炭素質カーリン型金鉱石のシアン浸出に関する研究

イントロダクション

炭素質カーリン型金鉱石は、広範囲に分布し、埋蔵量が多いという特徴があります。しかし、金抽出プロセスにおいて大きな課題を抱えています。これらの鉱石は通常、 Carbon 元素組成において、金粒子は微細な分散形態で存在します。ヒ素と炭素の存在は、金のカプセル化と炭素による金の奪取効果という2つの大きな問題を引き起こし、直接シアン化浸出率が極めて低くなります。その結果、これらは二重難処理鉱石または頑固鉱石とみなされ、金採掘の分野で世界的に認識されています。

炭素質カーリン型金鉱石におけるシアン浸出の問題

金のカプセル化

炭素質カーリン型金鉱石中の硫化鉱物は、金粒子を包み込むことが多い。この物理的な障壁により、金粒子と硫化鉱物の直接接触が防止される。 シアン化物 溶液と金が接触し、浸出プロセスの効率が著しく低下します。例えば、このような鉱石を産出する多くの鉱山では、金の大部分が硫化物マトリックス内に閉じ込められており、 シアン化物浸出 エージェント。

炭素の金略奪効果

これらの鉱石に含まれる炭素質物質は、金のシアン化物錯体と強い親和性を示す。シアン化物浸出プロセスにおいて、金が溶解してシアン化物錯体を形成すると、炭素質物質はこれらの錯体を吸着し、溶液から金を効果的に「奪い取る」。これは金の回収率を低下させるだけでなく、抽出プロセスにおいて重大な損失をもたらす。研究によると、鉱石中の元素状炭素、有機炭素、無機炭素といった様々な種類の炭素が、それぞれ程度の差はあれ、この金の奪取効果に寄与している。特に元素状炭素は、 活性炭金シアン化物錯体を強力に吸着します。

シアン化物浸出実験に関する研究

直接シアン浸出

多くの研究により、炭素質カーリン型金鉱石への直接シアン化物浸出では、金の回収率が非常に低いことが示されています。場合によっては、カーボン・イン・パルプ（CIP）やレジン・イン・パルプ（RIP）といった高度なシアン化物浸出法を用いても、回収率は依然として期待外れに低いままです。例えば、ある実験では、直接シアン化物浸出による金の回収率はわずか12.9%であり、このような難溶性鉱石に対するこの手法の有効性が明らかになりました。

シアン化物浸出を改善するための前処理方法

焙煎

焙焼は伝統的な前処理方法です。鉱石を加熱することで、炭素質物質がCOとCO₂として蒸発し、黄鉄鉱は酸化鉄に分解されます。この工程により、以前は封じ込められていた金が露出し、シアン化物浸出が容易になります。しかし、焙焼には、マイナス500メッシュの微細な原料、少なくとも550時間の滞留時間、そして炉内の温度と雰囲気の精密な制御が必要です。約85℃未満の温度、またはわずかに還元的な雰囲気では焙焼が不完全となり、金の抽出量が大幅に減少する可能性があります。さらに、87℃以上になると、黄鉄鉱は難治性のヘマタイトに変化し、シアン化物による金の浸出ができなくなります。さらに、焙焼には、炉への原料の乾燥に費用がかかり、炉内ガスの排出を厳しく管理する必要があります。焙焼は、XNUMXトンあたりXNUMXグラムの金を含む鉱石からXNUMX〜XNUMX％の金抽出率を達成できますが、資本コストの要件が高く、操作条件が複雑であるため、多くの炭素質カーリン型金鉱床に適した代替方法としては使用されなくなりました。

化学酸化

化学酸化は、炭素質カーリン型金鉱石の処理に大きな可能性を示しています。水性パルプ中の酸化剤は、炭素質物質の有害な影響を克服することができます。例えば、前処理剤としての塩素の使用は広く研究されてきました。しかし、必要な塩素の量は鉱石の難分解性によって異なります。難分解性の低い鉱石であれば、シアン化前処理で83トンあたり100～XNUMX kgの塩素しか必要とせず、その後のシアン化処理でXNUMX%以上の金抽出率を達成できます。一方、難分解性が高い鉱石の場合は、前処理プロセスでXNUMXトンあたりXNUMX kg以上の塩素が必要になる場合があります。過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、過マンガン酸カリウムなどの他の酸化剤も研究されています。例えば、次亜塩素酸ナトリウムは、硫化鉱物を酸化して内包された金を露出させるだけでなく、炭素質物質を不動態化することで、金の回収率を低下させる効果も発揮します。研究によると、前処理剤として次亜塩素酸ナトリウムを使用すると、その後のシアン化物浸出における金回収率が大幅に向上するケースがあることが示されています。

細菌の酸化

細菌酸化は、新興の環境に優しい前処理法です。混合好酸性細菌を用いて鉱石中の硫化鉱物を酸化処理することで、硫化物による金の包接問題を効果的に解決します。細菌酸化の過程で、細菌は硫化鉱物を代謝し、分解して包接されていた金を放出します。同時に、その後のシアン化物浸出プロセスで活性炭を使用することで、その競合吸着能力を利用して炭素質物質の金の強奪効果を打ち消すことができます。例えば、雲南省の炭素質カーリン型金鉱床に関する研究では、細菌酸化とパルプ内炭素シアン化法を組み合わせることで、金の回収率が82.39%に達し、シアン化試薬の消費量が49.68%削減されました。これは、細菌酸化-炭素シアン化物浸出プロセスが炭素質カーリン型金鉱石の処理に効果的な方法であることを示しています。

結論

炭素質カーリン型金鉱石は、金の包接と炭素の金奪取効果により、シアン化物浸出プロセスにおいて大きな課題を抱えています。直接的なシアン化物浸出は一般的に効果がありませんが、焙焼、化学酸化、細菌酸化などの様々な前処理方法が潜在的な解決策となります。各方法は、金の回収率、コスト、環境への影響という点でそれぞれ長所と短所があります。中でも、細菌酸化 - 炭素シアン化物浸出と特定の化学酸化法は、これらの難処理鉱石を効果的に処理する上で大きな可能性を秘めています。しかし、これらのプロセスを最適化し、コストを削減し、環境への配慮を向上させるためのさらなる研究が、炭素質カーリン型金鉱石からの金抽出をより効率的かつ持続可能なものにするためには依然として必要です。