金の抽出におけるシアン化ナトリウムの消費量の説明

シアン化合物から金を抽出する過程では、シアン化ナトリウムが様々な形で消費されます。シアン化ナトリウムは金抽出において最も一般的に使用される浸出剤であり、理論的には金1グラムを浸出させるのに必要なシアン化ナトリウムはわずか0.5グラムです。しかし、ほとんどの金シアン化処理工場では、実際のシアン化物の消費量は理論値の50～100倍にも達することが多く、はるかに多いのが現状です。

金シアン化法におけるシアン化物消費量が多い主な要因は以下のとおりです。

1. 金の溶解プロセスにおけるシアン化物の消費

シアン化物精製工場では、鉱石から金を溶解し、浸出液から金を回収するためにシアン化ナトリウムが用いられてきた。関連する化学反応は以下のとおりである。

• [2Au+4NaCN+O2+2H2O→2Na[Au(CN)2]+2NaOH+H2O2]

• [ 2Au+4NaCN+H2O2→2Na[Au(CN)2]+2NaOH]

電気化学反応から、1 グラムの金を溶解するには 0.92 グラムのシアン化ナトリウムの消費が必要であることがわかっています。

2. 関連する卑金属との反応におけるシアン化物の消費

（１）金鉱石の中には、黄鉄鉱、磁鉄鉱、黄銅鉱、硫酸塩鉱物、水酸化物、酸化物などの随伴鉱物を含むものがある。粉砕工程では鉄粉が発生し、これがシアン化ナトリウムとゆっくりと反応し、シアン化物の消費量を増加させる。反応は以下の通りである。

• [ FeS2+NaCN→FeS+NaCNS]

• [ Fe(OH)2+2NaCN→Fe(CN)2+2NaOH]

• [ Fe+6NaCN+2H2O→Na4Fe(CN)6+2NaOH+H2↑]

• [ S+NaCN→NaCNS]

（２）金鉱石に異なる種類の銅鉱物が含まれている場合、それらもシアン化ナトリウムと反応してシアン化銅錯体を形成し、その過程でシアン化物を消費します。反応は次のとおりです。

• [ 2CuSO4+4NaCN→Cu2(CN)2+2Na2SO4+(CN)2↑]

• [ 2Cu2S+4NaCN+2H2O+O2→Cu2(CN)2+Cu2(CNS)2+4NaOH]

シアン化ナトリウムは多くの銅鉱物と非常に反応性が高いため、通常、銅 2.3 グラムを溶解するには 3.4 ～ 1 グラムのシアン化物が必要です。

（３）元の金鉱石に閃亜鉛鉱やスミソナイトが含まれている場合、それらもシアン化ナトリウムと反応してシアン化亜鉛と炭酸塩を形成します。反応は次のようになります。

• [ ZnS+4NaCN→Na2[Zn(CN)4]+Na2S]

• [ ZnCO3+4NaCN→Na2Zn(CN)4+Na2CO3]

（4）金鉱石に黄砒鉄鉱、水銀、セレン、テルルなどが含まれている場合、それらもシアン化ナトリウムと反応します。鉱体に炭素質岩石、特に有機炭素を多く含む岩石が含まれている場合、シアン化物の吸着が強くなり、金のシアン化物浸出がより困難になります。

3. シアン化物の加水分解

溶液中では、シアン化物はpHに応じて様々な程度の加水分解を受け、生成されるシアン化水素の量は溶液のアルカリ度に関係する。この反応は次のように表すことができる。

• [NaCN + H2O → NaOH + HCN↑]

• [CN⁻ + 2H2O → HCOO⁻ + NH3]

加水分解後、シアン化物の一部はシアン化水素を生成し、他の部分は酸化加水分解され、徐々にギ酸とアンモニアを生成します。100°C では CN⁻ は 50% 失われ、130°C では 85% 失われます。

金採掘のシアン化処理では、シアン化水素は毒性の強いガスです。適切に管理しないと、NaCN の使用が増え、生産コストが上昇し、環境汚染を引き起こし、作業員に健康被害をもたらす可能性があります。生成される HCN の量は溶液の pH によって異なります。pH 10.5 では、シアン化水素はわずか 6.1% しか生成されませんが、pH 10 では 17% に増加し、pH 9.5 では 39.2% に達し、pH 9.0 では 67.1% になります。そのため、金の CIP (Carbon-in-Pulp) プラントでは、シアン化物の加水分解を制御するために、通常 pH を 11 ～ 12 に調整します。

4. 溶存酸素（O2）によるシアン化物（CN-）の酸化

金の溶解速度を高めるには、CN- と O2 の両方が反応に関与する必要があります。室温および常圧では、酸素の最大溶解度は 8.2 mg/L です。強力な酸化剤を添加すると、溶液中の酸素濃度が上昇し、浸出プロセスが大幅に加速されます。ただし、酸素とシアン化物の比率はバランスが取れている必要があります。そうしないと、浸出速度が低下する可能性があります。溶解した酸素はシアン化物と反応してシアン酸塩を形成します。シアン酸塩はアルカリ溶液中で安定しています。ただし、pH が 7 未満の場合、加水分解されてアンモニアと重炭酸塩が生成されます。反応式は次のとおりです。

• [1/2 O2 + CN– → (CNO)–]

• [(CNO)– + 2 H2O → HCO3– + NH3]

したがって、この反応により、浸出または電気分解プロセス中にシアン化物が消費される可能性があります。

5. 粘土によるシアン化物の吸着

シアン化処理中、鉱石中の硫化鉄は水酸化鉄を生成し、鉱石中のケイ酸塩はアルカリ性媒体中でコロイドシリカを形成します。これらの物質は両方ともシアン化物を吸着する一定の能力があり、浸出残留物とともにシアン化物が失われます。

6. 他の物質によるシアン化物の消費

（１）スラリーを撹拌し空気を充填すると、溶液中にCO1が含まれるようになる。CO2はシアン化物とも反応する。

• [2NaCN+CO2+H2O→Na2CO3+2HCN↑]

（２）原鉱石中の黄鉄鉱などの硫化鉱物は鉱石パルプ中の溶存酸素（O2）と反応し、生成した亜硫酸塩や硫酸塩もシアン化物と反応する。

• [FeS+2O2→FeSO4]

• [FeSO4+6NaCN→Na4Fe(CN)6+Na2SO4]

浸出前に少量の CaO または Ca(OH)2 を添加して酸を中和し、上記の反応が起こるのを防ぐことができます。

結論として

上記は、金のシアン化プロセスにおけるシアン化物の消費の 6 つの側面です。金の通常の溶解に必要なシアン化物に加えて、他の関連鉱物との反応、自己加水分解など、必須ではない消費も多数あります。 

上記の内容についてご質問がある場合、または を知りたい場合は、オンラインカスタマーサービスにご相談いただくか、メッセージを送信してください。できるだけ早くご連絡いたします。