PHÂN TÍCH CHI TIẾT QUY TRÌNH CHIẾT TÁCH VÀNG TỪ QUẶNG CHỊU LỬA BẰNG XYANUA
Thứ Sáu,
09/01/2026
NGÔ XUÂN TRƯỜNG
I. ĐẶC ĐIỂM MẪU QUẶNG
Thành phần quặng concentrate pyrit chịu lửa:
- Vàng (Au): 11 g/tấn
- Bạc (Ag): 46 g/tấn
- Đồng (Cu): 0.18% (1,800 g/tấn)
- Kẽm (Zn): 3.06% (30,600 g/tấn)
- Sắt (Fe): 31.0%
- Chì (Pb): 0.02% (200 g/tấn)
Khoáng vật chính:
- Pyrit (FeS₂) - khoáng chứa vàng chủ yếu
- Sphalerit (ZnS)
- Galen (PbS)
- Chalcopyrit (CuFeS₂)
- Thạch anh và sét
II. QUY TRÌNH CHIẾT TÁCH CHI TIẾT
PHƯƠNG ÁN 1: NGÂM XYANUA TRỰC TIẾP (Direct Cyanidation)
Điều kiện vận hành:
- Mật độ bùn (pulp density): 60% khối lượng rắn
- Kích thước hạt (d₈₀): 28 μm (siêu mịn)
- Nhiệt độ: Nhiệt độ phòng (20-25°C)
- Thời gian ngâm: 24 giờ
- Tốc độ khuấy: 600 rpm
- pH: 10.5-11 (điều chỉnh bằng vôi - CaO)
- Lưu lượng khí: 1.5 L/phút
Liều lượng hóa chất:
| Hóa chất | Nồng độ/Liều lượng | Ghi chú |
|---|---|---|
| NaCN | 1.5 g/L (1,500 mg/L) | Duy trì nồng độ CN⁻ tự do ổn định |
| CaO (Vôi) | Theo nhu cầu pH | Để duy trì pH 10.5-11 |
| Oxy (O₂) | Từ sục khí 1.5 L/phút | Cung cấp oxy hòa tan |
Kết quả đạt được:
- ✗ Tỷ lệ chiết vàng: 37% (thấp - xác nhận tính chịu lửa)
- ✗ Tỷ lệ chiết bạc: 20% (rất thấp)
- Cu hòa tan: 23-24%
- Zn hòa tan: ≤0.01% (không đáng kể)
- Tiêu hao NaCN: 2.83 kg/tấn quặng
PHƯƠNG ÁN 2: NGÂM XYANUA + CHẤT PHỤ GIA CHÌ NITRAT
Điều kiện giống Phương án 1, bổ sung:
| Hóa chất | Liều lượng thử nghiệm | Công thức |
|---|---|---|
| Pb(NO₃)₂ | 200 g/tấn hoặc 500 g/tấn | Chì nitrat |
| NaCN | 1.5 g/L | Natri xyanua |
| CaO | Theo nhu cầu | Vôi |
Cơ chế hoạt động của Pb(NO₃)₂:
- Thụ động hóa bề mặt pyrit: Tạo lớp hydroxide Pb(OH)₂ trên pyrit
- Khử độc ion sunfua (S²⁻): Kết tủa thành PbS, ngăn S²⁻ cản trở hòa tan vàng
- Tạo hợp chất với vàng: Pb + Au → AuPb₂, AuPb₃ (tăng tốc độ hòa tan)
- Ức chế đồng hòa tan: Giảm Cu trong dung dịch (quan trọng cho mạch CIP)
Kết quả với Pb(NO₃)₂:
| Liều lượng Pb(NO₃)₂ | Chiết Au | Chiết Ag | Hòa tan Cu | Tiêu hao NaCN |
|---|---|---|---|---|
| 0 g/t (đối chứng) | 37% | 20% | 23% | 2.83 kg/t |
| 200 g/t | 31-36% | ~25-30% | ~10-15% | 2.86 kg/t |
| 500 g/t | 31-36% | ~30-35% | 4% ⬇️ | 3.04 kg/t |
Nhận xét:
- ⚠️ Pb(NO₃)₂ KHÔNG cải thiện chiết vàng (thậm chí giảm nhẹ)
- ✓ Cải thiện đáng kể chiết bạc (+10-15%)
- ✓✓ Ức chế mạnh Cu (từ 23% → 4% ở 500 g/t)
- ✗ Tăng tiêu hao xyanua (phản tác dụng)
PHƯƠNG ÁN 3: SỤC KHÍ TRƯỚC (Pre-aeration) + NGÂM XYANUA
BƯỚC 1: Sục khí trước (Pre-oxidation)
Điều kiện:
- Thời gian sục khí: 24 giờ
- Lưu lượng khí: 1.5 L/phút
- Mật độ bùn: 60% khối lượng
- pH: 10.5-11 (vôi)
- Nhiệt độ: Phòng
- Không thêm xyanua trong giai đoạn này
Cơ chế:
- Oxy hóa sunfua trên bề mặt: S²⁻ → SO₄²⁻
- Thụ động hóa khoáng sunfua: Tạo lớp oxide/hydroxide trên pyrit, chalcopyrit
- Giảm tác nhân tiêu hao xyanua: Oxy hóa trước các hợp chất tiêu hao CN⁻
BƯỚC 2: Ngâm xyanua sau sục khí
Thí nghiệm với 2 nồng độ NaCN:
| Thông số | Thí nghiệm A | Thí nghiệm B |
|---|---|---|
| NaCN | 1.5 g/L | 3.5 g/L |
| Thời gian | 24 giờ | 24 giờ |
| Điều kiện khác | Giống Phương án 1 | Giống Phương án 1 |
Kết quả so sánh:
| Phương pháp | NaCN | Chiết Au | Chiết Ag | Hòa tan Cu | Tiêu hao NaCN |
|---|---|---|---|---|---|
| Trực tiếp | 1.5 g/L | 37% | 20% | 23% | 2.83 kg/t |
| Sục khí + ngâm | 1.5 g/L | 41% (+4%) | 43% (+23%) | 23% | 2.03 kg/t ⬇️28% |
| Sục khí + ngâm | 3.5 g/L | 51% (+14%) | 64% (+44%) | ~23% | 3.66 kg/t |
Ưu điểm nổi bật của Pre-aeration:
- ✓✓ Tăng đáng kể chiết bạc (+23-44%)
- ✓ Cải thiện chiết vàng (+4-14%)
- ✓✓✓ Giảm mạnh tiêu hao xyanua (-28% ở 1.5 g/L NaCN)
- ✓ Không ảnh hưởng xấu đến hòa tan Cu
- ⚠️ Cần thêm 24 giờ tiền xử lý
III. QUY TRÌNH TỐI ƯU ĐỀ XUẤT
Lưu đồ công nghệ kết hợp (Combining Approaches):
QUẶNG CONCENTRATE PYRIT
↓
[1] NGHIỀN SIÊU MỊN → d₈₀ = 28 μm
↓
[2] ĐIỀU CHỈNH MẬT ĐỘ BÙN → 60% rắn
↓
[3] THÊM VÔI → pH 10.5-11
↓
[4] SỤC KHÍ TRƯỚC (Pre-aeration)
• Thời gian: 24 giờ
• Lưu lượng khí: 1.5 L/phút
• Nhiệt độ: Phòng
↓
[5] BỔ SUNG HÓA CHẤT NGÂM XYANUA:
• NaCN: 3.5 g/L (cho hiệu quả tối đa)
• Pb(NO₃)₂: 200-500 g/t (nếu cần kiểm soát Cu)
• Duy trì pH: 10.5-11
• Sục khí: 1.5 L/phút
↓
[6] NGÂM XYANUA
• Thời gian: 24 giờ
• Khuấy: 600 rpm
• Kiểm tra CN⁻ tự do mỗi 2-4 giờ
↓
[7] LỌC TÁC/TÁCH RẮN-LỎNG
↓
[8] DUNG DỊCH GIÀU → Thu hồi Au/Ag (CIP/CIL)
↓
[9] BÃ THẢI XỬ LÝ
Bảng liều lượng tổng hợp (g/tấn quặng):
| STT | Hóa chất | Công thức | Vai trò | Liều lượng khuyến nghị |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Natri xyanua | NaCN | Tác nhân hòa tan chính | 3,500 g/t (3.5 g/L ở 60% bùn) |
| 2 | Chì nitrat | Pb(NO₃)₂ | Ức chế Cu, cải thiện Ag | 200-500 g/t (tùy chọn) |
| 3 | Vôi sống | CaO | Điều chỉnh pH | Theo nhu cầu (duy trì pH 10.5-11) |
| 4 | Oxy | O₂ | Tác nhân oxy hóa | Từ sục khí 1.5 L/phút |
Các chất KHÔNG sử dụng trong nghiên cứu này:
Các hóa chất bạn đề cập nhưng KHÔNG có trong tài liệu:
- ❌ GDA (Glycine-Di-Ammonium) - không được nhắc đến
- ❌ KBrO₃ (Kali bromat) - không được nhắc đến
- ❌ K₃Fe(CN)₆ (Kali ferricyanide) - không được nhắc đến
- ❌ (NH₄)₂CO₃ (Amoni cacbonat) - không được nhắc đến
- ❌ Xi măng (Cement) - không được nhắc đến
- ❌ (NH₄)₂S₂O₈ (Amoni persulfat) - không được nhắc đến
⚠️ Lưu ý quan trọng: Tài liệu này chỉ tập trung vào hệ thống NaCN + Pb(NO₃)₂ + Pre-aeration cho quặng pyrit chịu lửa.
IV. CÁC THÔNG SỐ VẬN HÀNH QUAN TRỌNG
1. Kiểm soát pH:
- Phạm vi: 10.5 - 11.0
- Tác nhân: Vôi sống (CaO) hoặc vôi tôi Ca(OH)₂
- Mục đích:
- Ngăn HCN bay hơi (pKa = 9.3)
- Ổn định phức Au(CN)₂⁻
- Kiểm soát hòa tan kim loại nền
2. Nồng độ CN⁻ tự do:
- Phương pháp xác định: Chuẩn độ AgNO₃
- Chất chỉ thị: p-dimethylamino benzal rhodanine 0.02%
- Tần suất: Mỗi 2-4 giờ
- Duy trì: 1.5-3.5 g/L (tùy mục tiêu chiết)
3. Tiêu hao hóa chất:
| Phương pháp | NaCN (kg/t) | Hiệu quả kinh tế |
|---|---|---|
| Trực tiếp 1.5 g/L | 2.83 | Thấp (chiết 37% Au) |
| Pre-aeration + 1.5 g/L | 2.03 ✓ | Tốt nhất (tiết kiệm 28%) |
| Pre-aeration + 3.5 g/L | 3.66 | Chấp nhận (chiết 51% Au) |
| Pb(NO₃)₂ 500 g/t | 3.04 | Cao, không hiệu quả |
V. GIẢI THÍCH CƠ CHẾ HÓA HỌC
Phản ứng hòa tan vàng Elsner:
4Au + 8CN⁻ + O₂ + 2H₂O → 4Au(CN)₂⁻ + 4OH⁻
Tác dụng của Pre-aeration:
Oxy hóa sunfua:
S²⁻ + 2O₂ → SO₄²⁻
FeS₂ (pyrite) + O₂ + H₂O → Fe(OH)₃ + SO₄²⁻
Giảm tiêu hao xyanua:
S²⁻ + CN⁻ → SCN⁻ (thiocyanate - tiêu hao xyanua)
→ Pre-aeration oxy hóa S²⁻ trước, giảm phản ứng này
Vai trò Pb(NO₃)₂:
Thụ động hóa pyrit:
Pb²⁺ + 2OH⁻ → Pb(OH)₂ ↓ (lớp thụ động trên FeS₂)
Kết tủa sunfua:
Pb²⁺ + S²⁻ → PbS ↓ (chì sunfua không tan)
Xúc tác vàng (cơ chế tranh cãi):
Au + Pb → AuPb₂, AuPb₃ (tăng động học hòa tan)
Ức chế đồng:
Cu²⁺ + Pb(OH)₂ → lớp bảo vệ, giảm CuS + CN⁻
VI. ĐÁNH GIÁ KỸ THUẬT-KINH TẾ
So sánh các phương án:
| Tiêu chí | Trực tiếp | + Pb(NO₃)₂ | + Pre-aeration |
|---|---|---|---|
| Chiết Au | 37% ✗ | 31-36% ✗ | 51% ✓✓ (3.5 g/L) |
| Chiết Ag | 20% ✗ | 30-35% ✓ | 64% ✓✓✓ (3.5 g/L) |
| Kiểm soát Cu | 23% Cu hòa tan | 4% ✓✓✓ | 23% |
| Tiêu hao NaCN | 2.83 kg/t | 3.04 kg/t ✗ | 2.03 kg/t ✓✓✓ |
| Thời gian | 24h | 24h | 48h (24h sục + 24h ngâm) |
| Chi phí hóa chất | Vừa | Cao (+Pb) | Vừa |
| Độ phức tạp | Đơn giản | Đơn giản | Trung bình |
Khuyến nghị cho nhà máy thực tế:
Kịch bản 1: Ưu tiên hiệu quả chiết
Pre-aeration 24h → Ngâm 3.5 g/L NaCN
→ Đạt 51% Au, 64% Ag
→ Phù hợp quặng giá trị cao
Kịch bản 2: Ưu tiên tiết kiệm chi phí
Pre-aeration 24h → Ngâm 1.5 g/L NaCN
→ Đạt 41% Au, 43% Ag, tiết kiệm 28% NaCN
→ Phù hợp vận hành dài hạn
Kịch bản 3: Kiểm soát đồng trong CIP
Ngâm 1.5 g/L NaCN + 500 g/t Pb(NO₃)₂
→ Giảm Cu từ 23% → 4%
→ Bảo vệ mạch CIP/CIL
Kịch bản 4: Kết hợp tối ưu
Pre-aeration 24h → Ngâm 3.5 g/L NaCN + 200 g/t Pb(NO₃)₂
→ Cải thiện Au, Ag, kiểm soát Cu
→ Chi phí cao nhưng hiệu quả tối đa
VII. LƯU Ý AN TOÀN VÀ MÔI TRƯỜNG
Độc tính NaCN:
- LD₅₀ (oral, chuột): 6.4 mg/kg
- Luôn duy trì pH > 10.5 để tránh HCN khí (cực độc)
- Thiết bị bảo hộ: Mặt nạ phòng độc, găng tay nitrile, quần áo chống hóa chất
Xử lý dung dịch thải:
Phương pháp 1: Oxy hóa SO₂/Air
CN⁻ + SO₂ + O₂ + H₂O → SO₄²⁻ + CNO⁻ (cyanate - ít độc hơn)
Phương pháp 2: Kiềm hóa Caro (H₂SO₅)
CN⁻ + H₂SO₅ → CNO⁻ + H₂SO₄
Tiêu chuẩn xả thải:
- CN⁻ tự do: < 0.5 mg/L (WHO)
- Pb: < 0.01 mg/L
Chì nitrat:
- Kim loại nặng độc hại tích lũy sinh học
- Phải xử lý bã thải theo quy định
- Giám sát Pb trong nước thải
VIII. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
Dựa trên 50 năm kinh nghiệm của bạn, tài liệu này cung cấp:
Phát hiện chính:
-
✓✓✓ Pre-aeration 24h là phương pháp hiệu quả nhất:
- Tăng chiết Au lên 51% (từ 37%)
- Tăng chiết Ag lên 64% (từ 20%)
- Giảm 28% tiêu hao NaCN
-
✓✓ Pb(NO₃)₂ hữu ích cho kiểm soát Cu:
- Giảm Cu hòa tan từ 23% → 4%
- Quan trọng để bảo vệ mạch CIP/CIL
- Nhưng KHÔNG cải thiện chiết Au
-
⚠️ Quặng này có tính chịu lửa rất cao:
- Vàng bị nhốt trong mạng tinh thể pyrit
- Cần nghiền siêu mịn (28 μm)
- Có thể cần pretreatment mạnh hơn (rang, oxy hóa áp suất)
Hạn chế của nghiên cứu:
- Không đề cập GDA, KBrO₃, K₃Fe(CN)₆, (NH₄)₂CO₃, Xi măng, (NH₄)₂S₂O₈
- Chỉ thử nghiệm quy mô phòng thí nghiệm
- Chưa tối ưu hóa thời gian pre-aeration (có thể ngắn hơn 24h?)
- Chưa thử nghiệm kết hợp Pb(NO₃)₂ + Pre-aeration
Đề xuất nghiên cứu tiếp theo:
- Thử nghiệm pre-aeration 12-18h (giảm thời gian)
- Kết hợp pre-aeration + Pb(NO₃)₂ + 3.5 g/L NaCN
- Thêm các tác nhân oxy hóa mạnh (H₂O₂, KMnO₄) trong pre-aeration
- Xem xét pretreatment nhiệt (rang oxy hóa) cho quặng siêu chịu lửa này
Link full download tiếng Anh:
https://drive.google.com/file/d/1tXhhh5fCMMcTLiQF3m2KCCDrszfyMmYH/view?usp=sharing
Danh mục
Dịch
