Tóm tắt bản dịch "Thu hồi vàng và bạc bằng cách xyanua hóa quặng arsenopyrite"

Nghiên cứu này xác định các điều kiện tối ưu để xử lý quặng arsenopyrit từ mỏ Paredes (Bồ Đào Nha) nhằm thu hồi vàng và bạc một cách hiệu quả. Kết quả chính cho thấy phương pháp xyanua hóa trực tiếp, không cần nung sơ bộ, là một quy trình hiệu quả và đơn giản hóa, có khả năng thu hồi đến 92% vàng. Quy trình đề xuất này giúp giảm thiểu số lượng công đoạn vận hành, cho phép chiết tách chọn lọc vàng và bạc, và thiết lập một chu trình chất lỏng khép kín để loại bỏ nguy cơ ô nhiễm.

Các điều kiện tối ưu được xác định bao gồm việc nghiền quặng đến kích thước hạt nhỏ hơn 36µm, tiến hành rửa trôi với tỷ lệ rắn/lỏng là 1:4 và nồng độ KCN ban đầu là 2 g/l. Trong các điều kiện này, sau 18 giờ, hiệu suất thu hồi đạt 92% đối với vàng, 55% đối với bạc và 67% đối với đồng. Vàng và bạc sau đó được thu hồi từ dung dịch bằng phương pháp hấp phụ trên than hoạt tính. Quy trình này đã được thử nghiệm thành công ở quy mô nhà máy thí điểm, xác nhận tính khả thi và hiệu quả của nó trong thực tế.

Giới thiệu và Mục tiêu Nghiên cứu

Trong những năm gần đây, sự quan tâm đến việc thu hồi vàng và bạc từ các loại quặng, đặc biệt là quặng cấp thấp, đã gia tăng do giá vàng tăng và sự phát triển của các công nghệ mới. Nghiên cứu này tập trung vào quặng arsenopyrit từ mỏ Paredes ở đông bắc Bồ Đào Nha, một khu vực trước đây đã có nhà máy xử lý nhưng phải ngừng hoạt động do sự phức tạp của quy trình (bao gồm nghiền, tuyển nổi, nung và xyanua hóa) và chi phí đầu tư cao.

Nghiên cứu được tiến hành nhằm xác định một quy trình xử lý tối ưu dựa trên các tiêu chí sau:

• Giảm thiểu các công đoạn: Tối giản hóa quy trình để giảm chi phí đầu tư và dễ dàng kiểm soát, đặc biệt là xem xét khả năng xyanua hóa trực tiếp mà không cần nung sơ bộ.

• Chiết tách chọn lọc: Tách riêng vàng và bạc ra khỏi các nguyên tố có giá trị thấp hơn, để lại chúng ở dạng cặn rắn không hòa tan.

• Bảo vệ môi trường: Thiết lập một sơ đồ quy trình đơn giản với chu trình chất lỏng khép kín để loại bỏ nguy cơ ô nhiễm.

Phân tích Đặc tính Quặng

Mẫu quặng được nghiên cứu lấy trực tiếp từ bốn vỉa quặng tại mỏ Paredes. Các thành phần chính của quặng bao gồm arsenopyrit, thạch anh, sắt arsenat và đôi khi là pyrit.

Thành phần Hóa học

Thành phần hóa học của mẫu quặng được phân tích và trình bày trong bảng dưới đây:

Phân tích Vi cấu trúc và Giải phóng Khoáng vật

Nghiên cứu dưới kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấy các đặc điểm quan trọng sau:

• Liên kết khoáng vật: Vàng liên kết với arsenopyrit. Các tạp chất dạng hạt trong nền arsenopyrit bao gồm các vùng sáng (chứa trung bình 90% vàng và 10% bạc) và các vùng tối hơn (chủ yếu là bismut và một ít chì).

• Sự giải phóng vàng: Để giải phóng một lượng lớn vàng, quặng cần được nghiền đến kích thước hạt trung bình nhỏ hơn 50 µm.

• Phản ứng với Xyanua: Thí nghiệm cho thấy dung dịch kali xyanua (KCN) đã rửa trôi hoàn toàn vàng có trong các hạt, trong khi nền arsenopyrit, pyrit, sắt arsenat và bismut gần như không bị tác động. Điều này khẳng định khả năng chiết tách chọn lọc của phương pháp.

Kết quả Thí nghiệm Rửa trôi

Các thí nghiệm được thực hiện trong một lò phản ứng pachuca 1 lít có sục khí để xác định ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau đến hiệu suất thu hồi vàng và bạc.

Ảnh hưởng của Kích thước Hạt

• Đối với quặng không nung: Để đạt được hiệu suất thu hồi vàng trên 90%, cần phải nghiền quặng đến kích thước hạt tối đa là 36µm. Việc nghiền mịn hơn không làm tăng đáng kể tỷ lệ thu hồi. Đối với bạc, hiệu suất thu hồi đạt 56% với kích thước hạt nhỏ hơn 56µm và không cải thiện khi giảm thêm kích thước hạt.

• Đối với quặng đã nung (ở 500°C): Hiệu suất thu hồi vàng không cao hơn so với quặng không nung. Tuy nhiên, hiệu suất thu hồi bạc tăng lên 78% với kích thước hạt nhỏ hơn 56µm.

Kết luận: Việc nung sơ bộ không cải thiện hiệu suất thu hồi vàng và làm phức tạp hóa quy trình, do đó phương pháp xyanua hóa trực tiếp được ưu tiên.

Ảnh hưởng của Nồng độ Xyanua

Các thí nghiệm được thực hiện với các nồng độ KCN khác nhau (1, 1.5, 2, và 4 g/l) trên quặng không nung có kích thước hạt nhỏ hơn 36µm.

• Kết quả cho thấy nồng độ tối ưu nằm trong khoảng 1.5 đến 2 g/l KCN.

• Ở nồng độ 2 g/l KCN, hiệu suất thu hồi vàng đạt 90% và bạc là 55% sau 8 giờ.

• Nồng độ cao hơn không cải thiện đáng kể hiệu suất nhưng làm tăng mức tiêu thụ KCN và rủi ro vận hành.

Ảnh hưởng của Tỷ lệ Rắn/Lỏng

Hiệu suất thu hồi vàng và bạc không bị ảnh hưởng bởi tỷ lệ rắn/lỏng trong khoảng từ 1:2 đến 1:10.

Tạp chất và Tiêu thụ Xyanua trong Điều kiện Tối ưu

Thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện được xem là phù hợp nhất: quặng không nung, kích thước hạt nhỏ hơn 36µm, tỷ lệ rắn/lỏng 1:4 và nồng độ KCN ban đầu 2 g/l.

• Thời gian rửa trôi: 18 giờ.

• Hiệu suất chiết tách:

    ◦ Vàng (Au): 92%

    ◦ Bạc (Ag): 54%

    ◦ Đồng (Cu): 67%

• Tạp chất hòa tan: Không phát hiện sự hòa tan đáng kể của bismut, chì, kẽm hoặc sắt.

• Tiêu thụ KCN: Mức tiêu thụ kali xyanua là 5 kg trên mỗi tấn quặng.

Đề xuất Quy trình Công nghệ

Dựa trên các kết quả tối ưu trong phòng thí nghiệm, một quy trình đã được đề xuất và thử nghiệm tại nhà máy thí điểm của Iberomines với quy mô 50-100 tấn/ngày. Quy trình này bao gồm các bước sau:

1. Chuẩn bị: Quặng arsenopyrit được đập xuống kích thước nhỏ hơn 10 mm và sau đó nghiền đến kích thước hạt nhỏ hơn 36µm.

2. Rửa trôi: Vật liệu đã nghiền được đưa vào bảy bể khuấy (dung tích 50 m³ mỗi bể) để rửa trôi bằng dung dịch kali xyanua (1.5 g/l) với tỷ lệ rắn/lỏng là 1:4. Sau 12 giờ, hiệu suất thu hồi vàng là 90% và bạc là 55%.

3. Tách Rắn-Lỏng: Việc tách pha được thực hiện bằng cách lắng đọng ngay trong lò phản ứng rửa trôi.

4. Thu hồi Vàng và Bạc: Dung dịch nổi chứa 1-3 g/m³ vàng và 1-2 g/m³ bạc được cho đi qua sáu cột chứa than hoạt tính (mỗi cột chứa 40 kg than hoạt tính từ gỗ thông). Tải trọng vàng và bạc thu được là 12 g/kg than.

5. Tái chế và Xử lý Thải:

    ◦ Dung dịch sau khi đã tách vàng và bạc được tái chế và bổ sung KCN để sử dụng lại.

    ◦ Bã quặng cạn kiệt được rửa sạch, và chất lỏng rửa được sử dụng lại trong giai đoạn nghiền và hòa tan.

    ◦ Cặn cuối cùng được đưa đến bãi thải.

Kết luận Chính

• Nghiên cứu đã xác định thành công một quy trình tối ưu, đơn giản hóa để thu hồi vàng và bạc từ quặng arsenopyrit tại Paredes.

• Phương pháp xyanua hóa trực tiếp quặng đã nghiền mịn tỏ ra vượt trội hơn so với các quy trình có công đoạn nung sơ bộ để thu hồi vàng, giúp giảm đáng kể độ phức tạp và chi phí vận hành.

• Quy trình khép kín được đề xuất không chỉ hiệu quả (hiệu suất thu hồi vàng 90-92%) mà còn được thiết kế để giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm môi trường.

• Tính khả thi thực tế của quy trình đã được xác nhận thông qua thử nghiệm thành công ở quy mô nhà máy thí điểm.
Link download tiếng Anh: https://drive.google.com/file/d/1SaXsLdzWdZDRpao-GEE655YZXV1-J-vL/view?usp=sharing