Оптимизация и инновации процесса извлечения золота из золотодобывающих шахт

一 Дифференцированный дизайн и выбор технологии для процессов CIL и CIP

Хотя оба процесса CIL (углерод в слизи) и CIP (углерод в целлюлозе) являются процессами добычи золота с адсорбцией активированного углерода, они значительно отличаются по конструкции процесса, логике эксплуатации,и применимые сценарии:

Дифференцирующие механизмы: CIL одновременно уменьшает концентрацию жидкого золота путем выщелачивания и адсорбции, приводя к кинетике реакции цианирования.CIP оптимизирует условия выщелачивания и адсорбции шаг за шагом, чтобы уменьшить помехи примесей, но процесс более сложный.

二 Ключевые влияния кинетики адсорбции активированного углерода на восстановление золота

Эффективность адсорбции активированного угля для золотоцианидного комплекса (Au ((CN) 2−) определяется как структурой пор, так и химической модификацией.

1. Кинетическая модель адсорбции

• Диффузионно-контролируемая стадия: Au(CN) 2− мигрирует в места адсорбции через микропоры (< 2 нм) и мезопоры (2-50 нм).Скорость диффузии положительно коррелирует с распределением пор (поверхность BET > 1000 м2/г).
• Стадия химической адсорбции: содержащие кислород функциональные группы (например, карбоксильные и фенольные гидроксильные группы) на координате поверхности активированного углерода с Au(CN) 2−,с видимой энергией активации 15-18 кДж/моль (лабораторно измеренные значения).

2. Оптимизированные параметры

• Структура поров: уголь из кокосовой скорлупы с соотношением микропоров > 70% обладает способностью адсорбировать золото 6-8 кг Au/t уголь;уголь из фруктовых оболочек с соотношением микропор < 50% имеет емкость только 3-4 кг Au/t уголь.
• Химическая модификация: Окисление азотной кислоты может увеличить содержание фенольного гидроксила на 30% -50%, улучшая скорость адсорбции золота на 40% (экспериментальные данные:Восстановление золота увеличилось с 90% до 99%.0,1%).
• Параметры работы: при концентрации 40%-45% и интенсивности перемешивания 200-400 оборотов в минуту время равновесия адсорбции сокращается до 8-12 часов.

3Промышленные показатели:

Коэффициент адсорбции активированного углерода (значение K) должен соответствовать классу руды.Концентрация золота в отходах может контролироваться до 00,05-0,1 мг/л.

3 Технология предварительной обработки золотой руды, содержащей мышьяк, и механизм повышения эффективности

Соединения мышьяка (такие как FeAsS), которые инкапсулируют частицы золота, являются основной причиной низкой урожайности выщелачивания.

1. Способ окисления обжарки

• Параметры процесса: Двухступенчатое обжарение (первая ступень при 650 °C для удаления мышьяка и получения газа As2O3, вторая ступень при 800 °C для удаления серы и получения пористого обжаренного песка Fe2O3).
• Проверка: после обжарки высокоарсеновой руды (содержание 12% As) скорость выщелачивания золота увеличилась с 41% до 90,5%, но была необходима система очистки дымовых газов (эффективность улавливания As2O3 > 99%).

2Метод окисления под давлением

• Кислотное окисление: при 190°С и 2,0 МПа арсенопирит разлагается на Fe3+ и SO42−, превращая мышьяк в H3AsO3, увеличивая скорость выщелачивания золота до 88-95%.
• Ограничения: Титановые реакторы стоят 30 миллионов долларов США за 10 000 тонн мощности, что делает их подходящими только для крупномасштабных шахт.

3Метод биоокисления

• Микробное действие: Acidithiobacillus ferrooxidans катализирует преобразование Fe2+ в Fe3+, растворяя покрытие арсенопирита и достигая скорости удаления мышьяка > 90%.
• Улучшение эффективности: биоокисление труднообрабатываемой золотой руды (2,5 г/т Au, 8% As) увеличило скорость выщелачивания цианида с 25% до 92%,и цикл окисления был оптимизирован до 7 дней (с добавлением катализатора Fe3+).

四 Масштабное применение и технологические прорывы в биоокислительной предварительной обработке

Благодаря своим экологическим преимуществам технология биоокисления достигла коммерческого применения в конкретных сценариях:

1Применимые пределы

• Тип руды: золотая руда, капсулированная сульфидом (как 1%-15%), степень минеральной диссоциации < 30%.
• Требования к окружающей среде: pH 1,0-1.5, температура 35-45°C, концентрация навоза 10% - 15% (чрезмерная концентрация ингибирует бактериальную активность).

2Типичные тематические исследования

• Золотая шахта в Ляонин, Китай:Двухступенчатая биоокислительная обработка концентрата, содержащего 15% мышьяка, достигла скорости выщелачивания золота 92% и скорости затвердевания мышьяка > 99% (производство скородита FeAsO4·2H2O).
• Большая шахта в Перу: ежедневная обработка 2 000 тонн руды, содержащей 20% мышьяка, достижение скорости восстановления цианида шлаков > 90% и 30% снижение общих затрат по сравнению с обжаркой.

3Технические узкие места и прорывы

• Бактериальная акклиматизация: устойчивые к мышьяку штаммы (такие как Leptospirillum ferriphilum) могут выживать при концентрации As3+ 15 г/л, увеличивая скорость окисления на 25%.
• Процессовое соединение: комбинированный процесс биоокисления + CIL может обрабатывать сверхнизкосортные руды (Au 0,8 g/t), достигая общей скорости восстановления, превышающей 85%.