氰化法提取黄金：深入探究搅拌氰化法

在黄金开采领域，氰化法已占据重要地位一个多世纪。自1887年用于金银矿石开采以来，氰化法不断发展，凭借其高回收率、对各种矿石类型的适应性以及在当地生产的可行性，至今仍是最广泛使用的技术之一。

1. 了解金矿提取中的氰化法

氰化法是一种利用氰离子与金形成可溶性络合物的化学方法。在氧气和水的存在下，氰离子与金原子发生反应。该反应生成一种可溶性化合物，其中金与氰离子结合，从而使金溶解于溶液中。虽然该方法提取黄金的效率很高，但由于氰化物是一种有毒物质，因此也带来了严重的环境和安全隐患。

2. 氰化法的种类

氰化法大致可分为两大类：搅拌氰化法和渗滤氰化法。

• 搅拌氰化法：该方法主要用于处理浮选金精矿或全泥氰化工艺。其原理是将矿浆与氰化物溶液剧烈搅拌。这样可以确保矿石中的含金颗粒与氰化物离子充分接触，从而促进金的提取。

• 渗滤氰化法：适用于低品位金矿，渗滤氰化法的工作原理是让氰化物溶液缓慢渗过矿床。与搅拌氰化法相比，该方法能耗更低。然而，其应用仅限于渗透性良好的矿石，即氰化物溶液能够顺利流过矿石的矿石。

3.搅拌氰化提金工艺

搅拌氰化金提取工艺包括两个主要子工艺：氰化-锌置换工艺和未过滤氰化碳浆工艺。

3.1 氰化-锌置换工艺（CCD法和CCF法）

• 浸出原料制备：初始步骤是对矿石进行浸出前的准备工作。这通常包括将矿石破碎成小块，然后研磨至细粉状。在某些情况下，还需要进行预处理，以使矿石中的金颗粒更容易被提取。目的是制备粒径适宜的矿浆，从而促进矿石与氰化物溶液之间的充分相互作用。

• 搅拌氰化浸出：将制备好的矿浆转移至搅拌槽，并加入氰化物溶液。这些搅拌槽配备有搅拌器，可使矿浆和氰化物溶液充分混合。通过曝气或添加氧化剂向搅拌槽内引入氧气。氧气有助于促进化学反应，使金溶解于氰化物溶液中。

• 逆流洗涤法分离固液：浸出过程后，得到的浆液由固体残渣和液相（称为富金液）组成，富金液中含有溶解的金。为了分离这两种成分，逆流洗涤装置中会使用一系列浓缩器或过滤器。采用连续逆流倾析 (CCD) 或连续逆流过滤 (CCF) 等方法，可以尽可能多地回收含金溶液，同时最大限度地减少随固体残渣损失的金量。

• 浸出液的净化和脱氧：固液分离步骤得到的浸出液可能含有杂质和溶解氧。需要进行净化处理以去除悬浮固体和其他可能干扰后续黄金回收过程的污染物。脱氧同样重要，因为氧气会导致金氰化合物的再氧化，从而降低后续锌置换工艺的效率。

• 锌粉（锌丝）置换和酸洗：将锌粉或锌丝添加到已净化和脱氧的浸出液中。锌比金更活泼，因此它可以将浸出过程中形成的化合物中的金置换出来。这会导致形成含有金和锌的固体沉淀，通常称为金泥。置换反应后，通常用酸溶液处理金泥，以去除多余的锌和其他杂质。

• 熔炼金锭：氰化锌置换法的最后阶段是将金泥熔炼成纯金锭。金泥在熔炉中高温熔化，经过一系列精炼步骤，去除剩余杂质，最终得到高纯度金锭。

3.2 未过滤氰化炭浆工艺（CIP法和CIL法）

• 浸出物料制备：与氰化-锌置换工艺类似，第一步是对浸出矿石进行预处理。这需要通过破碎和研磨操作将矿石减小到合适的粒度。

• 搅拌浸出和逆流活性炭吸附：在炭浆浸出法（CIP）中，氰化浸出过程首先在一系列搅拌槽中进行。待金溶解于溶液后，向矿浆中加入活性炭。活性炭对金-氰化物化合物具有很强的亲和力，能够吸附溶解的金。在炭浆浸出法（CIL）中，活性炭与氰化物溶液同时加入浸出槽，使浸出和吸附过程同时进行。在CIP和CIL中，均保持活性炭与矿浆的逆流，以最大限度地提高活性炭对金的吸附量。

• 载金活性炭的解吸：吸附过程结束后，需要将载金活性炭从纸浆中分离出来。然后，使用热的苛性碱-氰化物溶液将金从活性炭中去除。该溶液会破坏金-氰化物化合物与活性炭之间的键合，从而将金释放回溶液中。

• 电解法：从解吸过程中获得的富金溶液进行电解。在此过程中，电流通过溶液。电流使溶液中的金离子被还原并沉积在阴极上，形成可进一步提纯的固体金矿。

• 熔炼金锭：电解法获得的黄金纯度较高，但仍可能含有一些杂质。熔炼的目的是进一步提纯黄金，并将其铸造成所需纯度的金锭。

• 碳再生：金吸附后的废碳可以再生并重复使用。这包括对碳进行高温处理，以去除吸附的杂质并恢复其吸附金的能力。

4. CIP 和 CIL 工艺的比较

• 工艺时长：通常，CIP工艺的总耗时比CIL工艺更长。这是因为在CIP工艺中，浸出和吸附是两个独立的操作。而在CIL工艺中，由于浸出和吸附同时进行，整个工艺可以在更短的时间内完成。然而，由于这两个过程同时发生，CIL工艺需要更复杂的控制。

• 碳和浆料管理：在碳浸出（CIL）工艺中，循环碳的体积较大，而浆料中的碳浓度低于碳清洗（CIP）工艺。因此，CIL工艺中用于碳转移的浆料输送量通常是CIP工艺的数倍（约四倍）。这会对设备尺寸和能耗产生影响。

• 金属残留量和溶液中金的品位：在CIP工艺中，系统中会残留大量金属（金属残留量），这些金属在活性炭和溶液之间分布较为均匀。而在CIL工艺中，大部分金属会被吸附到活性炭上。此外，CIL工艺中溶液中的金浓度高于CIP工艺。这是因为在CIL工艺中，金在浸出的同时也会被持续吸附，从而补充溶液中溶解的金。而CIP工艺则是一个单步吸附过程，溶解金的补充量有限。

5. 环境和安全考虑

尽管氰化法（尤其是搅拌氰化法）效率高，但其存在严重的环境和安全风险。氰化物剧毒，任何泄漏或处理不当都可能导致严重的环境污染，并对人类健康构成威胁。为了应对这些风险，金矿开采作业必须遵守严格的安全规程，包括妥善储存和处理氰化物、安装密封系统以防止泄漏以及处理含氰化物废水。此外，正在进行的研究旨在开发替代的、毒性较低的浸出剂，以取代金矿提取中的氰化物。

6. 结论

搅拌氰化法在现代金矿开采行业中发挥着至关重要的作用，它能够从各种矿石中高效提取金。氰化-锌置换法和未过滤氰化炭浆法是两种主要的子工艺，各有优缺点，选择时需考虑矿石性质、生产规模和经济可行性等因素。然而，该行业必须持续应对与氰化物使用相关的环境和安全挑战，以确保金矿开采的可持续发展。