介绍
几个世纪以来，从矿石中提取黄金一直是人们非常感兴趣的话题。在可用的各种方法中， 氰化浸出 已成为商业领域最广泛使用的技术之一 黄金开采 工业。该工艺可以有效地从其宿主材料中溶解金，从而可以以更浓缩的形式回收贵金属。本文将深入探讨金矿开采中氰化物浸出的完整过程，从金在氰化物溶液中的初始溶解到金属的最终回收。
金在氰化物溶液中的溶解
涉及的化学反应
金在氰化物溶液中的溶解基于一系列复杂的化学反应。总反应可以用以下方程式表示：
4Au + 8NaCN + O2 + 4H4O → XNUMXNa[Au(CN)XNUMX] + XNUMXNaOH
在此反应中，金 (Au) 与 氰化钠 (NaCN) 在氧气 (O₂) 和水 (H₂O) 存在下形成二氰金酸钠 (Na[Au(CN)₂]) 和氢氧化钠 (NaOH)。氧气在此反应中的作用至关重要，因为它充当氧化剂，促进金的溶解。
最佳溶解条件
为了有效溶解金，需要仔细控制几个条件。溶液中氰化物的浓度是一个关键因素。通常，在浸出过程中使用浓度为 0.05 - 0.1% 的 NaCN。浓度较高可能会导致氰化物消耗增加，而金溶解度不会成比例增加，而浓度较低可能会导致浸出缓慢且不完全。
溶液的 pH 值也起着重要作用。浸出过程在弱碱性介质中效果最佳，pH 值范围为 9.5 - 11。在此 pH 值下，氰化物离子以未解离形式 (HCN) 存在，对金的反应性更强。调节 pH 值通常是通过向浸出溶液中添加石灰 (CaO) 来实现的。
温度是另一个重要参数。虽然反应可以在环境温度下发生，但略微升高温度（约 25 - 35°C）可以提高金的溶解速度。然而，温度过高会导致氰化物分解，从而降低其有效性。
矿石预处理
粉碎和研磨
在开始氰化物浸出工艺之前，需要对含金矿石进行预处理。预处理的第一步通常是 胃灼热 与 研磨 . 矿石被粉碎以减小其尺寸，然后磨成细颗粒。这增加了矿石的表面积，使浸出过程中金颗粒和氰化物溶液之间的接触更加有效。
研磨程度需要严格控制。过度研磨会导致形成细泥浆，从而给后续的固液分离步骤带来问题。另一方面，研磨不足可能会导致金颗粒暴露不足，从而导致浸出不完全。
焙烧和生物氧化
在某些情况下，金矿石中可能含有难熔矿物，阻止氰化物直接溶解金。对于此类矿石，可能需要采用焙烧或生物氧化等额外的预处理方法。
焙烧包括在空气中加热矿石以氧化难熔矿物，例如硫化物。这种氧化过程会分解矿物，释放出金颗粒，使其更易于接触氰化物溶液。
另一方面，生物氧化利用微生物来氧化难熔矿物。这是一种比焙烧更环保的替代方法，因为它在较低的温度下运行，产生的有害排放更少。微生物（通常是细菌或真菌）的选择基于它们氧化矿石中存在的特定难熔矿物的能力。
浸出过程
搅拌槽浸出
搅拌槽浸出是氰化物浸出最常用的方法之一。在此过程中，预处理过的矿石与氰化物溶液在大型搅拌槽中混合。搅拌槽配有搅拌器，确保矿石和溶液充分混合，促进金颗粒与氰化物离子之间的接触。
浸出时间会因矿石性质和操作条件而异。一般来说，浸出过程可能需要几个小时到几天的时间。在此期间，定期采集浸出液样本并进行分析，以监测金溶解的进展。
堆浸
堆浸是另一种广泛使用的方法，尤其是用于低品位金矿石。在此过程中，将破碎的矿石堆成大堆，堆放在不透水的衬垫上。然后将氰化物溶液喷洒到堆顶，让其渗透到矿石中。当溶液穿过堆时，它会溶解金颗粒，并将产生的富集溶液收集在堆底。
堆浸法是一种比 搅拌槽浸出 因为它对设备的资本投资较少。然而，这是一个较慢的过程，更适合含金量相对较低的矿石。
固液分离
过滤
浸出过程完成后，下一步是将固体残渣（尾矿）从含有溶解金的富集溶液中分离出来。过滤是固液分离最常用的方法之一。在此过程中，浆液（固体和液体的混合物）通过过滤介质，例如滤布或压滤机。固体颗粒保留在过滤介质上，而液体（富集溶液）通过并被收集。
过滤介质的选择取决于固体颗粒的性质和操作条件。例如，当固体颗粒非常细小时，可能需要更细网眼的滤布。
倾析
倾析是另一种可用于固液分离的方法，特别是当固体颗粒相对较大且容易沉降时。在此过程中，将浆料在沉淀池中静置一段时间。固体颗粒由于重力而沉降到池底，然后小心地将清澈的上清液（母液）倾析出来。
与过滤相比，倾析法是一种更简单、更省电的方法。但是，倾析法在分离非常细小的固体颗粒时可能效果不佳。
从富液中回收黄金
活性炭吸附
从富液中回收金的最常用方法之一是 活性炭吸附在该工艺中，活性炭被加入到富集液中。金-氰化物络合物对活性炭表面有很强的亲和力，结果金被吸附到碳颗粒上。
然后，通常通过筛选或过滤将碳颗粒从溶液中分离出来。然后对载金碳进行进一步处理以解吸金。这通常是通过对碳进行高温蒸汽处理或使用化学解吸剂来完成的。
锌沉淀
锌沉淀法又称为 Merrill - Crowe 法，是另一种回收黄金的方法。在此过程中，将锌粉添加到富集溶液中。锌比金更具电正性，因此，锌会取代金 - 氰化物络合物中的金。该反应可以用以下方程表示：
2Na[Au(CN)2] + Zn → XNUMXAu + NaXNUMX[Zn(CN)₄]
沉淀的金与未反应的锌一起形成固体淤泥。然后将淤泥从溶液中分离出来，进一步精炼金以获得纯净产品。
黄金精炼
冶炼
从富金溶液中回收黄金后，通常需要对其进行精炼以去除任何残留杂质。冶炼是黄金精炼的最常见方法之一。在此过程中，含金材料在熔剂（如硼砂）存在下被加热到高温。熔剂有助于降低黄金的熔点，并与杂质发生反应，形成可与熔融黄金分离的炉渣。
熔化的黄金被倒入模具中制成锭。这些锭可以进一步加工或作为半成品出售。
电解精炼
电解精炼是一种更先进的黄金精炼方法。在此过程中，将含金阳极与纯金阴极一起放入电解池中。电解质通常是氯化金或其他金盐溶液。当电流通过电池时，阳极中的金会溶解到电解质中，然后沉积在阴极上。
电正性比金大的杂质会溶解到电解液中，但不会沉积在阴极上，而电正性比金小的杂质则会以淤泥的形式留在电解池底部。这样就能得到纯度极高的金产品。
环境考虑因素
氰化物管理
氰化物是一种剧毒物质，在金矿开采过程中对氰化物进行适当的管理至关重要。许多国家都严格管制金矿开采中氰化物的使用，以尽量减少其对环境和人类健康的影响。
氰化物管理的关键方面之一是防止氰化物泄漏。采矿作业需要有适当的遏制系统，以防止含氰化物溶液泄漏到环境中。此外，含氰化物废水的处理也至关重要。有几种方法可用于处理含氰化物废水，例如化学氧化、生物处理和离子交换。
尾矿处置
黄金回收过程产生的固体残渣（尾矿）也需要妥善处理。尾矿中可能含有微量的氰化物和其他重金属，如果管理不当，可能会对环境造成威胁。
尾矿处理的一种常见方法是将其储存在尾矿坝中。这些坝旨在容纳尾矿并防止污染物释放到环境中。在某些情况下，尾矿还可以重新加工以回收任何剩余的有价值矿物或减少对环境的影响。
结语
金矿开采中的氰化物浸出工艺是一个复杂且多步骤的过程，涉及将金溶解在氰化物溶液中、矿石预处理、浸出、固液分离、金回收、精炼和环境管理。该过程中的每个步骤都经过严格控制，以确保高效提取和回收金，同时最大限度地减少对环境的影响。尽管使用氰化物存在挑战，但由于其效率高且成本相对较低，该工艺仍然是商业金矿开采行业中一种重要且广泛使用的方法。然而，人们正在不断进行研究和开发，以开发更环保、更可持续的替代方法。
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