Optimierung der Natriumcyanidlaugung in Gold-Kupfer-Erzen

Einführung

Die Gewinnung von Gold und Kupfer aus Gold-Kupfer-Erzen ist ein komplexer Prozess. Die Cyanidlaugung, insbesondere mit Natriumcyanid , ist seit Langem ein gängiges Verfahren zur Goldgewinnung. Das Vorhandensein von Kupfer in diesen Erzen stellt jedoch eine erhebliche Herausforderung für die Cyanidlaugung dar und beeinflusst sowohl die Goldausbeute als auch den Cyanidverbrauch . Dieser Blogbeitrag befasst sich mit der Optimierung der Natriumcyanidlaugung von Gold-Kupfer-Erzen und untersucht die zugrundeliegenden Prinzipien, Herausforderungen und innovativen Lösungsansätze.

Prinzipien der Cyanidlaugung

Die Cyanidlaugung nutzt die einzigartige Fähigkeit von Cyanidionen, stabile Komplexe mit Gold und Silber zu bilden. Natriumcyanid, das gut wasserlöslich und relativ stabil ist, dient als primäres Laugemittel. Beim Lösen in Wasser setzt es Cyanidionen frei. Diese Ionen reagieren in Gegenwart von Sauerstoff elektrochemisch mit Gold. Gold wird zunächst oxidiert und anschließend von den Cyanidionen zu einem löslichen Komplex gebunden, der die Extraktion aus dem Erz ermöglicht.

Herausforderungen durch Kupfer in Gold-Kupfer-Erzen

Erhöhter Cyanidkonsum

Kupfer in Gold-Kupfer-Erzen reagiert mit Cyanid und bildet verschiedene Kupfer-Cyanid-Komplexe. Pro 1 % reaktivem Kupfer können etwa 30 kg/t NaCN verbraucht werden. Dieser hohe Verbrauch erhöht nicht nur die Betriebskosten des Cyanidprozesses, sondern erfordert auch ein sorgfältigeres Management des Cyanideinsatzes.

Hemmung der Goldlaugung

Hohe Konzentrationen von Kupfer-Cyanid-Komplexen in der Lauge können die Goldauflösung verlangsamen. Kupfer neigt zudem dazu, Passivierungsschichten auf der Oberfläche von Goldpartikeln zu bilden. Diese Schichten wirken als Barrieren, verringern den Kontakt zwischen Gold und Cyanidionen und behindern so den Extraktionsprozess.

Strategien zur Optimierung der Natriumcyanidlaugung in Gold-Kupfer-Erzen

Vorbehandlung von Erzen

• Physikalische Trennverfahren : Techniken wie Schwerkrafttrennung, Flotation oder Magnetscheidung können zur Vorkonzentrierung des Erzes eingesetzt werden. Durch die selektive Abtrennung eines signifikanten Anteils der Kupferminerale vor der Cyanidlaugung wird der Kupfergehalt im zu laugenden Material reduziert. Beispielsweise kann die Flotation Kupfersulfidminerale vom goldhaltigen Erz abtrennen und so die Kupferinterferenz während der Cyanidlaugung minimieren.

• Oxidative Vorbehandlung : Oxidative Verfahren wie Rösten, Biooxidation oder Druckoxidation sind wirksam, um Sulfidminerale aufzubrechen und das darin enthaltene Gold freizusetzen. Bei Gold-Kupfer-Sulfiderzen verbessert die oxidative Vorbehandlung nicht nur die Goldausbeute, sondern reduziert auch die negativen Auswirkungen von Kupfer auf die Cyanidlaugung. Durch das Rösten werden beispielsweise Sulfidminerale in Oxide umgewandelt, wodurch das Gold für die Cyanidlaugung besser zugänglich wird.

Prozessparameteroptimierung

• Cyanidkonzentration : Die Bestimmung der optimalen Cyanidkonzentration ist entscheidend. Höhere Konzentrationen können zwar die Goldauflösung beschleunigen, führen aber auch zu einem übermäßigen Cyanidverbrauch, insbesondere in Gegenwart von Kupfer. Ein ausgewogenes Vorgehen ist erforderlich, und in manchen Fällen kann die Verwendung einer niedrigeren Cyanidkonzentration in Kombination mit anderen Zusätzen bessere Ergebnisse erzielen.

• pH-Wert-Kontrolle : Die Aufrechterhaltung des richtigen pH-Werts (üblicherweise zwischen 9 und 12) in der Laugungslösung ist für die Cyanidlaugung entscheidend. Bei der Laugung von Gold-Kupfer-Erz kann die pH-Wert-Anpassung dazu beitragen, die Lösungsgeschwindigkeiten von Kupfer und Gold zu steuern. Eine leichte Senkung des pH-Werts kann die Goldausbeute mitunter steigern, indem die Kupferausbeute verringert wird.

• Temperatur und Rühren : Eine Temperaturerhöhung kann die Cyanidlaugung beschleunigen, hat aber ihre Grenzen. Zu viel Hitze erhöht die Flüchtigkeit des Cyanids und beschleunigt dessen Oxidation zu weniger reaktiven Substanzen. Ausreichendes Rühren ist notwendig, um einen guten Kontakt zwischen Erzpartikeln, Cyanidlösung und Sauerstoff zu gewährleisten. Zu starkes Rühren kann jedoch zu übermäßigem Verschleiß der Anlage führen.

Verwendung von Zusatzstoffen

• Ammoniak : Die Zugabe von Ammoniak zum Cyanidierungsverfahren kann die Kupferbindung verbessern, indem stabile Komplexe mit Kupfer gebildet werden. Diese Komplexe verhindern die Bildung bestimmter Kupfercyanidverbindungen, welche die Goldauflösung hemmen. Aufgrund seiner Toxizität und Flüchtigkeit, die Umweltrisiken bergen, ist der Einsatz von Ammoniak jedoch mit Vorsicht zu genießen.

• Glycin : Jüngste Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Glycin in Kombination mit geringen Cyanidkonzentrationen zur Gewinnung von Gold, Silber und Kupfer aus Gold-Kupfer-Erzen eingesetzt werden kann. Glycin bildet Komplexe mit Kupfer(II)- und Kupfer(I)-Ionen, fördert die Kupferauflösung und kann die Passivierungsschichten auf Gold- und Kupferoberflächen auflösen. Mit diesem Verfahren lässt sich der Cyanidverbrauch um mindestens 75 % reduzieren.

Case Studies

Ein japanischer Bergbaubetrieb

Ein kleiner japanischer Bergbaubetrieb arbeitete an der Optimierung der Goldgewinnung aus kupferreichem Erz mittels Cyanidlaugung. In einem vorangegangenen Cyanidlaugungszyklus mit 800 Tonnen Staub (Goldrückständen) wurden nach der Elution 1.3 kg Gold mit einem Reinheitsgrad von 94 % gewonnen. Zur Verbesserung der Ausbeute wurde Kalk zur pH-Wert-Erhöhung und Ammoniak zur Kupferentfernung eingesetzt. Zusätzlich wurde das Kupfer vor der Goldelution vom Kohlenstoff eluiert und Spannung und Stromstärke während der Goldelution und der Elektroabscheidung angepasst. Diese Maßnahmen trugen zur Steigerung der Goldausbeute bei.

Australisches Kupfer-Gold-Erz mit niedrigem Gehalt

Ein australisches minderwertiges Kupfer-Gold-Erz wurde mittels eines gemischten Flotationsverfahrens – Kupfer-Schwefel-Trennung – Schwefelkonzentratlaugung zur Goldgewinnung – aufbereitet. Durch Optimierung der Flotationsreagenzien (unter Verwendung einer Kombination aus Butylxanthat und Ammoniumdibutyldithiophosphat als Sammler) und des Prozessablaufs (mehrstufiges Grob- und Spülverfahren in einem geschlossenen Kreislauf) wurde eine Kupferausbeute von 82.46 % und eine umfassende Goldausbeute von 91.87 % erreicht.

Fazit

Die Optimierung der Natriumcyanid -Laugung von Gold-Kupfer-Erzen ist entscheidend für die Steigerung der Wirtschaftlichkeit und die Verbesserung der ökologischen Nachhaltigkeit des Goldabbaus. Durch das Verständnis der Herausforderungen, die durch Kupfer entstehen, und die Umsetzung von Strategien wie Vorbehandlung, Prozessparameteroptimierung und dem Einsatz von Additiven lassen sich signifikante Verbesserungen bei der Goldausbeute und dem Cyanidverbrauch erzielen. Zukünftige Forschung in diesem Bereich wird sich voraussichtlich auf die Entwicklung effizienterer und umweltfreundlicherer Methoden konzentrieren, um die Umweltauswirkungen der Gold-Kupfer-Erzverarbeitung weiter zu reduzieren und gleichzeitig die Ressourcengewinnung zu maximieren.