O efeito mágico da cal no processamento de minerais

A cal é amplamente utilizada em áreas de processamento de minerais, como processamento de beneficiamento, processamento de flotaçãoe processamento de lixiviação. Além disso, a cal pode ser utilizada para aumentar o valor do pH, precipitando assim os metais diluídos na água para as áreas de rejeitos. E o calcário é frequentemente utilizado na construção de áreas de rejeitos e como parte da cobertura após o encerramento da mina. Além disso, a cal é um produto importante utilizado na exploração mineira subterrânea.

Propriedades da cal

A cal é também designada por cal viva ou cinza branca. O ingrediente ativo é o CaO, que é obtido por calcinação do calcário CaCO3 a 900~1200℃. Aqui está a fórmula da reação:

CaCO₃→CaO + CO₂↑

Cal tem uma forte absorção de água e transforma-se em hidróxido de cálcio (Ca(OH)₂) depois de interagir com a água, vulgarmente conhecida como cal apagada ou cal apagada. A sua solubilidade em solução aquosa é muito pequena, mas dissolvida em solução aquosa pode ainda ionizar iões de cálcio ( Ca²⁺ ) e iões hidróxido ( OH^– ), de modo que a solução é fortemente alcalina, a fórmula de reação é

CaO + H₂O = Ca(OH)₂ + calor

Ca(OH)₂= Ca²⁺ + 2OH^–

A cal apagada reage com o CO₂ para formar CaCO₃ precipitado, em que a equação da reação é:

Ca(OH)₂+ CO₂→ CaCO₃↓ + H₂O

Esta propriedade é a razão básica para a aglomeração de cálcio no fundo das máquinas e equipamentos ou nos tubos de transporte quando se utiliza cal no local.

O papel e a aplicação da cal na flotação

A cal pode ser utilizada no processo de flotação para melhorar o pH da polpa; ajustar o papel da armadilha de tiocarbonilo e a atividade de alguns outros inibidores (como o cianeto); pode ser utilizada para inibir a flotação de minerais de sulfureto de ferro, partículas de ouro natural; precipitação de iões de metais pesados na polpa prejudicial à flotação; o papel da lama tem coesão em aglomerados maiores.

Ajustar o valor do pH da pasta

A cal é barata e fácil de obter e fortemente alcalina, no processo de flotação de minerais de sulfureto, quando é necessário aumentar o valor do pH da polpa ou quando é necessário estar em condições de meios alcalinos ou fracamente alcalinos, é normalmente utilizada como um ajustador de pH. De um modo geral, a sua função é a seguinte:

(1) Ajustar a concentração de iões de metais pesados na pasta, formando compostos insolúveis. Este é um método de ajuste importante para eliminar alguns iões nocivos. Por exemplo, a adição de iões OH- pode fazer com que muitos catiões metálicos formem hidróxidos insolúveis. Os hidróxidos insolúveis facilmente formados por flotação são: Al(OH)₃, Cu(OH)₂, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃, Pb(OH)₂, Zn(OH)₂, etc.

(2) Ajustar a concentração iónica do agente de captura. Os agentes de captura na água são estados moleculares ou iónicos e o pH do meio está intimamente relacionado. O ajuste do valor do pH pode ajustar a proporção do agente de captura na água no estado molecular ou iónico, de facto, ajustar o grau de dissociação do agente de captura.

(3) ajustar o papel entre o agente de aprisionamento e os minerais. O papel entre o ião do agente de aprisionamento e a superfície mineral e o valor do pH da pasta tem uma relação estreita entre o anião do agente de aprisionamento e o OH^– pode competir na superfície do mineral, quanto mais elevado for o valor do pH, maior será a concentração de OH^– iões, mais o papel do anião do agente de captura pode ser rejeitado.

(4) ajustar a concentração dos inibidores. Alguns inibidores são bases fortes e ácidos fracos compostos por sal, como o inibidor de vidro de água comummente utilizado (também conhecido como silicato de sódio, cuja composição química é NaO₂SiO₂), ou seja, pode ser hidrolisado em água para que a pasta seja alcalina, o valor de pH alto e baixo afecta diretamente o seu grau de hidrólise. Quando o pH é inferior a 9, o ácido silícico (H₂SiO₃) são dominantes; quando o pH = 9~13, as moléculas de HSiO^-3 é dominante; quando o pH > 13, o SiO^-3 é dominante.

(5) Ajustar a capacidade de formação de espuma do agente espumante. O valor do pH tem uma certa influência na capacidade de formação de espuma do agente espumante. Por exemplo, a capacidade de formação de espuma do óleo de álcool de pinho (óleo 2#) aumenta com o aumento do pH médio.

(6) Ajustar a dispersão e a aglomeração das lamas minerais. O agente de ajustamento do pH utilizado na prática é frequentemente o dispersante ou aglomerante da lama, que desempenha o papel de dispersar a lama ou de aglomerar a lama. Por exemplo, o Ca²⁺ na cal pode enfraquecer a propriedade eléctrica negativa da superfície do quartzo, reduzir a repulsão eletrostática e facilitar a adsorção de floculantes iónicos.

Para a flotação do ouro, no tratamento de minérios de sulfureto metálico simples (como a maioria dos minérios em Shandong) que contêm poucas substâncias nocivas para o cianeto, a cal é geralmente utilizada para controlar o pH de flotação = 7~9.

Supressão da flotação de minerais de sulfureto de ferro e grãos de ouro natural

Quando a flotação de vários minerais de sulfureto de metais não ferrosos com agente de aprisionamento do tipo fármaco amarelo (como a flotação de cobre, chumbo, zinco e outros minerais de sulfureto do minério), uma vez que o minério contém geralmente uma certa quantidade de minerais de sulfureto de ferro, como pirite, albite, pirite magnética ou arsenopirite de enxofre, etc., com supressão de cal de minerais de sulfureto de ferro é um dos principais métodos normalmente utilizados na prática de produção.

No tratamento do valioso teor de metais pesados dos minérios minerais de sulfureto polimetálico com ouro (tais como cobre, cobre-zinco, chumbo-zinco, telúrio, arsénio e outros minérios de sulfureto polimetálico com ouro), uma vez que estes minérios contêm substâncias nocivas para a etapa seguinte da cianetação e minerais flutuantes, a fim de eliminar os factores adversos, o processo de produção real, geralmente utilizando uma combinação de flotação mista e processo de flotação de separação, e a cal é frequentemente utilizada para ajustar o valor do pH, geralmente controlar a flotação mista pH = 7 ~ 8, de modo que a maioria dos minerais de sulfureto úteis flutuar, e, em seguida, usar o controle pH = 10 ~ 12 do processo de flotação de separação, inibir a seleção de pirita, para atingir o objetivo de separação.

Além disso, os grãos de ouro natural são facilmente inibidos pelo Ca²⁺Quando existe uma certa quantidade de cal na polpa, o Ca²⁺ reage com o CO₂ no ar que entra na pasta para produzir CaCO₃ precipitação, que inibe a flotação de grãos de ouro natural.

A cal nas operações de flotação é normalmente utilizada na correia de alimentação do moinho de bolas com pó de cal ou na flotação antes do tanque de mistura química com leite de cal ou pó de cal e outras formas.

O papel da cal no processo de flotação, a aparência mais óbvia é o impacto sobre a natureza da espuma de flotação. Quando a quantidade de cal é adequada, a espuma formada é mais estável, com a viscosidade adequada; quando a quantidade é maior, levará a uma espuma demasiado estável, espuma pegajosa, e até mesmo causar o fenómeno "run tank", tornando o processo de produção difícil de operar e controlar. Ao mesmo tempo, devido à aglomeração do fenómeno da lama, e esta aglomeração e muitas vezes falta de seletividade, de modo que o concentrado de espuma é muitas vezes preso num grande número de lama de minério, afectando a qualidade do concentrado. Por conseguinte, a produção de flotação da mina de ouro deve controlar rigorosamente a quantidade de cal adicionada, para ter uma compreensão completa da mesma.

Outras funções e aplicações

Como a cal é um eletrólito inorgânico, o Ca²⁺ iões adsorvidos na superfície da lama do minério, reduzem ou neutralizam a carga negativa na superfície da lama, de modo que as partículas finas coalescem em aglomerados maiores sob a ação da força de van der Waals, pelo que, no processo real de produção, muitas minas utilizam-no para juntar o espessante do concentrado de flotação para acelerar a velocidade de sedimentação da polpa, otimizar as operações de concentração e filtração, para evitar que o concentrado fique lamacento O fenómeno do concentrado lamacento pode ocorrer.

O papel da cal na cianetação e a sua aplicação

No processo de cianetação, a cal pode ser utilizada como agente de decapagem, utilizada na instalação de cianetação do concentrado de ouro antes do espessante de lixiviação, para remover substâncias nocivas no processo de cianetação, para evitar a ocorrência do fenómeno de lama do concentrado de ouro, para reduzir perdas desnecessárias; pode ser utilizada como agente de lixiviação pré-alcalina, utilizada em operações de lixiviação antes da eliminação de factores desfavoráveis da reação de lixiviação; pode ser utilizada como álcali protetor, utilizada no processo de lixiviação; pode ser utilizada como agente de ajustamento, utilizada no processo de substituição do pó de zinco, etc.

Papel e aplicação antes da lixiviação de cianetos

O papel da cal antes da lixiviação de cianeto é resumido em três aspectos. Por um lado, nas instalações de cianetação de concentrados de ouro, é habitualmente utilizada como agente de despojamento na classificação ou no espessador do moinho pré-lixiviação. Ao ajustar o valor do pH da polpa, ou seja, a acidez e a alcalinidade, as propriedades aniónicas dos produtos químicos de flotação (tais como agentes de aprisionamento, agentes espumantes) são alteradas e tornam-se ineficazes por competição para atingir o objetivo de derramamento da superfície mineral. Por outro lado, uma vez que é um coagulante inorgânico fraco, é utilizado no espessador pré-lixiviação para eliminar a carga na superfície mineral, comprimir a dupla camada eléctrica, fazer com que as partículas minerais finas na polpa formem aglomerados, acelerar a precipitação, evitar que o espessador fique lamacento e reduzir a perda desnecessária de metal. Além disso, através do tratamento de lixiviação alcalina pré-lixiviação (lixiviação de cal CaO), ajustar a concentração de aniões e catiões na polpa, melhorar as condições de reação de lixiviação, eliminar factores desfavoráveis, etc.

Durante o processo de produção, algumas instalações de cianetação adicionam pó de cal ao sistema de classificação do moinho de bolas; algumas adicionam leite de cal ou pó de cal à caixa da bomba de areia do espessador antes de entrar no processo de lixiviação; algumas instalações de cianetação adicionam um ou dois tanques de lixiviação alcalina separadamente para o tratamento de pré-lixiviação. Geralmente, a alcalinidade do processo de lixiviação alcalina antes da cianetação é controlada entre 4~8/10000 (em termos de CaO).

Durante o processo de produção, a adição de demasiada cal acelera a velocidade de sedimentação e concentração do minério, o que não é propício ao funcionamento normal (como o funcionamento do espessador) e, ao mesmo tempo, gera CaCO₃ por outro lado, a adição de uma quantidade insuficiente não só afectará o efeito da remoção da droga, como também não conseguirá atingir o objetivo da lixiviação pré-alcalina. Em suma, a quantidade inadequada de adição não é propícia ao funcionamento normal da cianetação subsequente. Por conseguinte, muitas instalações de cianetação não adicionam cal na operação de lixiviação e substituição em circunstâncias especiais.

O papel e a aplicação de lixiviação e operações de lavagem

A fim de manter a estabilidade da solução de cianeto e reduzir a perda química de cianeto, deve ser adicionada uma quantidade adequada de álcali à solução de cianeto para manter uma certa alcalinidade (denominada álcali de proteção). Devido à sua natureza, a cal é normalmente utilizada para este efeito. Na lixiviação de cianetos, o processo de lavagem devido à adição de cal, a lixiviação do ouro, o ambiente de lavagem para criar condições favoráveis, em resumo, o seu papel é o seguinte:

(1) para evitar a hidrólise do cianeto de sódio (NaCN), reduzir a concentração de HCN em solução, evitar a volatilização do gás HCN;

(2) Em determinadas condições, pode impedir o consumo de cianeto de sódio por impurezas. Tais como cobre solúvel, ferro, zinco e outros sulfuretos metálicos

(2) Em determinadas condições, pode impedir o consumo de cianeto de sódio por impurezas, como o consumo de lixiviação de cobre solúvel, ferro, zinco e outros sulfuretos metálicos, como a combinação de iões de enxofre e cianogénio (CN^–) na lama de sulfureto;

(3) Neutralizar as emissões de CO₂ dissolvido em água e o ácido gerado pela oxidação do minério de sulfureto para evitar que o cianeto de sódio seja decomposto por estes ácidos.

(4) No processo de lavagem, pode acelerar a precipitação das partículas de minério, o que é benéfico para a operação de lavagem. No processo de produção por cianetação, especialmente para o minério que contém muitos componentes de sulfureto, é normalmente necessário controlar a concentração de cal nas operações de lixiviação. Para as instalações de cianetação de concentrado de ouro, o controlo geral da concentração de CaO no processo de lixiviação situa-se entre 2~5/milhão.

Na produção efectiva, a quantidade de cal deve ser rigorosamente controlada. Quando a quantidade de cal é excessiva, talvez devido ao seu efeito de floculação para aumentar a viscosidade da pasta, aumentando assim a resistência à difusão do solvente, de modo que o teor de impurezas da solução aumenta em conformidade, a formação de película de peróxido de cálcio na superfície das partículas de ouro, impede o papel do ouro e do cianeto de sódio e do oxigénio, reduz o efeito de lixiviação; quando a quantidade de cal não é suficiente, por um lado, aumentará o consumo de cianeto de sódio, afectando o índice de lixiviação; por outro lado, aumentará o Quando a quantidade de cal não é suficiente, aumentará o consumo de cianeto de sódio e afectará o índice de lixiviação.

Há muitas minas que não prestam atenção ao controlo da cal durante a produção de cianeto, o que resulta em perdas. Por exemplo, a taxa de lixiviação do ouro diminui de 5% para 10% devido à adição excessiva de cal, e o consumo de cianeto de sódio aumenta exponencialmente devido à adição insuficiente de cal.

O papel e a aplicação da substituição do pó de zinco na operação

No processo de substituição de zinco em instalações de cianeto, a manutenção da alcalinidade (quantidade de CaO) do líquido que contém ouro substituído, ou seja, o líquido precioso, também é importante. A concentração adequada de cal pode aumentar a clareza do líquido precioso, melhorar a composição iónica do líquido precioso, alterar a sequência da reação de substituição, afetar a velocidade da reação de substituição e o consumo de zinco, afectando assim a taxa de substituição do ouro. Na operação de substituição, o papel da cal é resumido nos seguintes aspectos:

(1) aumentar a clareza do líquido precioso, melhorar a qualidade da lama de ouro. Não é apenas benéfico para a operação de substituição, mas também para a subsequente operação de fundição da lama de ouro;

(2) Através de um controlo diferente do pH, evitar a geração de Zn(OH)₂ e cobrir a superfície do zinco para evitar a precipitação do ouro. Ao mesmo tempo, pode evitar a geração de hidrogénio em solução alcalina e reduzir o consumo de pó de zinco;

(3) alterar os iões de impureza e o seu estado de reação e ordem no processo de reação de substituição, para prolongar a vida do "armário de ouro" de substituição (filtro-prensa), melhorar a taxa de substituição, etc.

Acredita-se geralmente que quando a concentração de CaO é baixa, as impurezas no seu líquido existem principalmente como iões activos, e o processo de substituição é dominado por reacções químicas. Nas estações de alta temperatura, os iões de impureza (como o Cu²⁺ iões, etc.) tornam-se mais reactivos, a reação de substituição é acelerada e os produtos bloqueiam o pano do filtro, resultando na redução da capacidade de processamento do "armário do ouro" e na redução do tempo de vida útil. Quando a concentração de CaO é elevada, as impurezas no líquido precioso existem principalmente sob a forma de compostos (por exemplo, hidróxido) e floculantes (por exemplo, lamas de sílica), e o processo de substituição baseia-se principalmente em alterações físicas. Por outras palavras, quando o líquido precioso passa através do pano do filtro prensa, os compostos e floculantes formam uma "película fina" na superfície do pano do filtro, o que reduz a permeabilidade à água do pano do filtro, resultando numa diminuição da capacidade de processamento do filtro prensa e numa diminuição da vida útil do "armário do ouro". Quando a concentração de CaO é adequada, as impurezas do seu líquido coexistem sob a forma de iões e compostos activos. Neste momento, o processo de substituição é químico e as alterações físicas coexistem, quando as alterações químicas seguem a lei da sequência das actividades elementares.

No processo de produção, devido à falta de atenção ao precioso controlo da concentração de CaO líquido, a vida útil do "armário de ouro" foi reduzida, aumentando o custo, mas também a intensidade do trabalho dos trabalhadores.

De um modo geral, para a instalação de cianetação de substituição do pó de zinco do concentrado de ouro, no controlo da produção real, a concentração de CaO no líquido precioso situa-se entre 3 ~ 8 / milhão, o que pode satisfazer a vida útil do "armário de ouro" de substituição, mas também para garantir o consumo de pó de zinco e a taxa de substituição do ouro, para garantir a qualidade dos produtos de lamas de ouro. No processo de produção, se a quantidade de cal for demasiado elevada, na solução de SiO₂ e a presença excessiva de Pb (AC) 2, produzirá silicato de cálcio coloidal e precipitação de subleito de cálcio na superfície do zinco, deteriorando o efeito de precipitação do ouro. Pelo contrário, se a quantidade de cal for pequena, a turvação do seu líquido é grande, afectando a qualidade do lodo de ouro e, ao mesmo tempo, devido à pequena alcalinidade, o zinco é fácil de reagir para gerar hidrogénio e aumentar o consumo de pó de zinco. Por conseguinte, é necessário reforçar o controlo da cal na operação de substituição do pó de zinco.

O papel e a aplicação da cal na amalgamação de mercúrio

(1) Influenciar o efeito da amálgama de mercúrio através do ajuste do valor do pH. O pH da lama tem uma grande influência no efeito da amálgama de mercúrio. No meio ácido, o metal de base ligado à superfície do mercúrio, com a sua superfície limpa, pode promover a molhabilidade do mercúrio para o ouro, mas no meio ácido, não pode fazer a coesão da lama, mas devido à poluição da lama das partículas de ouro e dificultar a molhabilidade do mercúrio para o ouro. Por conseguinte, a cal é normalmente utilizada para aumentar o valor do pH do chorume, de modo a que o chorume coalesça e consuma os factores desfavoráveis que impedem o mercúrio de molhar o ouro devido à contaminação do chorume pelas partículas de ouro. Normalmente, o pH=8. 0~8. 5 é adequado para a operação de amalgamação de mercúrio.

(2) inibir a atividade do sulfureto na lama, para evitar que a placa de mercúrio fique "doente". Na operação externa de amalgamação de mercúrio, às vezes enxofre ou sulfeto e mercúrio podem fazer pulverização de mercúrio, manchas pretas na placa de mercúrio, de modo que a placa de mercúrio perde a capacidade de capturar ouro, esse fenômeno é especialmente grave quando o minério contém sulfeto de arsênio, sulfeto de antimônio e sulfeto de bismuto. Uma vez que este fenómeno, a produção pode ser resolvida aumentando a quantidade de cal, aumentando o valor do pH da polpa, e inibindo a atividade dos sulfuretos.

(3) Evitar que os sulfuretos metálicos adiram à placa de mercúrio, deteriorando a operação de amálgama de mercúrio. Quando se trata de minério que contém sulfuretos polimetálicos de ouro, ocorrem frequentemente sulfuretos metálicos que aderem à placa de mercúrio, deteriorando o fenómeno do processo de amálgama de mercúrio. Para eliminar este fenómeno, a produção é frequentemente utilizada para aumentar a quantidade de cal, por vezes o valor de pH deve atingir 12 ou mais para resolver.

(4) Eliminação das operações de amálgama interna de pasta magnética de mercúrio. A amálgama de mercúrio em meios não alcalinos produz, por vezes, uma pasta magnética de mercúrio, de modo que os minerais de ferro se misturam na pasta de mercúrio, pelo que a amálgama de mercúrio é efectuada principalmente em meios alcalinos. Geralmente, é utilizada cal para ajustar a alcalinidade da pasta, cuja quantidade é de 2% a 4% do volume de carga.

Outras aplicações

Como a cal absorve água para produzir cal apagada Ca( OH) ₂A cal, com forte efeito alcalino, é utilizada em fábricas de processamento de ouro e nas seguintes aplicações:

(1) Como absorvente de gás HCN no tratamento de acidificação de efluentes de cianeto e método de recuperação para substituir o hidróxido de sódio (NaOH). Mas a sua utilização tem grandes limitações, não existindo precedentes para uso doméstico. Segundo consta, a fábrica canadiana de beneficiação de Flin Flon utiliza leite de cal, que é atomizado por um dispositivo especial, de modo a que o gás HCN reaja com o absorvente Ca(OH)₂ para produzir cianeto de cálcio para reutilização.

(2) Neutralizar a acidez da lama de rejeitos ou do efluente para evitar a corrosão do equipamento e das tubagens, etc.