Tiền xử lý quặng đa kim trước khi tách Au ra khỏi quặng.

Quặng Au đa kim loại thường chứa nhiều thành phần khoáng chất phức tạp như sulfide (pyrite, arsenopyrite, chalcopyrite, v.v.) và các tạp chất hữu cơ hoặc carbon. Những đặc điểm này khiến vàng thường “ẩn” trong cấu trúc của quặng, làm giảm hiệu quả trích ly. Do đó, tiền xử lý bằng hóa chất là bước quan trọng giúp phá vỡ cấu trúc quặng, oxi hóa các thành phần gây cản trở và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trích ly vàng sau này.

1. Mục Tiêu Của Tiền Xử Lý Quặng Au Đa Kim Loại

• Giải phóng vàng và các kim loại quý: Phá vỡ cấu trúc liên kết giữa vàng và khoáng vật (đặc biệt các sulfide) để tăng khả năng hòa tan vàng trong dung dịch trích ly.
• Loại bỏ tạp chất hữu cơ và carbon: Giảm thiểu sự tiêu hao hóa chất trong giai đoạn trích ly và giảm thiểu các phản ứng phụ không mong muốn.
• Chuẩn bị quặng cho các quá trình tiếp theo: Tạo ra một môi trường hóa học ổn định (điều chỉnh pH) để tối ưu hóa hiệu quả của các bước trích ly bằng cyanidation hoặc các phương pháp thay thế như thiosulfate.

2. Quy Trình Tiền Xử Lý Bằng Hóa Chất

Quá trình tiền xử lý thường được tiến hành theo các bước chính sau:

Bước 1: Nghiền và Kích Thước Quặng

• Mục tiêu: Tăng diện tích bề mặt của quặng, giúp hóa chất tiếp cận và tác động hiệu quả.

Bước 2: Oxy Hóa Hóa Chất

• Sử dụng các chất oxi hóa mạnh: Phá vỡ các liên kết sulfide, chuyển hóa chúng thành dạng oxit dễ trích ly.

Bước 3: Sử Dụng Dung Dịch Axit

• Phá vỡ cấu trúc khoáng vật: Dung dịch axit giúp hòa tan một phần các thành phần không cần thiết và loại bỏ tạp chất hữu cơ.

Bước 4: Điều Chỉnh pH

• Sử dụng chất kiềm: Sau quá trình oxy hóa, pH của quặng được điều chỉnh (thường về mức pH trung tính đến kiềm) để chuẩn bị cho bước trích ly vàng.

3. Các Hóa Chất Chủ Yếu Và Công Dụng

3.1. Hóa Chất Oxy Hóa

• KClO₄ (Potassium Perchlorate)
  

  • Tính chất hóa học: Là chất oxi hóa mạnh, phân hủy nhiệt tạo ra KCl và oxy.
  • Tính chất lý học: Dạng tinh thể trắng ổn định ở nhiệt độ thường; phân hủy khi đạt nhiệt độ cao.
  • Công dụng:
    • Oxy hóa các sulfide trong quặng, chuyển hóa chúng thành oxit.
    • Giúp loại bỏ tạp chất hữu cơ và carbon, cải thiện hiệu quả trích ly vàng.

• KClO₃ (Potassium Chlorate)
  

  • Tính chất hóa học: Là chất oxi hóa mạnh, hoạt động hiệu quả trong môi trường axit.
  • Tính chất lý học: Dạng bột trắng, dễ tan trong nước và bảo quản.
  • Công dụng:
    • Oxy hóa các khoáng sulfide, chuyển hóa chúng thành dạng oxit dễ hòa tan.
    • Tăng khả năng tiếp cận của dung dịch trích ly với hạt vàng.

• H₂O₂ (Hydrogen Peroxide)
  

  • Tính chất hóa học: Chất oxi hóa mạnh, phân hủy thành nước và oxy.
  • Tính chất lý học: Dạng dung dịch trong suốt, không màu, dễ tan trong nước.
  • Công dụng:
    • Phá vỡ cấu trúc quặng, oxi hóa nhẹ giúp cải thiện sự hòa tan của các kim loại quý.
    • Dùng kèm với các axit hoặc chất oxi hóa khác để tăng cường hiệu quả tiền xử lý.

3.2. Dung Dịch Axit

• Acid Sulfuric (H₂SO₄)
  

  • Tính chất hóa học: Axit mạnh, có khả năng hòa tan nhiều loại khoáng chất.
  • Tính chất lý học: Dạng dung dịch, tan mạnh trong nước.
  • Công dụng:
    • Phá vỡ cấu trúc khoáng vật, hòa tan các tạp chất.
    • Giúp loại bỏ các thành phần không mong muốn, chuẩn bị quặng cho bước trích ly vàng.

• Acid Nitric (HNO₃)
  

  • Tính chất hóa học: Axit oxi hóa mạnh, có khả năng hòa tan kim loại.
  • Tính chất lý học: Dạng dung dịch với mùi hăng, dễ bay hơi.
  • Công dụng:
    • Oxidize các tạp chất hữu cơ và một số kim loại, hỗ trợ quá trình giải phóng vàng ra khỏi cấu trúc khoáng vật.

3.3. Chất Điều Chỉnh pH (Kiềm)

• Lime (Ca(OH)₂) và Sodium Hydroxide (NaOH)
  
  • Tính chất hóa học: Là hợp chất kiềm mạnh, giúp trung hòa dung dịch axit.
  • Tính chất lý học:
    • Lime: Dạng bột trắng, không tan hoàn toàn nhưng tạo dung dịch kiềm bão hòa.
    • NaOH: Dạng hạt nhỏ hoặc dung dịch kiềm đậm đặc, tan hoàn toàn trong nước.
  • Công dụng:
    • Điều chỉnh pH của quặng sau quá trình oxy hóa và axit, tạo môi trường tối ưu cho quá trình trích ly vàng tiếp theo.
    • Giúp ổn định phản ứng và giảm tiêu hao hóa chất trong các bước sau.

4. Lợi Ích Khi Áp Dụng Tiền Xử Lý Bằng Hóa Chất

• Tăng hiệu quả thu hồi vàng: Giải phóng vàng khỏi cấu trúc khoáng phức tạp, nâng cao tỷ lệ trích ly.
• Giảm tiêu hao hóa chất: Quặng được xử lý tốt sẽ yêu cầu ít hóa chất hơn trong quá trình trích ly vàng.
• Tối ưu hóa chi phí và năng lượng: Quá trình tiền xử lý hiệu quả giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vận hành.
• Đảm bảo môi trường phản ứng ổn định: Điều chỉnh pH và loại bỏ tạp chất giúp duy trì điều kiện tối ưu cho các quá trình tiếp theo.

5. Kết Luận

Tiền xử lý bằng hóa chất với quặng Au đa kim loại là bước then chốt giúp phá vỡ cấu trúc phức tạp của quặng, oxi hóa các sulfide và loại bỏ tạp chất hữu cơ, từ đó giải phóng vàng và các kim loại quý. Sự kết hợp linh hoạt giữa các hóa chất như KClO₄, KClO₃, H₂O₂, H₂SO₄, HNO₃ cùng với chất điều chỉnh pH (lime, NaOH) tạo ra một quy trình tiền xử lý tối ưu, nâng cao hiệu quả trích ly vàng và giảm thiểu chi phí vận hành.

Việc áp dụng đúng phương pháp và kiểm soát chặt chẽ liều lượng các hóa chất sẽ góp phần cải thiện hiệu suất phân kim, đảm bảo chất lượng quặng xử lý và tăng tỷ lệ thu hồi vàng trong quá trình khai thác.