Ціанування перемішуванням – значно ефективніший процес в порівнянні з ціануванням просочуванням. Це пояснюється хорошим розкриттям вилуговуваного срібла (внаслідок тонкого подрібнення руди), сприятливими умовами дифузійного підведення іонів CN~ і молекул розчиненого кисню до поверхні срібла (внаслідок інтенсивного перемішування), і енергійним накиснюванням пульпи у процесі вилуговування. Тому за швидкістю вилуговування і повнотою видобування срібла ціанування перемішуванням значно перевершує ціанування просочуванням і купчасте вилуговування. Необхідний ступінь подрібнення руди залежить від крупності срібла. У деяких випадках (при тонковкрапленому сріблі) руду піддають дуже тонкому подрібненню до -0,074 і навіть -0,043 мм. Але якщо характер вкрапленості срібла не вимагає такого подрібнення, то ціанують пульпу з грубо подрібненим матеріалом, наприклад, до -0,3 мм.
Після подрібнення одержувана пульпа (злив класифікатора) сильно розріджена (Ж : Т = 5 : 1 і вище), тому для скорочення: потрібного об'єму гідрометалургійної апаратури її заздалегідь згущують. Згущений продукт піддають ціануванню перемішуванням при Ж : Т = (1-2) : 1. Срібловмісний розчин відділяють декантацією або фільтруванням і спрямовують на осадження срібла. Хвости після промивання йдуть у відвал.
Тонке подрібнення руди і фільтрування пульпи мулоенергоємні операції. Тому ціанування перемішуванням вимагає значно вищої витрати енергії порівняно з ціануванням просочуванням і купчастим вилуговуванням.
Згущування – наступний після подрібнення етап обробки пульпи. Воно полягає в частковому обезводненні пульпи відстоюванням – осіданням твердих частинок на дно чана-згущувача і зливом освітленого розчину. У більшості випадків у матеріалі, що осів, залишається близько 50% води, що відповідає відношенню Ж:Т = 1:1. Межа згущування залежить від розмірів, щільності та фізико-хімічних властивостей подрібнених частинок оброблюваної руди. Частинки, що містяться в пульпі, звичайно сильно відрізняються за розмірами. Разом з порівняно великими зернистими частинками (понад 0.1 мм) у пульпі звичайно міститься значна кількість частинок розміром у декілька мікрон і навіть дрібніше (<0,001 мм). Більші частинки осідають швидше, дрібні протягом тривалого часу утримуються у зваженому стані.
Тонкі частинки рудних пульп, що за розмірами не належать до істинних колоїдів, часто є носіями колоїдних властивостей. Такі властивості проявляють глинисті речовини, шламові фракції сульфідних мінералів, багато окиснених мінералів важких металів та ін. Пептизація таких мінеральних частинок сильно утруднює процес згущування рудних пульп.
Як відомо, пептизація виникає у результаті адсорбції на поверхні колоїдних частинок іонів одного й того самого знака. У результаті цього частинки набувають однойменних зарядів, а у рідкій фазі залишається надлишок іонів протилежного знака. Однойменно заряджені частинки, відштовхуючись, залишаються в зваженому стані і не осідають. У цьому випадку для поліпшення відстоювання необхідно збільшити частинки в агрегаті (пластівці). Агрегація може бути досягнута коагуляцією електролітами або флокуляцією полімерами.
Для коагуляції в пульпу вводять електроліт, що утворює у розчині іони, які мають здатність адсорбуватися на
поверхні частинок і заряд, протилежний заряду спочатку адсорбованих іонів, що створюють стійкість системи. При введенні коагуляції заряди дисперсних частинок нейтралізуються, і під дією сил Ван-дер-Ваальса частинки злипаються у великі, швидко осідаючі агрегати. Як коагуляцію у ціаністому процесі використовують вапно, що одночасно виконує роль захисного лугу.
Для флокуляції в пульпу вводять який-небудь полімер, великі молекули (або міцели) якого адсорбуються на активних ділянках одночасно декількох твердих частинок, зв'язуючи їх за допомогою «містків», що утворюються, у великі агрегати («місткова» флокуляція).
На підприємствах найбільшого поширення набули безперервно-діючі одноярусні згущувачі з центральним приводом.
Згущувач (рис. 4.4) є невисоким циліндровим чаном 9 з плоским або злегка конічним днищем і кільцевим жолобом 8 близько верхнього краю. Чани великих згущувачів виготовляють з бетону, малих – із сталевих листів або дерева. У центрі згущувача знаходиться підвісний вертикальний вал 4, до похилих радіальних граблинам 3 якого прикріплені короткі гребки 2. Вал обертається від приводного механізму 6 і разом з ним закріплений на фермі 7. Щоб уникнути поломок при перевантаженнях, вал може підійматися (автоматично або вручну) за допомогою механізму 5. Згущувана пульпа безперервно надходить у завантажувальний стакан 10. Нижній край останнього заглиблений на 0,5-1 м по відношенню до рівня зливу, завдяки чому запобігає змулювання пульпи. Осідаючий на дно згущувача матеріал за допомогою гребків поступово переміщається до розвантажувального отвору 1, з якого відкачується діафрагмовим або відцентровим пісковим насосом. Окружна швидкість руху гребків невелика (0,1 м/с), тому переміщення гребків по дну апарата не порушує процесу відстоювання. Освітлена рідина переливається в кільцевий жолоб і по ньому відводиться із згущувача.
Продуктивність згущувача залежить не від його висоти, а від швидкості осадження і вільної поверхні апарата. Тому згущувачі мають велику площу при відносно малій висоті.
У ціанистому процесі при згущуванні пульп, 75-90% зерен, що містять, -0,074 мм, і при початковому Ж : Т у діапазоні від 9 : 1 до 4 : 1 питома площа згущування становить 0,4-0,6 м на 1 т твердого на добу.
Рисунок 4.4 – Згущувач з центральним приводом
Перевагою згущувачів є безперервність дії, мала витрата електроенергії, простота конструкції і обслуговування. Основний недолік цих апаратів - - їх громіздкість і, отже, великий об'єм займаних виробничих площ. Тому, якщо дозволяють кліматичні умови, згущувачі встановлюють на відкритому повітрі.
Рудні пульпи, що надходять на ціанування перемішуванням, мають підвищену (в порівнянні з водними розчинами) в'язкість, що утруднює дифузію іонів СN- і молекул розчиненого кисню до поверхні серебрин, що розчиняються . Крім того, сульфідні мінерали, часто наявні в золотих рудах, досить легко окиснюються розчиненим киснем, внаслідок чого його концентрація в рідкій фазі пульпи може стати значно нижче рівноважної (при даній температурі і парціальному тиску кисню). Це також уповільнює розчинення золота. Тому при ціануванні тонкодисперсних пульп особливе значення має енергійне перемішування і безперервне насичення пульпи киснем повітря.
Процес проводять при концентрації NaСN, що становить 0,01-0,1% (частіше за все 0,02-0,05%) і концентрації СаО, що дорівнює 0,01-0,03% (рН 9-11). Ціаністі розчини неагресивні, тому для виготовлення обладнання застосовують такі доступні матеріали, як звичайна вуглецева сталь, чавун і т.п. Важливим параметром вилуговування є відношення Ж : Т в пульпі. Взагалі кажучи, доцільно проводити процес при мінімальному розрідженні пульпи, тому що при цьому потрібен мінімальний об'єм апаратури, скорочуються затрати на перемішування і фільтрування пульпи. Однак ціанування надмірно густих пульп проходить повільно і неповно внаслідок низької швидкості дифузії реагентів до поверхні золота. На практиці оптимальне відношення Ж : Т встановлюють емпірично, беручи до уваги перелічені фактори. Звичайно ціанування кварцових (кристалічних) руд проводять при Ж : Т = 1,2-(1,5:1). При ціануванні глинистих руд розрідження пульпи збільшують до Ж : Т = 2-(2,5 : 1).
Процес вилуговування здійснюють у періодичному або безперервному режимі. При ціануванні у періодичному режимі пульпу періодично окремими порціями закачують у паралельно працюючі апарати для вилуговування. Після перемішування протягом певного часу пульпу випускають або перекачують у чан-збірник, а у вилуговувальні апарати закачують нову порцію пульпи. У чані-збірнику вилуджена пульпа накопичується і підтримується у зваженому стані до надходження у подальшу стадію обробки (фільтрування). При безперервному вилуговуванні пульпа надходить у ланцюжок (каскад) з послідовно з’єднаних апаратів, де вона перемішується.
При малому числі апаратів значна частка частинок вилуговуваної руди «проскакує» всі апарати за час, недостатній для переведення всього срібла в розчин, а значна частина затримується у каскаді дуже довго, тобто довше, ніж необхідно для повного вилуговування срібла. І те, і інше небажане, тому що знижує видобування срібла і погіршує ефективність використання об'єму апаратури. Безперервно діюча система вилуговування звичайно з'єднується з безперервною системою відділення срібловмісного розчину.
Порівняно з періодичною безперервна система вилуговування має такі основні переваги: 1) можливість повної автоматизації; 2) менша кількість обслуговуючого персоналу; 3) ефективніше використання чанів (відсутні операції закачування і спорожнення); 4) менша потужність двигунів і насосів для перекачування пульпи. Тому в сучасній практиці у переважній більшості випадків застосовують схему безперервного вилуговування.
