo sát các thông số chính.

• Thời gian nghiền: Thời gian nghiền tối ưu để đạt kích thước hạt -75 μm là 35 phút cho Mẫu 1 và 55 phút cho Mẫu 2.

• Nồng độ Xyanua:

    ◦ Mẫu 1: 4000 mg/L là tối ưu. Việc tăng nồng độ không cải thiện đáng kể hiệu suất thu hồi nhưng làm tăng mạnh tiêu thụ xyanua do sự hiện diện của các khoáng chất tiêu thụ xyanua (cyanicides).

    ◦ Mẫu 2: 2500 mg/L là tối ưu.

• Độ pH:

    ◦ Mẫu 1: pH 11.1 cho hiệu suất thu hồi cao nhất (94.91%).

    ◦ Mẫu 2: pH 10.5 cho hiệu suất thu hồi cao nhất (92.5%).

    ◦ Việc duy trì pH trong khoảng này là rất quan trọng. Ở pH quá cao (>11), các hạt lơ lửng có xu hướng kết lắng do hình thành các phức Ca(OH)₂ và Mg(OH)₂, đồng thời vàng có thể bị thụ động hóa.

• Thời gian hòa tách: 24 giờ được coi là tối ưu cho cả hai mẫu. Phần lớn vàng (khoảng 90-92%) được hòa tách trong 8-10 giờ đầu tiên, sau đó tốc độ hòa tách giảm dần.

Bảng tóm tắt Điều kiện Tối ưu và Hiệu suất Thu hồi

Dữ liệu từ Bảng 7 trong nguồn.

4. Động học Hòa tách và Ảnh hưởng của Chất Oxy hóa (Mẫu 1)

Do tính chất bền hóa của Mẫu 1, nghiên cứu đã khảo sát ảnh hưởng của các chất oxy hóa khác nhau (không khí, H₂O₂, và hỗn hợp cả hai) để cải thiện tốc độ hòa tách vàng.

• Mô hình động học: Quá trình hòa tách vàng tuân theo phương trình động học bậc nhất: y = ymax(1 - exp(-kx)), trong đó k là hằng số tốc độ.

• Kết quả: Việc bổ sung chất oxy hóa đã làm tăng đáng kể tốc độ hòa tách. Sục không khí là phương pháp hiệu quả nhất.

Dữ liệu từ Bảng 5 trong nguồn. Lưu ý: Mặc dù H₂O₂ cho hiệu suất thu hồi cuối cùng cao nhất, sục khí cho tốc độ hòa tách ban đầu nhanh nhất.

5. Xử lý Sơ bộ Quặng Bền hóa (Mẫu 1)

Các phương pháp xử lý sơ bộ được áp dụng cho Mẫu 1 nhằm phá vỡ cấu trúc khoáng vật bền vững, giải phóng vàng và loại bỏ các nguyên tố gây hại trước khi tiến hành xyanua hóa.

Hòa tách bằng Axit

Hòa tách sơ bộ bằng axit giúp loại bỏ các khoáng chất dễ phản ứng, giảm tiêu thụ xyanua và tăng hiệu suất thu hồi vàng.

Dữ liệu từ Bảng 8 trong nguồn. Hòa tách bằng HNO₃ cho kết quả vượt trội.

Nung

Nung quặng ở nhiệt độ cao là một phương pháp oxy hóa mạnh mẽ, giúp phân hủy các khoáng sulfide và bay hơi các nguyên tố độc hại.

• Điều kiện tối ưu: Nung ở nhiệt độ 1000°C trong 2 giờ.

• Kết quả:

    ◦ Hiệu suất thu hồi vàng tăng thêm 5.2%, đạt 97.05%.

    ◦ Tiêu thụ xyanua giảm mạnh, tới 1150 mg/L.

    ◦ Hàm lượng các nguyên tố độc hại trong mẫu sau khi nung giảm đáng kể:

        ▪ Asen (As): giảm 88%

        ▪ Thủy ngân (Hg): giảm 82%

        ▪ Bismuth (Bi): giảm 75%

        ▪ Antimon (Sb): giảm 34%

        ▪ Cadmium (Cd): giảm 22%

6. Kết luận chính

1. Đặc điểm khoáng vật quyết định phương pháp xử lý: Sự khác biệt lớn về thành phần khoáng vật giữa hai mẫu quặng đòi hỏi các điều kiện xyanua hóa khác nhau. Mẫu quặng bền hóa (Mẫu 1) cần nồng độ xyanua cao hơn, pH kiềm hơn và đặc biệt hưởng lợi từ các quy trình xử lý sơ bộ.

2. Xử lý sơ bộ là chìa khóa cho quặng bền hóa: Đối với quặng chứa nhiều asen và sulfide như Mẫu 1, việc xử lý sơ bộ là cực kỳ hiệu quả. Nung là phương pháp ưu việt nhất, không chỉ giúp tăng hiệu suất thu hồi vàng và giảm tiêu thụ hóa chất mà còn loại bỏ phần lớn các nguyên tố độc hại. Hòa tách bằng axit nitric cũng là một giải pháp thay thế hiệu quả cao.

3. Oxy hóa tăng cường động học hòa tách: Việc sục không khí vào bùn quặng là một phương pháp đơn giản và hiệu quả nhất để đẩy nhanh tốc độ hòa tách vàng, đặc biệt đối với các loại quặng tiêu thụ nhiều oxy.
Link download full Tiếng Anh: https://drive.google.com/file/d/1LTbFa9WiXVv1g8fryQQ96hyPCP3evtkl/view?usp=sharing