Onderzoek naar cyanide-uitloging van koolstofhoudend Carlin-type gouderts

Introductie

Koolstofhoudende Carlin-goudertsen kenmerken zich door hun wijdverspreide aanwezigheid en grote reserves. Ze brengen echter aanzienlijke uitdagingen met zich mee in het goudwinningsproces. Deze ertsen bevatten doorgaans Carbon Fibre De gouddeeltjes in hun elementaire samenstelling zijn fijn verdeeld. De aanwezigheid van arseen en koolstof leidt tot twee belangrijke problemen: inkapseling van goud en het goudrovende effect van koolstof, wat resulteert in extreem lage directe cyanidatie-uitlogingssnelheden. Daarom worden ze beschouwd als dubbel refractaire ertsen of hardnekkige ertsen, een wereldwijd erkend probleem in de goudmijnbouw.

Het probleem van cyanide-uitloging in koolstofhoudende carlin-type goudertsen

Goudinkapseling

De sulfidemineralen in koolstofhoudende Carlin-type goudertsen kapselen vaak de gouddeeltjes in. Deze fysieke barrière voorkomt direct contact tussen de cyanide oplossing en het goud, waardoor de efficiëntie van het uitloogproces aanzienlijk afneemt. In veel mijnen met dergelijke ertsen blijft bijvoorbeeld een groot deel van het goud gevangen in de sulfidematrix, ontoegankelijk voor de Uitloging van cyanide middel.

Het goudroofeffect van koolstof

Koolstofhoudende materialen in deze ertsen hebben een sterke affiniteit voor goudcyanidecomplexen. Tijdens het cyanide-uitlogingsproces, wanneer het goud oplost en cyanidecomplexen vormt, kunnen de koolstofhoudende stoffen deze complexen adsorberen, waardoor het goud als het ware uit de oplossing wordt "gestolen". Dit leidt niet alleen tot een lager goudrendement, maar veroorzaakt ook aanzienlijke verliezen tijdens het extractieproces. Onderzoek heeft aangetoond dat verschillende soorten koolstof in het erts, zoals elementaire koolstof, organische koolstof en anorganische koolstof, in wisselende mate bijdragen aan dit goud-roofeffect. Elementaire koolstof vertoont met name een adsorptiegedrag dat vergelijkbaar is met dat van Actieve kooldie goudcyanidecomplexen sterk kan adsorberen.

Onderzoek naar cyanide-uitloogexperimenten

Directe cyanide-uitloging

Talrijke studies hebben aangetoond dat directe cyanide-uitloging van koolstofhoudende Carlin-type goudertsen een zeer lage goudopbrengst oplevert. In sommige gevallen blijft de goudopbrengst, zelfs bij gebruik van geavanceerde cyanide-uitlogingsmethoden zoals koolstof-in-pulp (CIP) of hars-in-pulp (RIP), teleurstellend laag. Zo bedroeg in een bepaald experiment de goudopbrengst van directe cyanide-uitloging slechts 12.9%, wat de ineffectiviteit van deze aanpak voor dergelijke refractaire ertsen aantoont.

Voorbehandelingsmethoden om de uitloging van cyanide te verbeteren

Roosteren

Roosteren is een traditionele voorbehandelingsmethode. Door het erts te verhitten, worden koolstofhoudende materialen afgevoerd als CO en CO₂, en ontleedt pyriet tot ijzeroxiden. Dit proces legt het eerder ingekapselde goud bloot, waardoor het beter toegankelijk wordt voor cyanide-uitloging. Roosteren vereist echter een fijne toevoer van minus tien mesh, een verblijftijd van ten minste vier uur en een nauwkeurige controle van de temperatuur en atmosfeer in de oven. Temperaturen lager dan ongeveer 500 °C of een licht reducerende atmosfeer kunnen leiden tot onvolledig roosten, wat leidt tot een drastische vermindering van de goudwinning. Bovendien wordt pyriet bij 550 °C en hoger omgezet in een refractaire vorm van hematiet, waaruit goud niet effectief met cyanide kan worden uitgeloogd. Bovendien vereist roosten een dure droging van de toevoer naar de oven en strenge emissiecontroles op de ovengassen. Hoewel er met deze techniek een goudwinning van 85-87% kan worden bereikt uit ertsen met dertien gram goud per ton, is roosten vanwege de hoge kapitaalkosten en de complexe bedrijfsomstandigheden als geschikt alternatief voor veel koolstofhoudende goudertsafzettingen van het Carlin-type verlaten.

Chemische oxidatie

Chemische oxidatie heeft een groot potentieel getoond bij de behandeling van koolstofhoudende goudertsen van het Carlin-type. Oxidatiemiddelen in waterige pulp kunnen de schadelijke effecten van koolstofhoudende materialen tegengaan. Zo is het gebruik van chloor als voorbehandelingsmiddel uitgebreid bestudeerd. De benodigde hoeveelheid chloor varieert echter afhankelijk van de refractaire aard van het erts. Mild refractaire ertsen hebben mogelijk slechts tien tot twintig kg chloor per ton nodig in een cyanidering-voorbehandeling om 83% of meer goudextractie te bereiken in de daaropvolgende cyanidering. Sterk refractaire ertsen daarentegen kunnen meer dan 100 kg chloor per ton nodig hebben in het voorbehandelingsproces. Andere oxidatiemiddelen zoals waterstofperoxide, natriumhypochloriet en kaliumpermanganaat zijn ook onderzocht. Natriumhypochloriet kan bijvoorbeeld niet alleen sulfidemineralen oxideren om het ingekapselde goud bloot te leggen, maar ook de koolstofhoudende materialen passiveren, waardoor hun goudroofeffect wordt verminderd. Uit onderzoek is gebleken dat in sommige gevallen het gebruik van natriumhypochloriet als voorbehandelingsmiddel de goudwinning bij de daaropvolgende cyanide-uitloging aanzienlijk kan verbeteren.

Bacteriële oxidatie

Bacteriële oxidatie is een opkomende en milieuvriendelijke voorbehandelingsmethode. Gemengde acidofiele bacteriën kunnen worden gebruikt om sulfidemineralen in het erts te oxideren. Dit proces lost effectief het probleem van goudinkapseling door sulfiden op. Tijdens bacteriële oxidatie metaboliseren de bacteriën de sulfidemineralen, breken ze af en geven het ingekapselde goud vrij. Tegelijkertijd kan het gebruik van actieve kool in het daaropvolgende cyanide-uitloogproces profiteren van zijn competitieve adsorptievermogen om het goudroofeffect van koolstofhoudende stoffen tegen te gaan. Zo bereikte in een studie naar een koolstofhoudende goudlaag van het Carlin-type in Yunnan, door de combinatie van bacteriële oxidatie en koolstof-in-pulp cyanidering, het goudwinningspercentage 82.39%, terwijl het cyanide-reagensverbruik met 49.68% werd verminderd. Dit toont aan dat het bacteriële oxidatie-koolstofcyanide-uitloogproces een effectieve methode is voor de behandeling van koolstofhoudende goudertsen van het Carlin-type.

Conclusie

Koolstofhoudende goudertsen van het Carlin-type vormen aanzienlijke uitdagingen in het cyanide-uitloogproces vanwege de goudinkapseling en het goudroofeffect van koolstof. Hoewel directe cyanide-uitloog over het algemeen ineffectief is, bieden verschillende voorbehandelingsmethoden zoals roosten, chemische oxidatie en bacteriële oxidatie mogelijke oplossingen. Elke methode heeft zijn eigen voordelen en beperkingen wat betreft goudwinning, kosten en milieu-impact. Bacteriële oxidatie - koolstofcyanide-uitloog en bepaalde chemische oxidatiemethoden zijn veelbelovend voor de effectieve behandeling van deze refractaire ertsen. Verder onderzoek is echter nog steeds nodig om deze processen te optimaliseren, de kosten te verlagen en hun milieuvriendelijkheid te verbeteren, om de goudwinning uit koolstofhoudende goudertsen van het Carlin-type efficiënter en duurzamer te maken.