금-구리 광석의 시안화나트륨 침출 최적화

개요

금-구리 광석에서 금과 구리를 추출하는 것은 복잡한 공정입니다. 특히 시안화나트륨을 이용한 시안화법은 오랫동안 금 추출에 널리 사용되어 온 주요 방법입니다. 그러나 이러한 광석에 함유된 구리는 시안화법에 상당한 어려움을 초래하여 금 회수율과 시안화물 소비량 모두에 영향을 미칩니다. 이 블로그 게시물에서는 금-구리 광석에서 시안화 나트륨 침출 법 의 최적화에 대해 자세히 살펴보고 , 기본 원리, 문제점 및 혁신적인 해결책을 탐구합니다.

시안화물 침출의 원리

시안화물 침출은 시안화물 이온이 금 및 은과 안정한 착물을 형성하는 독특한 능력에 의존합니다. 물에 잘 녹고 비교적 안정한 시안화나트륨이 주요 침출제 역할을 합니다. 물에 녹으면 시안화물 이온을 방출합니다. 이 이온들은 산소 존재 하에서 전기화학적 과정을 통해 금과 반응합니다. 금은 먼저 산화된 후 시안화물 이온과 결합하여 용해성 착물을 형성하고, 이를 통해 광석에서 금을 추출할 수 있습니다.

금-구리 광석의 구리가 제기하는 과제

시안화물 소비 증가

금-구리 광석의 구리는 시안화물과 반응하여 다양한 구리-시안화물 복합체를 생성합니다. 반응성 구리 1%가 존재할 때마다 약 30kg/t의 NaCN이 소모될 수 있습니다. 이러한 상당한 소모는 시안화 공정의 운영 비용을 증가시킬 뿐만 아니라 시안화물 사용량을 더욱 신중하게 관리해야 합니다.

금 침출 억제

침출액 내 고농도의 구리-시안화물 착물은 금의 용해 속도를 늦출 수 있습니다. 또한, 구리는 금 입자 표면에 부동태층을 형성하는 경향이 있습니다. 이 부동태층은 장벽 역할을 하여 금과 시안화물 이온 간의 접촉을 감소시켜 추출 과정을 방해합니다.

금-구리 광석에서 시안화나트륨 침출 최적화 전략

광석의 전처리

• 물리적 분리 방법 : 중력 분리, 부유 선광 또는 자력 분리와 같은 기술을 적용하여 광석을 사전 농축할 수 있습니다. 이러한 방법은 시안화 처리 전에 구리 광물의 상당 부분을 선택적으로 제거함으로써 침출될 물질의 구리 함량을 줄입니다. 예를 들어, 부유 선광은 금 함유 광석에서 황화구리 광물을 분리하여 시안화 처리 중 구리 간섭을 최소화할 수 있습니다.

• 산화 전처리 : 배소, 생물학적 산화 또는 압력 산화와 같은 산화 공정은 황화광물을 분해하고 그 안에 갇힌 금을 분리하는 데 효과적입니다. 금-구리 황화광석의 경우, 산화 전처리는 금 회수율을 높일 뿐만 아니라 시안화침출 공정에 미치는 구리의 부정적인 영향을 줄여줍니다. 예를 들어, 배소는 황화광물을 산화물로 변환시켜 금이 시안화침출 공정에 더 쉽게 접근할 수 있도록 합니다.

프로세스 파라미터 최적화

• 시안화물 농도 : 이상적인 시안화물 농도를 결정하는 것이 핵심입니다. 농도가 높을수록 금 용해 속도는 빨라질 수 있지만, 특히 구리가 존재할 경우 시안화물 소모량이 과도하게 증가합니다. 따라서 균형 잡힌 접근 방식이 필요하며, 경우에 따라 다른 첨가제와 함께 낮은 시안화물 농도를 사용하는 것이 더 나은 결과를 가져올 수 있습니다.

• pH 조절 : 침출액의 적절한 pH(일반적으로 9~12)를 유지하는 것은 시안화 공정에 매우 중요합니다. 금-구리 광석 침출에서 pH를 조절하면 구리와 금의 용해 속도를 제어할 수 있습니다. pH를 약간 낮추면 구리 침출을 억제하여 금 침출을 촉진할 수 있습니다.

• 온도 및 교반 : 온도를 높이면 시안화물 침출 반응 속도를 높일 수 있지만, 한계가 있습니다. 과도한 열은 시안화물의 휘발성을 증가시키고 반응성이 낮은 물질로의 산화를 가속화할 수 있습니다. 광석 입자, 시안화물 용액 및 산소 간의 양호한 접촉을 보장하기 위해서는 적절한 교반이 필요합니다. 그러나 지나치게 강한 교반은 장비의 과도한 마모를 초래할 수 있습니다.

첨가제 사용

• 암모니아 : 시안화 공정에 암모니아를 첨가하면 구리와 안정적인 착물을 형성하여 구리 관리를 도울 수 있습니다. 이러한 착물은 금 용해를 저해하는 특정 구리-시안화물 화합물의 생성을 방지합니다. 그러나 암모니아는 독성과 휘발성이 강하여 환경 위험을 초래할 수 있으므로 사용 시 신중한 고려가 필요합니다.

• 글리신 : 최근 연구에 따르면 글리신은 저농도의 시안화물과 함께 사용하여 금-구리 광석에서 금, 은, 구리를 추출하는 데 사용할 수 있습니다. 글리신은 구리(II) 이온 및 구리(I) 이온과 착물을 형성하고, 구리 용해를 촉진하며, 금과 구리 표면의 부동태층을 용해시킬 수 있습니다. 이 방법을 사용하면 시안화물 소비량을 최소 75%까지 크게 줄일 수 있습니다.

고객 사례

일본의 광산 작업

일본의 한 소규모 광산 업체는 시안화법을 이용하여 구리가 풍부한 광석에서 금 회수율을 극대화하는 연구를 진행하고 있었습니다. 이전 시안화 공정에서 800톤의 금 광미를 처리한 결과, 용출 후 순도 94%의 금 1.3kg을 회수했습니다. 회수율을 높이기 위해 pH를 높이기 위해 석회를 사용하고, 구리 제거를 위해 암모니아를 첨가했습니다. 또한, 금 용출 전에 활성탄 에서 구리를 먼저 용출하고 , 금 용출 및 전기 도금 과정에서 전압과 전류를 조절했습니다. 이러한 조치들을 통해 금 회수율을 향상시킬 수 있었습니다.

호주 저품위 구리-금 광석

호주산 저품위 구리-금 광석을 "혼합 부유-구리-황 분리-황 정광 침출을 통한 금 추출" 공정을 사용하여 처리했습니다. 부유 시약(부틸 잔테이트와 디부틸 디티오인산암모늄을 포집제로 사용)과 공정 흐름(폐쇄 회로에서 여러 단계의 조선 및 소기)을 최적화하여 구리 회수율 82.46%, 금 회수율 91.87%를 달성했습니다.

맺음말

금-구리 광석의 시안화 나트륨 침출 공정을 최적화하는 것은 금 채굴의 경제적 타당성과 환경적 지속가능성을 향상시키는 데 필수적입니다. 구리가 제기하는 문제점을 이해하고 전처리, 공정 변수 최적화, 첨가제 사용과 같은 전략을 구현함으로써 금 회수율과 시안화물 소비량을 크게 개선할 수 있습니다. 향후 이 분야의 연구는 자원 추출을 극대화하면서 금-구리 광석 처리 과정이 환경에 미치는 영향을 더욱 줄이는 보다 효율적이고 환경 친화적인 방법을 개발하는 데 집중될 것으로 예상됩니다.