내화성 광석에서 금 추출을 위한 시안화 강화

금광업계에서 난용성 광석으로부터 금을 추출하는 것은 상당한 어려움을 수반합니다. 전통적인 시안 화물 침출 조건에서 금 회수율이 낮은 난용성 광석은 처리가 용이한 광석의 비중이 감소함에 따라 금 자원 기반에서 점점 더 중요한 부분을 차지하고 있습니다. 이러한 광석에 함유된 금은 황철석과 비소황철석과 같은 황화광물 내에 미세하게 분산되어 있는 경우가 많아 시안화물 용액으로 접근하기 어렵습니다.

내화성 광석의 과제 이해

이러한 광석이 직접 시안화법 에 저항성을 보이는 주된 이유는 황화광물의 치밀한 구조 내에 금이 미세하게 함침되어 있기 때문입니다. 이러한 물리적 피막은 시안화물이 금과 효과적으로 반응하는 것을 방해하여 금 회수율을 낮춥니다. 따라서 이러한 난용성 광석에서 금을 추출하기 위해서는 특별한 처리 방법이 필요합니다.

내화성 광석에 대한 전처리 기술

산화 로스팅

산화 배소는 황화금 함유 정광을 처리하는 전통적인 방법 중 하나입니다. 이 과정에서 금을 함유한 황화물은 산화되어 다공성 산화물 덩어리가 되는데, 이는 시안화물 용액의 침투를 용이하게 합니다. 그러나 이 방법에는 몇 가지 단점이 있습니다. 비소와 황의 가스 배출로 인한 환경 오염이 불가피하며, 독성이 매우 강한 삼산화비소를 처리해야 하는 문제도 심각합니다. 또한, 배소 과정에서 저융점 화합물이 생성되고 금이 비소 승화물로 용출되면서 전체적인 금 추출 효율이 저하될 수 있습니다. 예를 들어, 일부 전통적인 배소 기반 공정에서는 난용성 광석의 금 추출률이 초기 부유선광 정광의 직접 시안화 처리 시 약 46.6%에서 배소 후 약 85%로 증가하는 데 그치는 경우가 있습니다.

박테리아 산화(Biox)

박테리아 산화는 더욱 환경 친화적인 대안입니다. 이 공정에서는 특정 박테리아를 사용하여 황화물 광물을 산화시켜 금을 감싸고 있는 기질을 분해합니다. 이렇게 하면 금이 시안화물에 더 쉽게 접근하게 됩니다. 이 기술의 장점은 유독 가스 배출이 없다는 것입니다. 비소는 저독성 비소철 형태로 공정에서 제거됩니다. 실험 연구에 따르면 Biox 기술을 사용하면 내화성 부유 정광에서 금 추출률을 91.74%까지 높일 수 있으며, 이는 직접 시안화법에 비해 상당한 개선입니다.

오토클레이브 산화(Pox)

오토클레이브 산화는 산소 존재 하에 광석 정광을 고온 고압 조건에 노출시키는 공정입니다. 이 공정은 황화물 광물을 효과적으로 산화시킵니다. 부유 정광의 예비 오토클레이브 산화 침출은 일반적으로 94.9~96.5% 수준의 시안화 반응을 통해 안정적으로 높은 금 회수율을 제공할 수 있습니다. 이 방법은 높은 추출률을 제공하며, 기술 공정 강화, 금 가공 기업의 산업 안전 향상, 그리고 생산 인력의 작업 환경 개선에 중요한 요소입니다.

첨가제와 시안화에서의 역할

시안화물 - 환원 첨가제

시안화물은 금 추출에 가장 흔히 사용되는 시약이지만, 과다한 사용량은 비용을 증가시킬 뿐만 아니라 환경과 인체 건강에 심각한 위험을 초래합니다. 조류에서 추출한 첨단 바이오폴리머 첨가제인 엑스트랙테크(Extractech)는 이러한 문제를 해결하기 위해 개발되었습니다. 엑스트랙테크는 시안화 공정에 첨가될 경우 초산화제 역할을 할 수 있습니다. 내화성 광석에서 높은 산화환원전위(ORP)를 가진 광물의 결합을 끊어 금 입자와 화학 반응을 일으켜 금이 시안화물과 반응할 가능성이 더 높아집니다. 기존 시안화 공정에 첨가제로 사용되는 엑스트랙테크는 시안화물 사용량을 최대 20~30%까지 줄이는 동시에 금 수율을 3~5% 증가시킬 수 있습니다.

다른 첨가제

시안화 공정을 향상시키기 위해 다른 첨가제를 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 일부 첨가제는 펄프의 "유효 활성 산소" 함량을 증가시켜 시안화 반응에 도움이 됩니다. 또한, 이러한 첨가제는 분산 기능을 통해 펄프를 완전히 분산시키고 시안화물과 금의 효과적인 접촉을 증가시킬 수 있습니다. 또한, 불순물 제거 기능을 통해 펄프 내 불순물이 금 침출에 미치는 악영향을 제거하거나 약화시킬 수 있습니다. 킬레이트 첨가제는 금의 용해도를 높이고 금 침출에 영향을 미치는 불순물 원소를 제거할 수 있습니다.

시안화 공정 최적화

pH 조절

펄프 내의 시안화물은 가수분해 반응을 거쳐 HCN을 생성하고, 이 중 일부가 용액에서 휘발되어 시안화물 손실과 환경 오염을 초래합니다. 시안화물 침출 과정에서 용액은 시안화물 분해를 방지하기 위해 일정 알칼리도를 유지해야 합니다. 그러나 시안화물 용액의 알칼리도가 너무 높으면 금의 용해 속도가 감소합니다. 따라서 효율적인 시안화를 위해서는 정밀한 pH 조절이 매우 중요합니다.

침출 시간

침출 시간이 증가함에 따라 금 침출 속도는 초기에는 증가합니다. 그러나 일정 시점 이후에는 침출 시간을 더 연장해도 금 침출 속도가 크게 증가하지 않습니다. 따라서 불필요한 자원과 시간 소모 없이 효과적인 금 추출을 위해서는 적절한 침출 시간을 확보하는 것이 중요합니다.

산소 공급

침출 공정에서 순수 산소나 기타 산화물과 같은 산화제를 사용하면 침출 환경을 개선할 수 있습니다. 예를 들어, 산소-수지 침출 공정에서 산소를 첨가하면 금과 은의 침출 속도를 효과적으로 높이고, 침출 속도를 가속화하며, 침출 시간을 단축하고, 시안화물과 질산납의 소비를 줄일 수 있습니다.

맺음말

내화성 광석에서 금을 추출하기 위한 시안화 공정을 개선하려면 적절한 전처리 기술, 효과적인 첨가제 사용, 그리고 정밀한 공정 최적화가 필요합니다. 박테리아 산화 및 오토클레이브 산화와 같은 전처리 방법은 기존의 배소법에 비해 환경 친화적이고 효율적인 대안을 제공합니다. 첨가제는 시안화물 소비를 줄이고 금 회수율을 높이는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 금광 산업은 pH, 침출 시간, 산소 공급과 같은 공정 변수를 신중하게 제어함으로써 내화성 광석의 추출 효율을 향상시켜 추출 공정의 지속 가능성과 경제적 타당성을 높일 수 있습니다.