توصيفگر ها :
كانسنگ سولفيدي طلاي مقاوم , بيواكسيداسيون , رسوبات بازدارنده , بازيابي طلا
چكيده فارسي :
فرآوري كانسنگ‌هاي سولفيدي مقاوم داراي چالش‌ها و مشكلاتي است. يكي از اين معضلات، محصور شدن ذرات ريزدانه طلا درون شبكه‌هاي سولفيدي (پيريت و آرسنوپيريت) است، كه سبب كاهش بازيابي طلا از طريق فرآيند سيانيداسيون مي‌شود. لذا به‌منظور افزايش راندمان، تجزيه اين شبكه‌هاي سولفيدي و آزادسازي فلز باارزش توسط فرآيند بيواكسيداسيون ضروري مي‌باشد. هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري كم، سازگاري با محيط‌زيست و پيچيده نبودن عمليات از مزاياي اين روش نسبت به ساير روش¬هاست. يكي از مشكلات اين روش تشكيل رسوبات ثانويه بازدارنده نظير جاروسيت، ژيپس و سولفور عنصري در حين فرآيند بيواكسيداسيون مي‌باشد. حضور اين رسوبات در سيستم سبب غيرفعال كردن سطح كاني‌ها و كاهش راندمان فرآيند مي‌شود. هدف از انجام اين پژوهش بررسي تأثير فرآيند بيواكسيداسيون در افزايش بازيابي طلا براي كانسنگ‌هاي سولفيدي مقاوم و نيز شناسايي نوع و ميزان تشكيل رسوبات بازدارنده در اين فرآيند است. همچنين تأثير افزودن تركيبات آهن، ازجمله سولفات آهن فرو و سولفات آهن فريك در غلظت‌هاي مختلف، بر ميزان ارتقاء فرآيند بيواكسيداسيون و تشكيل رسوبات، مورد مطالعه قرار¬گرفت. نمونه مورد مطالعه، كانسنگ معدن موته، حاوي كاني پيريت با عيار طلاي 19 گرم بر تن مي‌باشد. در ابتدا پيش از انجام فرآيند اصلي، چند مرحله مطالعات خصوصيت سنجي نظير آناليزهاي XRD وXRF انجام شد. سپس آزمايش¬هاي بيواكسيداسيون به شكل¬هاي گوناگون، در ظروف لرزان، در رآكتورهاي همزن¬دار و در رآكتورهاي ستوني انجام شد. در ادامه آزمايش سيانيداسيون به‌صورت بطري غلتان جهت محاسبه ميزان بازيابي طلا، مقدار مصرف سيانيد و مقدار مصرف آهك انجام گرفت. در اين فرآيند از ميكروارگانيسم¬هاي اكسيد¬كننده آهن و سولفور مزوفيل و ترموفيل معتدل استفاده شد. در آزمايش¬هاي انجام‌شده تأثير عوامل مختلف ازجمله حضور و عدم حضور ميكروارگانيسم¬ها، مقدار pH(5/1 و 2)، نوع محيط كشت (نوريس و k9M)، نوع ميكروارگانيسم (مزوفيل و ترموفيل)، نوع آب مورداستفاده (آب چاه منطقه و آب ديونيزه) و افزودن غلظت¬هاي مختلف سولفات آهن فرو و فريك (1/0 و 06/0 و 03/0 و 01/0 و 0 مولار)، در كارايي فرآيند بيواكسيداسيون بررسي شد. نتايج نشان داد بالاترين راندمان فرآيند در شرايط 5/1pH= اوليه، محيط كشت k9M، حضور ميكروارگانيسم¬هاي نوع ترموفيل معتدل مي‌باشد. لازم به ذكر است محيط كشت نوريس ازلحاظ اقتصادي به‌صرفه‌تر از محيط k9M است. افزودن سولفات آهن فريك به محلول درمقايسه با سولفات آهن فرو سبب افزايش راندمان بيشتري مي¬شود، زيرا يون آهن فريك سبب انحلال مضاعف و سريع¬تر كانسنگ مي¬شود. توجه به اين نكته، كه غلظت بيش‌ازحد اين يون در محلول به علت تشكيل رسوبات، موجب كاهش بازيابي مي‌شود، ضروري است. لذا از ميان غلظت¬هاي مختلف بررسي¬شده، غلظت 03/0 مولار مناسب‌ترين مقدار سولفات آهن فريك جهت افزودن به محلول است. نتايج حاصل از آناليزهاي SEM-EDS بيانگر تشكيل رسوباتي نظير جاروسيت، ژيپس، هيدروكسيدهاي آهن و گوگرد عنصري در حين فرآيند است، كه اين رسوبات براثر افزايش غلظت يون‌هاي آهن و سولفات محلول، افزايش دما و افزايش pH ايجاد مي‌شوند. همچنين مشخص شد مقدار بازيابي طلا براي جامد بيواكسيد شده %28/99 و مقدار آن براي جامد بيواكسيد نشده برابر با %73 است. درنتيجه فرآيند بيواكسيداسيون در تجزيه شبكه‌هاي سولفيدي و افزايش بازيابي طلا بسيار مؤثر است.
چكيده انگليسي :
Processing of refractory sulfide ores has some critical challenges and problems such as the entrapment of fine gold particles in sulfide networks (pyrite and arsenopyrite), which reduces the recovery of gold through the conventional cyanidation process. Therefore, in order to increase the efficiency, it is necessary to decompose these sulfide networks and release the precious metal by oxidation processes such as biooxidation. Low investment costs, environmental friendliness and uncomplicated operations are the advantages of this method over other approaches. One of the problems of this method is the formation of inhibitory secondary precipitates such as jarosite, gypsum and elemental sulfur during the biooxidation process. The presence of these precipitates in the system passivates the mineral surface and reduces the leaching efficiency. The aim of this study was to investigate the effect of biooxidation process on increasing gold recovery for Mouteh refractory sulfide ore and also to identify the type and amount of inhibitory precipitate formation in this process. Also, the effect of adding iron compounds, including ferrous and ferric iron sulfate in different concentrations, on the rate of the biooxidation process and precipitate formation was studied. The ore sample contained pyrite with a gold content of 19 g/t. Initially, several stages of characterization studies such as XRD and XRF analysis were performed. Then biooxidation experiments were performed in shaking flasks, an stirred tank reactor, and two column reactors. The cyanidation test was performed in a bottle roll to calculate the amount of gold recovery, the amount of cyanide and lime consumption. In this process, iron and sulfur oxidizing microorganisms including mesophiles and moderate thermophiles were used. In experiments, the effect of various factors such as the presence and absence of microorganisms, initial pH (1.5 and 2), type of culture medium (Norris and M9K), type of microorganism (mesophile and thermophile), type of water used (regional water and deionized water), and the addition of different concentrations of ferrous and ferric sulfate (0.1, 0.06, 0.03, 0.01 and 0 M) on the efficiency of the biooxidation process was investigated. The results showed that the highest gold recovery was achieved in the conditions of initial pH of 1.5, culture medium of M9K and the presence of moderate thermophilic microorganisms. It should be noted that Noris nutrient medium is more economical than M9K medium. Adding ferric sulfate to the solution increased the efficiency more than ferrous sulfate, because ferric ions doubled the dissolution of the ore. However, excessive concentration of this ion in the solution reduced the recovery attributed the formation of precipitates. Therefore, among the various concentrations studied, the concentration of 0.03 M is the most appropriate amount of ferric sulfate. The results of SEM-EDS analysis indicated the formation of precipitates such as jarosite, gypsum, iron hydroxides and elemental sulfur during the process, which were caused by increasing the concentration of iron ions and soluble sulfate, increasing temperature, and increasing pH. It was also found that gold recovery from the biooxidized and non-oxidized ore was 99.28% and 73%, respectively. In conclusion, the biooxidation process is an effective solution in breaking down sulfide networks and increasing gold recovery.
