シアン化物浸出プロセスにおける関連鉱物の影響

イントロダクション

シアン化物浸出法は、鉱石から金や銀を抽出する際に広く用いられている手法です。しかし、鉱石中に存在する様々な共存鉱物は、この手法の効率と効果に大きな影響を与える可能性があります。これらの影響を理解することは、シアン化物浸出法の最適化と有価金属の回収率向上にとって極めて重要です。

鉄鉱物

パイライト

黄鉄鉱は、金鉱石中によく見られる鉄硫化物鉱物です。シアン化物浸出の際、スラリー中に黄鉄鉱が存在すると、酸化されて硫酸第一鉄が生成されます。この硫酸第一鉄はシアン化物と反応してフェロシアン酸塩を生成します。この反応では、金浸出の主要試薬であるシアン化ナトリウムが大量に消費されます。さらに、石灰と空気の作用により、黄鉄鉱は可溶性硫化物、コロイド状硫黄、またはチオ硫酸塩に変化することもあります。この変化の過程では、シアン化物浸出システムにおける金の溶解に不可欠な酸素が消費されます。全体として、これは金浸出効率に悪影響を及ぼします。

磁硫鉄鉱

磁硫鉄鉱は、シアン浸出に影響を与えるもう一つの鉄硫化鉱物です。シアン化物と容易に反応してチオシアン酸塩を生成します。さらに、酸化によって生成される硫酸第一鉄もシアン化物と反応してフェロシアン酸塩を生成します。研究によると、磁硫鉄鉱は金の溶解速度を大幅に低下させる可能性があり、例えば28.1%も低下するケースがあります。また、シアン化物の消費量も大幅に増加し、多くの場合XNUMX倍にまで増加します。

銅鉱物

黄銅鉱と黄銅鉱

黄銅鉱や黄銅鉱などの銅鉱物は、シアン浸出に顕著な影響を与えます。シアン溶液は銅鉱物を溶解しますが、溶解速度は鉱物によって異なります。黄銅鉱は硫化銅鉱物の中で比較的安定していますが、黄銅鉱はより反応性が高いです。これらの鉱物中の銅は通常二価の状態にあり、シアン溶液中では不安定です。二価銅はシアン化物を酸化して一価銅に変化し、パルプ中のシアン化物と錯体を形成します。黄銅鉱の場合、金の溶解速度が著しく低下し、実験によっては最大36.81%低下する可能性があり、シアン化物の消費量はXNUMX倍に増加する可能性があります。

マラカイト（酸化銅鉱物）

マラカイトは一般的な酸化銅鉱物です。シアン化ナトリウム溶液に容易に溶解するため、シアン化物の消費量が大幅に増加します。マラカイトとシアン化物の反応では、大量のシアン化物イオンが消費されます。その結果、硫化銅と酸化銅鉱物の両方が、シアン化物から金を抽出するプロセスに大きな悪影響を及ぼす可能性があります。

ヒ素鉱物

鶏冠石と黄黄

鶏冠石と黄黄はシアン浸出に非常に有害です。シアン浸出に用いられる強アルカリ溶液中では、チオ亜ヒ酸塩などの化合物を形成します。チオ亜ヒ酸塩は溶液中の酸素と反応して亜ヒ酸塩を形成し、鉱物スラリー中の酸素を大量に消費します。また、ヒ素鉱物が溶液中で酸化されると、金粒子の表面にヒ素化合物の膜が形成されます。この膜は金とシアンの接触を直接阻害し、金の溶解に深刻な影響を与えます。研究によると、鶏冠石と黄黄はそれぞれ金の溶解率を41.95%と49.90%低下させ、シアンの消費量を13.8倍と15.0倍に増加させることが示されています。

硫砒鉄鉱

硫砒鉄鉱は、一般的なヒ素含有鉱物です。鶏冠石や黄黄とは異なり、硫砒鉄鉱はシアン化物系において比較的安定しています。ヒ素を含有しているにもかかわらず、通常のシアン化物浸出条件下では容易に分解されないため、他のヒ素含有鉱物と比較して、シアン化物浸出への影響は比較的小さいです。

鉛鉱物

ガレナと鉛ミョウバン

金鉱山における主要な鉛含有鉱物は、方鉛鉱と鉛ミョウバンです。方鉛鉱は酸化されて鉛ミョウバンになります。強アルカリ溶液中では、鉛ミョウバンはアルカリ性の鉛酸塩を生成し、これが溶液中のシアン化物と反応して不溶性の強アルカリ性シアン化物を形成します。少量の鉛鉱物は、金鉱山におけるシアン浸出を促進する可能性があります。しかし、多量の鉛鉱物はシアン化物を消費し、浸出プロセスを妨げる沈殿物を形成する可能性があるため、金の浸出効率に影響を与えます。

アンチモン含有鉱物

スティブナイト

輝安鉱は、主要なアンチモン含有硫化鉱物です。シアン化物浸出プロセスにおいて、輝安鉱の悪影響は黄黄に似ています。強アルカリ溶液に容易に溶解してチオアンチモン鉱を生成し、さらに酸化されてアンチモン鉱となります。さらに、アルカリ性シアン化物溶液中の負に帯電した輝安鉱コロイド粒子は金粒子の表面に付着し、金の溶解を物理的に阻害します。

炭素物質

金鉱山には、無機炭素やフミン酸などの有機炭素を含む炭素物質が存在する場合があります。これらの炭素物質が存在すると、シアン化物溶液中の溶解した金を吸収してしまうことがあります。これにより、溶液中の金の浸出速度が低下し、「金の盗難」と呼ばれる現象が発生します。炭素物質は溶解した金をめぐって抽出プロセスと競合するため、金の回収率が低下します。

関連鉱物の影響を軽減するための戦略

鉱石の前処理

• 酸化前処理：硫化鉄、ヒ素、またはアンチモン鉱物を含む鉱石の場合、酸化前処理が効果的です。酸化によってこれらの鉱物が分解され、内部に含まれる金が遊離し、シアン化物浸出に対する悪影響が軽減されます。一般的な酸化前処理方法には、焙焼、加圧酸化、および生物酸化があります。

• 銅の事前浸出：銅含有量の高い鉱石の場合、銅の事前浸出を行うことができます。シアン化物浸出の前に銅を除去することで、銅鉱物が消費するシアン化物の量を最小限に抑えることができ、金のシアン化物浸出の効率を向上させることができます。

シアン化物浸出条件の最適化

• 試薬の投与量の調整：関連する鉱物の種類と量に基づいて、シアン化物やその他の試薬の量を調整できます。例えば、銅鉱物が多い場合は、pH値を制御しながらシアン化物の投与量を少し増やすことで、金が効果的に溶解するようにすることができます。

• パルプ条件の制御：パルプ濃度、温度、攪拌速度の制御も重要です。適切なパルプ濃度は、シアン化物と酸素がパルプ全体に効率的に拡散することを保証します。適切な温度（通常15～30℃）を維持することで、金の溶解速度とシアン化物溶液の安定性のバランスが保たれます。

添加物の使用

• 鉱物反応を抑制する添加剤：鉛塩などの添加剤は、特定の有害鉱物の反応を阻止するために使用できます。例えば、酢酸鉛を添加すると、硫黄含有鉱物の分解によって生じる硫化物イオンと反応し、不溶性の硫化鉛沈殿物を形成します。これにより、硫黄含有鉱物が消費するシアン化物と酸素の量が減少します。

• 競合吸着剤：炭素物質を含む鉱石の場合、シアン化物浸出時に活性炭などの競合吸着剤を添加することで、「金の略奪」効果を低減できます。活性炭は鉱石中の炭素と溶解した金をめぐって競合するため、金の浸出速度が向上します。

結論

金銀鉱石に含まれる随伴鉱物は、シアン化物浸出プロセスに多様かつ重大な影響を及ぼします。鉄、銅、ヒ素、鉛、アンチモン含有鉱物、そして炭素物質は、試薬を消費したり、金とシアン化物との接触を阻害したり、溶解した金を吸収したりすることで、浸出効率に悪影響を及ぼす可能性があります。しかし、適切な前処理方法、浸出条件の最適化、添加剤の使用によって、これらの悪影響を軽減することができます。これにより、複雑に鉱化された鉱石からの金と銀の抽出効率が向上し、採掘事業の経済的実現可能性が向上します。