Madini ya dhahabu Usindikaji wa madini

7.4.1 Madini yenye dhahabu

Urejeshaji wa dhahabu kutoka kwa madini yenye dhahabu unategemea sana asili ya mkusanyiko, mineralogia ya madini na usambazaji wa dhahabu ndani ya madini. Mbinu zinazotumika kwa urejeshaji wa dhahabu zinajumuisha shughuli za kitengo zifuatazo:

(1) Njia ya mkusanyiko wa awali kwa mvuto, ambayo hutumika hasa kwa urejeshaji wa dhahabu kutoka kwa amana za placer zenye dhahabu kubwa asilia. Mvuto mara nyingi hutumika kwa pamoja na flotation na/au cyanidation.

(2) Mbinu za hidrometalujia kawaida hutumika kurejesha dhahabu kutoka kwa amana zilizooksidishwa (kuchujwa kwa rundo), madini ya sulfidi ya daraja la chini (cyanidation, CIP, CIL) na madini ya dhahabu yasiyoyeyuka kwa urahisi (autoclave, uharibifu wa kibiolojia kisha cyanidation).

(3) Mchanganyiko wa njia za pyrometallurgical (kuoka) na hydrometallurgical hutumika kwa madini ya dhahabu yenye upinzani mkubwa wa joto (sulfidi zenye kaboni, madini ya dhahabu yenye arseniki) na madini yanayobeba uchafu unaosababisha matumizi makubwa ya cyanidi, ambayo yanapaswa kuondolewa kabla ya cyanidation.

(4) Mbinu ya flotation ni mbinu inayotumika sana kwa ajili ya kurejesha dhahabu kutoka kwa madini ya shaba yenye dhahabu, madini ya metali za msingi, madini ya shaba-nikeli, madini ya kundi la platinamu na madini mengine mengi ambapo michakato mingine haifai. Utoaji kwa maji pia hutumika kuondoa uchafu unaovuruga kabla ya matibabu ya hidrometalujia (yaani, prefloat ya kaboni), kwa ajili ya kuboresha madini yenye sulfidi kidogo na maganda magumu kwa matibabu zaidi. Utoaji kwa maji unachukuliwa kuwa njia yenye gharama nafuu zaidi ya kuongeza mkusanyiko wa dhahabu.

Mbinu ya flotation hutumika sio tu kwa ajili ya kuboresha madini ya dhahabu ya kiwango cha chini kwa matibabu zaidi, bali pia kwa ajili ya uchimbaji na utenganishaji wa madini ya dhahabu magumu kutibu (refractory). Ufufutaji pia ni njia bora zaidi ya kurejesha dhahabu kutoka kwa madini ya msingi na madini ya PGM yenye dhahabu. Ukiondoa ukusanyaji wa awali kwa mvuto, ufufutaji unabaki kuwa njia ya manufaa yenye gharama nafuu zaidi.

Dhahabu yenyewe ni metali adimu na viwango vya wastani kwa madini ya kiwango cha chini hutofautiana kati ya gramu 3 kwa tani na gramu 6 kwa tani. Dhahabu hupatikana zaidi katika hali yake halisi kwenye mishipa ya siliketi, madini ya aluviali na plesa au imefungwa ndani ya sulfidi. Matukio mengine ya kawaida ya dhahabu ni mchanganyiko na shaba, teluri, antimoni, seleni, metali za kundi la platinamu na fedha. Katika madini ya sulfidi nzito, dhahabu inaweza kupatikana katika baadhi ya maumbo yaliyoelezwa hapo juu, jambo linaloathiri urejeshaji kwa njia ya flotation.

Wakati wa ufuli wa madini makubwa ya sulfidi yenye dhahabu, mkazo kwa kawaida huwekwa kwenye uzalishaji wa makonzentre ya metali za msingi na urejeshaji wa dhahabu unakuwa suala la pili. Katika baadhi ya matukio, ambapo kiasi kikubwa cha dhahabu kimo ndani ya madini ya metali za msingi, dhahabu hufuliwa kutoka kwenye mabaki ya metali za msingi. Utoaji wa madini yenye dhahabu huainishwa kulingana na aina ya madini (yaani madini ya dhahabu, madini ya dhahabu na shaba, madini ya dhahabu na antimoni, n.k.), kwa sababu mbinu za utoaji zinazotumika kurejesha dhahabu kutoka kwa madini tofauti ni tofauti sana.

Jiolojia ya amana na mineralogia ya madini huchukua jukumu la uamuzi katika kuchagua njia bora ya usindikaji kwa madini fulani ya dhahabu. Jiolojia ya amana za dhahabu hutofautiana sana sio tu kutoka amana moja hadi nyingine, bali pia ndani ya amana moja. Jedwali 7.1 linaonyesha aina kuu za kijenetiki za madini ya dhahabu na muundo wao wa madini.

Zaidi ya 50% ya uzalishaji wote wa dhahabu duniani hutokana na amana za sedimenti za klastiki. Katika aina nyingi za madini za kijiolojia, kuna aina ndogo kadhaa zinazopatikana, ikiwa ni pamoja na madini ya msingi, madini ya sekondari na madini ya oksidi. Baadhi ya madini ya sekondari ni sehemu ya kundi la madini yenye upinzani mkubwa wa joto. Idadi ya madini ya dhahabu ya asili na miunganiko yake ni ndogo kiasi na inaweza kugawanywa katika makundi matatu yafuatayo: (1) dhahabu ya asili na mchanganyiko wake; (2) telluridi; (3) dhahabu inayohusiana na metali za kundi la platinamu. Jedwali 7.2 linaorodhesha madini makuu ya dhahabu na miunganiko yake.

Jedwali 7.1 Aina za kawaida za kijenetiki za amana za dhahabu

Meza 7.2 Mkubwa dhahabu mmadini

Mwendelezo Jedwali 7.2

7.4.2 Sifa za Kuelea za Madini ya Dhahabu

Dhahabu asilia na mchanganyiko wake, ambazo hazina uchafu juu ya uso, ni rahisi kuzamisha kwa kutumia wakusanyaji wa xanthate. Hata hivyo, mara nyingi sana, nyuso za dhahabu huwa zimechafuliwa au kufunikwa na aina mbalimbali za uchafu. Uchafu uliopo kwenye nyuso za dhahabu unaweza kuwa argentite, oksidi za chuma, galena, arsenopyrite au oksidi za shaba. Unene wa tabaka hili unaweza kuwa kati ya 1-5 μm. Kwa sababu hii, sifa za kuelea za dhahabu asilia na mchanganyiko wake hutofautiana sana. Dhahabu iliyofunikwa na oksidi za chuma au oksidi za shaba ni ngumu sana kuelea na inahitaji matibabu maalum kuondoa uchafu.

Telluridi, kwa upande mwingine, hufukuliwa kwa urahisi katika uwepo wa kiasi kidogo cha mkusanyaji, na inaaminika kuwa telluridi ni hidrofobiki kiasili. Telluridi kutoka Minnesota (Marekani) ziliwekwa kwa kutumia mkusanyaji wa dithiophosphate, na kupata urejeshaji wa dhahabu wa zaidi ya 9%.

Tabia ya kuelea ya dhahabu inayohusiana na metali za kundi la platinamu inaonekana kuwa sawa na ile ya madini ya kundi la platinamu (PGMs) au madini mengine yanayohusiana na PGMs (yaani nikeli, pyrrhotite, shaba na pirit). Kwa hivyo, mpango wa kemikali uliobuniwa kwa ajili ya PGM pia hurejesha dhahabu. Kwa kawaida, kwa ajili ya uelea wa PGM na dhahabu inayohusiana, mchanganyiko wa xanthate na dithiophosphate hutumika, pamoja na vichochezi vya kupunguza gangue kama vile guar gum, dextrin au selulosi iliyobadilishwa. Katika shughuli za PGM za Afrika Kusini, urejeshaji wa dhahabu kwenye mkusanyiko wa PGM huanzia 75% hadi 80%.

Labda tatizo gumu zaidi katika kuelea kwa dhahabu asilia na mchanganyiko wake ni tabia ya dhahabu kujipanga kwa tabaka, kuunda mishipa na vipande na kuchukua maumbo mengi wakati wa kusaga. Chembechembe zenye ncha kali hujitenga na viputo vya hewa, na kusababisha upotevu wa dhahabu. Sababu hii ya umbo pia huathiri urejeshaji wa dhahabu kwa kutumia mbinu ya mvuto.

Katika uelea wa madini ya msingi yenye dhahabu, baadhi ya virekebishi vinavyotumika kawaida kwa uelea wa kuchagua wa shaba-ledi, ledi-zinki na shaba-ledi-zinki vina athari mbaya kwa uelea wa dhahabu. Modifaya hizo ni pamoja na ZnSO₄·7H₂O, SO₂, Na₂S₂O₅ na cyanidi zinapoongezwa kwa kiasi kikubwa mno.

Unyonyaji wa kikusanya kwenye dhahabu na uwezo wake wa kuelea umeimarishwa sana kwa uwepo wa oksijeni. Mchoro 7.5 unaonyesha uhusiano kati ya unyonyaji wa kikusanya, mkusanyiko wa oksijeni katika laini ya madini na muda wa kurekebisha. Aina ya kirekebishi na pH pia ni vigezo muhimu katika uelea wa dhahabu.

Mch. 7.5 Uhusiano kati ya ufyonzwaji wa xanthate kwenye dhahabu na uimarishaji

Muda katika uwepo wa mkusanyiko mbalimbali wa xanthate

1—mkusanyiko 1; 2—mkusanyiko 2; 3—mkusanyiko 3

7.4.3 Uelea wa aina mbalimbali za madini ya dhahabu

7.4.3.1 Madini ya Dhahabu Yenye Salfa Kidogo

Uongezaji wa thamani wa aina hii ya madini kwa kawaida huhusisha mchanganyiko wa mkusanyiko wa mvuto, cyanidation na flotation. Kwa madini yenye dhahabu nzito, dhahabu mara nyingi hurejeshwa kwa mvuto na flotation, ikifuatiwa na cyanidation ya mkusanyiko uliosagwa upya wa flotation. Katika baadhi ya matukio, flotation pia hufanywa kwenye mabaki ya cyanidation. Mchanganyiko wa kemikali unaotumika katika uelea unategemea aina ya vichafu vilivyopo kwenye madini. Vikusanyaji vya kawaida ni xanthates, dithiophosphates na mercaptans. Katika sehemu ya kusafisha ya mzunguko wa uelea, aina mbili za vikusanyaji hutumika kama vikusanyaji vya pili. Katika kisa cha madini yaliyooksidishwa kwa kiasi, wakusanyaji wa ziada, kama vile mafuta ya haidrokaboni yenye sulphidizer, mara nyingi hutoa matokeo bora zaidi. Kidhibiti cha pH kinachopendekezwa ni majivu ya soda, ambacho hufanya kazi kama kichanganyaji na pia kama kemikali ya kuunda kompleksi kwa baadhi ya kationi za metali nzito ambazo zina athari mbaya kwa uelea wa dhahabu. Matumizi ya chokaa mara nyingi husababisha kupungua kwa uzito wa madini ya asili ya dhahabu na sulfidi zenye dhahabu. Kiwango bora cha pH cha flotation kiko kati ya 8.5 na 10.0. Aina ya frother pia ina jukumu muhimu katika flotation ya madini ya asili ya dhahabu na sulfidi zenye dhahabu. Esteri za glikoli na alkoholi za mviringo (mafuta ya msonobari) zinaweza kuboresha urejeshaji wa dhahabu kwa kiasi kikubwa. Miongoni mwa vichocheo vya kurekebisha (vinavyopunguza), siliketi ya sodiamu, wanga, dekstrini na poliakrilamidi za uzito mdogo wa molekuli mara nyingi huchaguliwa kama vinavyopunguza gangue. Asidi ya fluorosilicic na chumvi zake pia zinaweza kuwa na athari chanya kwenye uwezo wa dhahabu kuelea. Uwepo wa chuma kinachoyeyuka katika lapa ni hatari sana kwa ueleaaji wa dhahabu. Matumizi ya kiasi kidogo cha vichanganyaji vinavyoshikilia chuma, kama vile polifosfati na asidi za kikaboni, yanaweza kuondoa athari mbaya ya chuma.

7.4.3.2 Madini ya zebaki/antimoni yenye dhahabu

Kwa ujumla, madini haya ni ya kundi la madini magumu kusindika, ambapo cyanidation kwa kawaida hutoa uondoaji duni. Merkuri huchanganyika kwa kiasi katika cyanidi, jambo linaloongeza matumizi na kupunguza uondoaji. Njia ya ufafulio yenye mafanikio imeendelezwa kwa kutumia mtiririko wa mchakato ulioonyeshwa kwenye Mchoro 7.6, ambapo matokeo bora ya metallurgy yalipatikana kwa kutumia mbinu ya kusaga na ufafulio katika hatua tatu.

Mchoro 7.6 Mtiririko wa mchakato wa kuelea uliotengenezwa kwa ajili ya uchakataji wa madini ya dhahabu yenye merkuri na antimoni
(Srdjan M. Bulatovic, 2010)

Matokeo ya metallurgy yaliyopatikana kwa usanidi tofauti wa kusaga yanaonyeshwa katika Jedwali 7.3.

Utoaji wa madini ulifanywa katika pH ya alkali, iliyodhibitiwa kwa chokaa. Mkusanyaji wa xanthate wenye kichocheo cha pombe ya mzunguko (mafuta ya mwaloni, asidi ya cresylic) ulionyeshwa kuwa wenye ufanisi zaidi. Matumizi ya kiasi kidogo cha mkusanyaji wa aina ya dithiophosphate pamoja na xanthate yalikuwa na manufaa.

Jedwali 7.3 Urejeshaji wa dhahabu uliopatikana kwa kutumia tofauti mitona kadhalika

7.4.3.3 Madini ya Dhahabu Yenye Udongo wa Kaboni

Madini haya yanahusiana na kundi la madini ya dhahabu yasiyoyeyuka kwa urahisi, ambapo mbinu za kuelea zinaweza kutumika (1) kuondoa uchafu unaovuruga kabla ya mchakato wa matibabu ya hidrometalurgy wa madini kwa ajili ya urejeshaji wa dhahabu; (2) kuimarisha madini awali kwa ajili ya matibabu zaidi ya pyrometalurgy au hidrometalurgy. Kuna mbinu kadhaa za flotation zinazotumika kwa uboreshaji wa aina hii ya madini. Baadhi ya mbinu muhimu zaidi zimeelezwa hapa chini.

(1) Utoaji kabla ya mtiririko wa mabaki yenye kaboni na kaboni. Katika mbinu hii, ni vifusho vyenye kaboni na kaboni pekee vinavyorejeshwa kwa njia ya kuelea, kama maandalizi ya matibabu zaidi ya hidrometalurgy kwa mabaki ya kuelea ili kurejesha dhahabu. Gangue yenye kaboni na kaboni hufufuka kwa asili kwa kutumia frother pekee, au mchanganyiko wa frother na mafuta mepesi ya hidrokarboni (mafuta ya nishati, keroseni, n.k.). Wakati madini ghafi yanapokuwa na udongo, hutumika virekebishaji vya kusambaza udongo. Baadhi ya virekebishaji vinavyofanya kazi vyema zaidi ni siliketi za sodiamu na wanga lililooksidishwa.

(2) Mbinu ya kuelea hatua mbili. Katika mbinu hii, uchafu wenye kaboni huelea kwanza kwa kutumia mbinu iliyoelezwa hapo juu, ikifuatiwa na uelea wa sulfidi zenye dhahabu kwa kutumia mchanganyiko wa kichocheo na mkusanyaji. Katika tafiti za kina zilizofanywa kwenye madini ya chuma yenye kaboni na dhahabu, ilibainika kuwa sulfati ya shaba iliyotibiwa kwa amini ya msingi iliboresha sana urejeshaji wa dhahabu. Chumvi za amonium na sodiamu sulfidi (Na₂S·9H₂O) pia zina athari chanya kwenye uelea wa sulfidi yenye dhahabu, katika pH kati ya 7.5 na 9.0. Matokeo ya metallurgy yaliyopatikana kwa kutumia na bila kutumia sulfati ya shaba iliyobadilishwa yanaonyeshwa katika Jedwali 7.4.

Jedwali 7.4 Athari ya CuSO₄ iliyorekebishwa kwa amini kwenye uelea wa sulfidi yenye dhahabu kutoka kwa madini magumu yenye kaboni

(3) Mbinu ya uelea kwa hewa ya nitrojeni. Mbinu hii inatumia mazingira ya nitrojeni katika kusaga na uelea kuchelewesha oksidishaji wa sulfidi zinazoreagiza, na imefanikiwa kutumika kwenye madini yenye kaboni kutoka Nevada (Marekani). Ufanisi wa mbinu hii unategemea: (1) kiasi cha vichafu vyenye kaboni vilivyopo katika madini; (2) kiasi na aina ya udongo. Madini yenye kaboni nyingi au yaliyo na udongo mwingi (au yote mawili) hayafai kwa flotation katika mazingira ya nitrojeni.

7.4.3.4 Madini ya shaba yenye dhahabu

Uwezo wa dhahabu kuelea kutoka kwa madini ya shaba-dhahabu unaotajwa kuwa na dhahabu hutegemea asili na uwepo wa dhahabu katika madini haya, na uhusiano wake na sulfidi za chuma. Dhahabu katika madini ya shaba ya porfiri inaweza kuonekana kama dhahabu asilia, elektramu, cuproauridi na sulphosalts zinazohusiana na fedha. Wakati wa ufinyaji wa madini ya shaba-dhahabu ya porfiri, mkazo kawaida huwekwa kwenye uzalishaji wa mkusanyiko wa shaba-dhahabu unaoweza kuuzwa, na uboreshaji wa urejeshaji wa dhahabu kawaida huzuiliwa na uwezo wa kuuza mkusanyiko wake. Madini yanayoathiri uokoaji wa dhahabu katika madini haya ni sulfidi za chuma (yaani pirit, markasaiti, n.k.), ambapo dhahabu kwa kawaida huambatana kama chembechembe ndogo ndogo.

Hivyo, kiwango cha sulphidi ya chuma katika madini ghafi huamua urejeshaji wa dhahabu katika mkusanyiko wa mwisho. Mchoro 7.7 unaonyesha uhusiano kati ya kiwango cha pirit katika madini ghafi na urejeshaji wa dhahabu katika mkusanyiko wa shaba kwa aina mbili tofauti za madini ghafi. Upotevu mwingi wa dhahabu hutokea katika pirit.

Mipango ya kemikali inayotumika katika shughuli za kibiashara za kusindika madini ya porphyry ya shaba na dhahabu hutofautiana sana. Baadhi ya shughuli, ambapo utenganishaji wa pyrite ni tatizo, hutumia mkusanyaji wa dithiophosphate katika pH ya alkali kati ya 9.0 na 11.8 (k.m. OK Tedi/PNG, Grasberg/Indonesia). Wakati kiwango cha pyriti katika madini ni kidogo, xanthate na dithiophosphate hutumika katika mazingira ya chokaa au majivu ya soda.

Katika miaka ya hivi karibuni, katika maendeleo ya michakato ya kibiashara ya kurejesha dhahabu kutoka kwa madini ya porfiri ya shaba-dhahabu, umakini umewekwa kwenye uelea wa jumla wa sulfidi zote, ukifuatiwa na kusagwa tena kwa mkusanyiko wa jumla na uelea wa mfululizo wa shaba-dhahabu kutoka kwa pirit. Mtiririko kama huo (Mchoro 7.8) unaweza pia kujumuisha uimarishaji wa hali ya juu katika hatua ya kusafisha-na-kuondoa uchafu. Ulinganisho wa matokeo ya metallurgy kwa kutumia mtiririko wa kawaida wa flotation mfululizo na mtiririko wa flotation ya jumla unaonyeshwa katika Jedwali 7.5. Uboreshaji mkubwa katika urejeshaji wa dhahabu ulipatikana kwa kutumia mtiririko wa flotation ya jumla.

Jedwali 7.5 Ulinganisho wa matokeo ya metallurgy kwa kutumia mbinu za kawaida na Mtiririko wa mtiririko wa uelea wa wingi kwa madini ghafi kutoka Peru

Wakati wa uchakataji wa madini ghafi ya shaba na dhahabu yenye udongo, matumizi ya kiasi kidogo cha Na₂S (katika pH ya asili) huimarisha sana usindikaji wa shaba na dhahabu.

Katika uwepo wa kationi zinazoyeyuka (k.m. Fe, Cu), kuongeza kiasi kidogo cha asidi ya kikaboni (k.m. oksaliki, tartriki) huongeza uokoaji wa dhahabu katika mkusanyiko wa shaba.

Baadhi ya madini ghafi ya shaba ya porfiri huwa na madini ya taka yanayoweza kuelea kiasili, kama vile kloriti na aluminosiliketi, pamoja na kuwarti iliyochochewa awali. Sodiamu siliketi, karboksi metil selulosi na dekstrini ni vichocheo vya kawaida vinavyotumika kudhibiti uelea wa madini ya taka. Urejeshaji wa dhahabu kutoka kwa madini makubwa ya sulfidi ya shaba-dhahabu kwa kawaida huwa chini sana kuliko ule wa madini ya porfiri ya shaba-dhahabu, kwa sababu mara nyingi sehemu kubwa ya dhahabu huambatana na pirititi. Kwa kawaida, urejeshaji wa dhahabu kutoka kwa madini haya haupiti 60%. Wakati wa uchakataji wa madini ya shaba-dhahabu yenye pyrrhotite na marcasite, matumizi ya Na₂H₂PO₄ katika viwango vya pH vya alkali hupunguza kuelea kwa pyrrhotite na marcasite, na pia huboresha uchakataji wa shaba na dhahabu.

7.4.3.5 Madini ya Oksidi ya Shaba na Dhahabu

Madini ya oksidi ya shaba na dhahabu kawaida huambatana na matope ya hidroksidi ya chuma na madini mbalimbali ya udongo. Usindikaji wa madini haya ni mgumu, na huwa mgumu zaidi pale madini ya udongo yanapokuwepo.

Hivi karibuni, darasa jipya la wakusanyaji, linalotokana na xanthates zilizobadilishwa kwa esteri, limetumika kwa mafanikio kutibu madini ya shaba yenye oksidi na dhahabu, kwa kutumia njia ya sulphidization. Jedwali 7.6 linalinganisha matokeo ya metallurgy yaliyopatikana kwenye madini ya Igarape Bahia kwa kutumia xanthate na mkusanyaji mpya.

Kiongezeo kilichotumika katika uelea wa madini haya kilijumuisha mchanganyiko wa silikati ya sodiamu na Calgon. Uchaguzi mzuri pia ulipatikana kwa kutumia wanga lililochemshwa.

Jedwali 7.6 Athari ya mkusanyaji PM230 kwenye urejeshaji wa shaba/dhahabu kutoka kwa madini ya oksidi ya shaba/dhahabu ya Igarape Bahia

① PAX = amili xantati ya potasiamu.

7.4.3.6 Madini ya Dhahabu-Antimoni

Madini ya dhahabu-antimoni kwa kawaida huwa na stibnite (1.5%-4.0% Sb), pyriti, arsenopyrite, dhahabu (1.5-3.0 g/t) na fedha (40-150 g/t). Viwanda kadhaa nchini Marekani na Urusi vimekuwa vikifanya kazi kwa muda fulani. Kuna michakato miwili ya kibiashara inayopatikana kwa ajili ya usindikaji wa madini haya:

(1) Uchujaji wa sulphidi zenye dhahabu kwa kuchagua, ukifuatiwa na uchujaji wa stibniti kwa kubadilisha pH. Stibniti huelea vizuri katika pH ya kawaida na asidi hafifu, ilhali katika pH ya alkali (yaani pH > 8) hupunguzwa. Kwa kutumia tukio hili, sulfidi zenye dhahabu hufufuliwa kwa kutumia xanthate na frother ya pombe katika mazingira ya alkali (yaani pH>9.3), ikifuatiwa na ufufuaji wa stibnite katika takriban pH 6.0, baada ya kuamilishwa kwa nitrate ya risasi. Matokeo ya kawaida ya metallurgia kwa kutumia mbinu hii yanaonyeshwa katika Jedwali 7.7.

Jedwali 7.7 Matokeo ya metallurgy ya bidhaa yaliyopatikana kwa kutumia mbinu ya flotation ya mfululizo

(2) Uelea wa jumla, ukifuatiwa na uelea wa mfululizo wa sulfidi zenye dhahabu, na utelezi wa stibniti. Mbinu hii ilitekelezwa katika kituo cha mkusanyiko cha Bradly (Marekani) na ilijumuisha hatua zifuatazo:

1. Ueleaaji wa jumla wa stibnaiti na sulfidi zenye dhahabu kwa pH=6.5 kwa kutumia nitrate ya risasi (yaani kichocheo cha Sb) na xanthate,
2. Kikolezo kikuu kinapondwa upya kwa uwepo wa NaOH (pH=10.5) na CuSO₄, na sulfidi zenye dhahabu zinafufuliwa tena kwa kuongeza kiasi kidogo cha xanthate,
3. Usafishaji wa mkusanyiko wa dhahabu katika uwepo wa NaOH na NaHS.

Matokeo ya metallurgy ya kiwanda yanayotumia mbinu hii yanaonyeshwa katika Jedwali 7.8.

Jedwali 7.8 Matokeo ya metallurgy ya mimea yaliyopatikana kwa kutumia mbinu ya flotation ya jumla

Utafiti wa hivi karibuni uliofanywa kwenye madini ghafi kutoka Kazakhstan umeonyesha kuwa flotation ya mfululizo kwa kutumia mkusanyaji wa thionocarbamate ilitoa matokeo bora ya metallurgy kuliko yale yaliyopatikana kwa kutumia xanthate.

7.4.3.7 Madini ya Dhahabu yenye Arseni

Kuna makundi makuu mawili ya madini ya dhahabu yenye arseniki yenye thamani ya kiuchumi. Haya ni sulfidi kubwa za metali za msingi zenye dhahabu ya arseniki (yaani, mfereji wa Olympias wa risasi-zinki, Ugiriki) na madini ya dhahabu yenye arseniki yasiyo na metali za msingi. Madini makubwa ya dhahabu ya arseniki yenye metali za msingi ni adimu, na kuna amana chache tu duniani. Madini ya kawaida ya dhahabu ya arseniki huwa na arsenopyrite kama madini makuu yenye arseniki. Hata hivyo, baadhi ya madini ya dhahabu ya arseniki, kama yale kutoka Nevada nchini Marekani (mfereji wa Getchel), yana realgar na orpiment kama madini makuu yenye arseniki. Pyriti, ikipatikana katika madini ya dhahabu ya arseniki, inaweza kuwa na kiasi kidogo cha dhahabu kama chembechembe ndogo ndogo.

Utoaji wa madini ya dhahabu yenye arseniki yanayohusiana na madini ya msingi hufanywa kwa kutumia mbinu ya ufulo wa mfululizo, ambapo kwanza hufulwa madini ya msingi na kisha hufulwa pyriti/arsenopyrite yenye dhahabu. Pyriti/arsenopyrite hufulwa katika pH dhaifu ya asidi kwa kutumia mkusanyaji wa xanthate.

Madini ya dhahabu yenye arseniki ambayo hayana metali muhimu za msingi hutibiwa kwa kutumia mbinu ya kuelea kwa wingi, ambapo sulfidi zote hurejeshwa kwanza katika mkusanyiko mkubwa. Iwapo dhahabu iko katika pyriti au arsenopyrite, hutenganishwa. Kuna njia mbili za kibiashara zinazopatikana. Njia ya kwanza inatumia kuporomoka kwa arsenopyrite na kuelea kwa pyrite, na inajumuisha hatua zifuatazo:

(1) Pasha joto mkusanyiko mkubwa hadi 75℃ kwa pH ya 4.5 (inayosimamiwa na H₂SO₄) katika uwepo wa kiasi kidogo cha fosfati ya disodiamu. Joto hilo linadumishwa kwa takriban dakika 10.

(2) Kuelea kwa pyrite kwa kutumia ethyl xanthate au potassium butyl xanthate kama kikusanyaji. Frother ya glycol pia kawaida hutumika katika utenganishaji huu.

Mbinu hii ni nyeti sana kwa joto. Mchoro 7.9 unaonyesha athari ya joto kwenye utenganishaji wa pyrite/arsenopyrite. Katika kesi hii maalum, dhahabu nyingi ilihusiana na pyrite.

Utenganishaji wenye mafanikio wa pyrite/arsenopyrite pia unaweza kufanikishwa kwa kutumia potassium peroxy disulphide kama kichocheo cha kupunguza arsenopyrite. Njia ya pili inahusisha kupunguza pyrite na kuifukua arsenopyrite. Katika mbinu hii, mkusanyiko mkuu hutibiwa kwa dozi kubwa za chokaa (yaani pH>12), ikifuatiwa na hatua ya kuandaa kwa kutumia CuSO₄ ili kuamsha arsenopyrite. Kisha arsenopyrite hufufuliwa kwa kutumia mkusanyaji wa thionocarbamate.

Mch. 7.9 Athari ya joto kwenye utenganishaji wa pirit na arsenopirit kutoka kwa mkusanyiko mzito wa pirit/arsenopirit

Utengano wa arsenopyrite na pyrite ni muhimu kwa mtazamo wa kupunguza gharama za usindikaji wa baadaye. Kwa kawaida, kuchoma au oksidishaji kwa shinikizo, ikifuatiwa na cyanidation, hutumika kurejesha dhahabu.

7.4.3.8 Madini Msingi ya Suliidi

Mabaki mengi ya madini ya risasi-zinki, shaba-zinki, shaba-risasi-zinki na shaba-nikeli mara nyingi huwa na kiasi kikubwa cha dhahabu (yaani kati ya 1 na 9 g/t). Dhahabu katika aina hizi za mabaki kwa kawaida hupatikana kama dhahabu ya asili. Sehemu kubwa ya dhahabu katika madini haya imesambazwa kwa unyofu katika pyriti, ambayo huchukuliwa kuwa haiwezi kurejeshwa. Kutokana na umuhimu wa kuzalisha makonzi ya biashara ya shaba, risasi na zinki, hakuna au kuna kuzingatia kidogo tu kuhusu kuboresha urejeshaji wa dhahabu, ingawa kuna uwezekano wa kuboresha urejeshaji wa dhahabu katika kesi nyingi. Kwa kawaida, urejeshaji wa dhahabu kutoka kwa madini ya metali za msingi ulikuwa kati ya 30% na 75%.

Katika kesi ya madini ya shaba-zinki na madini ya shaba-zinki-zamu, dhahabu hukusanyika katika mkusanyiko wa shaba. Wakati wa usindikaji wa madini ya zinki-zamu, dhahabu huwa inaelekea kwenye mkusanyiko wa zinki-zamu. Taarifa kuhusu urejeshaji wa dhahabu kutoka kwa madini ya msingi ni chache. Utafiti wa hivi karibuni uliofanywa kwenye madini mbalimbali ya msingi ulionyesha baadhi ya sifa muhimu za tabia ya kuelea ya dhahabu kutoka kwa madini haya. Imethibitishwa kuwa urejeshaji wa dhahabu kwenye mkusanyiko wa madini ya msingi unaweza kuboreshwa kwa kiasi kikubwa kwa uteuzi sahihi wa mipango ya kemikali.

7.4.3.9 Madini ya risasi na zinki yenye dhahabu

Baadhi ya madini haya yana kiasi kikubwa cha dhahabu, kuanzia 0.9 g/t hadi 6.0 g/t. Urejeshaji wa dhahabu kutoka kwa madini haya ulikuwa kati ya 35% na 75%. Utafiti wa maabara umeonyesha kuwa matumizi ya dozi kubwa za zinki sulphate, ambayo ni kizuizi cha zinki kinachotumika katika uelea wa risasi, hupunguza kwa kiasi kikubwa uelea wa dhahabu. Athari ya kuongeza ZnSO₄·7H₂O kwenye urejeshaji wa dhahabu katika mkusanyiko wa risasi imeonyeshwa katika Mchoro 7.10.

Ili kuboresha urejeshaji wa dhahabu katika mkusanyiko wa risasi, kizuizi mbadala cha ZnSO₄·7H₂O kinaweza kutumika. Mchanganyiko wa vizuizi kama Na₂S + NaCN, au Na₂SO₃ + NaCN, unaweza kutumika.

Mch. 7.10 Athari za kuongeza ZnSO₄ kwenye urejeshaji wa dhahabu kutoka kwa madini ya risasi-zinki

Urejeshaji wa dhahabu kutoka kwa madini ya shaba-zinki kwa kawaida huwa juu kuliko ule unaopatikana kutoka kwa madini ya risasi-zinki au madini ya shaba-risasi-zinki. Hii inahusishwa na sababu kuu mbili: wakati wa kuchagua mpango wa kemikali kwa ajili ya matibabu ya madini ya shaba-zinki, kuna chaguzi nyingi zaidi kuliko kwa aina nyingine za madini, jambo ambalo linaweza kusababisha uteuzi wa mpango wa kemikali unaofaa zaidi kwa uelea wa dhahabu. Aidha, mfumo wa kidepresanti usio na cyanidi unaweza kutumika kwa matibabu ya madini haya, jambo ambalo husababisha ongezeko la urejeshaji wa dhahabu. Chaguo hili halipatikani wakati wa matibabu ya madini ya risasi-zinki. Jedwali 7.9 linaonyesha athari za michanganyiko tofauti ya vichanganyaji vinavyopunguza madini mengine kwenye urejeshaji wa dhahabu kutoka kwa madini ya shaba-zinki. Matumizi ya mfumo wa kichanganyaji kisicho na cyanide yalisababisha uboreshaji mkubwa katika urejeshaji wa dhahabu kwenye mkusanyiko wa shaba.

Jedwali 7.9 Athari za mchanganyiko tofauti wa vichochezi vya kupunguza shinikizo kwenye urejeshaji wa dhahabu hadi Kilichokusanywa cha shaba kutoka kwa madini ya eneo la chini la Kutcho Creek

7.4 Madini ya Dhahabu

Jedwali 7.9 linaendelea

     Madini ya shaba, risasi na zinki yenye dhahabu

Kutokana na asili tata ya madini haya, na hitaji la mpango tata kiasi wa kemikali kwa ajili ya matibabu ya madini haya, urejeshaji wa dhahabu kwa ujumla ni mdogo kuliko ule unaopatikana kutoka kwa madini ya risasi-zinki au shaba-zinki. Moja ya matatizo makuu yanayohusiana na ufuaji wa dhahabu kutoka kwa madini haya inahusiana na mineralogia ya dhahabu. Sehemu kubwa ya dhahabu kwa kawaida hupatikana katika pyrite, kwa ukubwa wa chini ya mikroni. Ikiwa dhahabu ya elementi yenye chembe kubwa na electrum zipo, nyuso za dhahabu mara nyingi hufunikwa na chuma au risasi, jambo ambalo linaweza kusababisha kupungua kwa kiasi kikubwa kwa uwezo wa kuelea.

Aina ya mkusanyaji na usanidi wa mtiririko wa mchakato vina jukumu muhimu katika urejeshaji wa dhahabu kutoka kwa madini haya. Kwa mtiririko wa mchakato unaotumia flotation ya jumla ya Cu-Pb ikifuatiwa na utenganishaji wa Cu-Pb, urejeshaji wa dhahabu ni mkubwa zaidi kuliko ule unaopatikana kwa mtiririko wa mchakato wa flotation mfululizo wa Cu-Pb. Katika majaribio ya maabara, aina ya mkusanyaji wa Aerophine, ikichanganywa na xanthate, ilikuwa na athari chanya kwenye urejeshaji wa dhahabu ikilinganishwa na wale wa dithiophosphate au thionocarbamate. Jedwali 7.10 linalinganisha matokeo ya metallurgy yaliyopatikana kwa kutumia mkusanyaji wa Aerophine na yale yaliyopatikana kwa kutumia mkusanyaji wa dithiophosphate.

Jedwali 7.10 Athari ya aina ya mkusanyaji kwenye metallurgy ya Cu-Pb-Zn-Au matokeo kutokana na madini ya chuma yenye risasi nyingi, Crandon (Marekani)

Sura ya 7: Mbinu za Uboreshaji wa Madini Yasiyo ya Chuma

Kwa sababu ya asili tata ya madini ya shaba-pebeni-zinki yenye dhahabu, mipango ya kutumia kemikali pia ni tata. Inabidi kutumia virekebishi vya kemikali kama ZnSO₄, NaCN na chokaa, vyote vikiwa na athari mbaya kwa uelea wa dhahabu.

7.4.4 Hitimisho

Utoaji wa madini yenye dhahabu kwa njia ya flotation, iwe ni kwa ajili ya uzalishaji wa makonzentreti makubwa kwa michakato ya baadaye ya uchimbaji dhahabu (yaani pyrometallurgy, hydrometallurgy) au kwa ajili ya kuchukua dhahabu kutoka kwenye makonzentreti ya metali za msingi, ni njia muhimu sana ya kuimarisha dhahabu na kupunguza gharama za baadaye.

Utoaji wa dhahabu ya elementi, elektramu na telluridi kwa kawaida huwa na ufanisi mkubwa, isipokuwa wakati madini haya yanapotolewa kutoka kwenye sulfidi kubwa za metali za msingi.

Utoaji wa sulfidi zenye dhahabu kutoka kwa madini msingi yenye sulfidi huleta changamoto nyingi na unapaswa kuonekana kama utoaji wa madini maalum yanayobeba dhahabu (yaani pyrite, arsenopyrite, shaba, n.k.), kwa sababu dhahabu kawaida huambatana na madini haya kwa ukubwa wa mikroni.

Uchaguzi wa mbinu ya flotation kwa ajili ya ukusanyaji wa awali wa dhahabu unategemea sana mineralogia ya madini, muundo wa vichafu (gangue) na ukubwa wa chembe za dhahabu. Hakuna mbinu ya jumla kwa flotation ya madini yenye dhahabu, na mchakato huo hupangwa kulingana na sifa za madini. Mpangilio maalum wa kemikali na mtiririko wa kazi vinahitajika kwa kila madini ghafi. Kuna fursa katika vituo vingi vinavyofanya kazi za kuboresha metallurgia ya dhahabu. Maboresho mengi kati ya haya yanatokana na uteuzi wa mipango bora zaidi ya kemikali, ikiwa ni pamoja na wakusanyaji na wabadilishaji.

Labda madini ghafi magumu zaidi kusindika ni sulfidi za kaboni zenye udongo.

Maendeleo makubwa yamefanywa katika chaguzi za matibabu ya madini haya. Vichocheo vipya vya sulfidi (yaani CuSO₄ iliyotibiwa kwa amini, chumvi za amoniumu) na flotation kwa gesi ya nitrojeni ni miongoni mwa mbinu mpya zinazopatikana.