Studio sulla lisciviazione con cianuro del minerale d'oro di tipo Carlin carbonioso

Introduzione

I minerali auriferi carbonacei di tipo Carlin sono caratterizzati da un'ampia distribuzione e da grandi riserve. Tuttavia, pongono sfide significative nel processo di estrazione dell'oro. Questi minerali contengono tipicamente Carbonio nella loro composizione elementare, e le particelle d'oro sono presenti in forma finemente disseminata. La presenza di arsenico e carbonio porta a due problemi principali: l'incapsulamento dell'oro e l'effetto di furto dell'oro da parte del carbonio, che si traduce in tassi di lisciviazione per cianurazione diretta estremamente bassi. Di conseguenza, sono considerati minerali doppiamente refrattari o minerali ostinati, rappresentando un problema riconosciuto a livello globale nel campo dell'estrazione dell'oro.

Il problema della lisciviazione del cianuro nei minerali d'oro di tipo Carlin carbonioso

Incapsulamento dell'oro

I minerali di solfuro nei minerali d'oro carboniosi di tipo Carlin spesso incapsulano le particelle d'oro. Questa barriera fisica impedisce il contatto diretto tra cianuro soluzione e l'oro, riducendo significativamente l'efficienza del processo di lisciviazione. Ad esempio, in molte miniere con tali minerali, una grande percentuale di oro rimane intrappolata nella matrice di solfuro, inaccessibile al Lisciviazione di cianuro agente.

L'effetto furto d'oro del carbonio

I materiali carboniosi presenti in questi minerali hanno una forte affinità per i complessi di cianuro d'oro. Durante il processo di lisciviazione con cianuro, man mano che l'oro si dissolve e forma complessi di cianuro, le sostanze carboniose possono adsorbire questi complessi, "rubando" di fatto l'oro dalla soluzione. Ciò non solo comporta un tasso di recupero dell'oro inferiore, ma causa anche perdite significative nel processo di estrazione. La ricerca ha dimostrato che diversi tipi di carbonio presenti nel minerale, come il carbonio elementare, il carbonio organico e il carbonio inorganico, contribuiscono tutti in varia misura a questo effetto di sottrazione dell'oro. Il carbonio elementare, in particolare, ha un comportamento di adsorbimento simile a quello del Carboni Attivi, che può adsorbire fortemente complessi di cianuro d'oro.

Ricerca sugli esperimenti di lisciviazione del cianuro

Lisciviazione diretta del cianuro

Numerosi studi hanno dimostrato che la lisciviazione diretta con cianuro di minerali auriferi carboniosi di tipo Carlin produce recuperi di oro molto bassi. In alcuni casi, anche utilizzando metodi avanzati di lisciviazione con cianuro come il carbone in polpa (CIP) o la resina in polpa (RIP), il tasso di recupero rimane deludentemente basso. Ad esempio, in un esperimento, il tasso di recupero dell'oro con lisciviazione diretta con cianuro è stato solo del 12.9%, evidenziando l'inefficacia di questo approccio per minerali così refrattari.

Metodi di pretrattamento per migliorare la lisciviazione del cianuro

Per arrosti

La tostatura è un metodo di pretrattamento tradizionale. Riscaldando il minerale, i materiali carboniosi vengono eliminati sotto forma di CO e CO₂, e la pirite si decompone in ossidi di ferro. Questo processo espone l'oro precedentemente incapsulato, rendendolo più accessibile alla lisciviazione con cianuro. Tuttavia, la tostatura richiede un'alimentazione fine di meno dieci mesh, almeno quattro ore di tempo di ritenzione e un controllo preciso della temperatura e dell'atmosfera nel forno. Temperature inferiori a circa 500 °C o un'atmosfera leggermente riducente possono causare una tostatura incompleta, con conseguente drastica riduzione dell'estrazione dell'oro. Inoltre, a temperature pari o superiori a 550 °C, la pirite si converte in una forma refrattaria di ematite, dalla quale l'oro non può essere lisciviato efficacemente con cianuro. Infine, la tostatura richiede un costoso processo di essiccazione dell'alimentazione del forno e rigorosi controlli delle emissioni dei gas di scarico. Sebbene possa raggiungere estrazioni di oro pari all'85-87% da minerali contenenti tredici grammi di oro per tonnellata, a causa degli elevati costi di capitale richiesti e delle complesse condizioni operative, la torrefazione è stata abbandonata come alternativa adatta per molti depositi di minerali auriferi carboniosi di tipo Carlin.

Ossidazione chimica

L'ossidazione chimica ha mostrato un grande potenziale nel trattamento dei minerali auriferi carboniosi di tipo Carlin. Gli agenti ossidanti nelle paste acquose possono contrastare gli effetti deleteri dei materiali carboniosi. Ad esempio, l'uso del cloro come agente di pretrattamento è stato ampiamente studiato. Tuttavia, la quantità di cloro richiesta varia a seconda della natura refrattaria del minerale. I minerali leggermente refrattari possono richiedere solo da dieci a venti kg di cloro per tonnellata in un pretrattamento di cianurazione per ottenere un'estrazione dell'oro pari o superiore all'83% nella successiva cianurazione. I minerali altamente refrattari, d'altra parte, possono richiedere oltre 100 kg di cloro per tonnellata nel processo di pretrattamento. Sono stati studiati anche altri agenti ossidanti come il perossido di idrogeno, l'ipoclorito di sodio e il permanganato di potassio. L'ipoclorito di sodio, ad esempio, non solo può ossidare i minerali di solfuro per esporre l'oro incapsulato, ma anche passivare i materiali carboniosi, riducendone l'effetto di sottrazione dell'oro. La ricerca ha dimostrato che, in alcuni casi, l'utilizzo dell'ipoclorito di sodio come agente di pretrattamento può migliorare significativamente il tasso di recupero dell'oro nella successiva lisciviazione con cianuro.

Ossidazione batterica

L'ossidazione batterica è un metodo di pretrattamento emergente ed ecologico. Batteri acidofili misti possono essere utilizzati per ossidare i minerali di solfuro presenti nel minerale. Questo processo risolve efficacemente il problema dell'incapsulamento dell'oro da parte dei solfuri. Durante l'ossidazione batterica, i batteri metabolizzano i minerali di solfuro, scomponendoli e rilasciando l'oro incapsulato. Allo stesso tempo, l'uso di carbone attivo nel successivo processo di lisciviazione con cianuro può sfruttare la sua capacità di adsorbimento competitivo per contrastare l'effetto di sottrazione dell'oro da parte delle sostanze carboniose. Ad esempio, in uno studio su un giacimento aurifero di tipo Carlin carbonaceo nello Yunnan, attraverso la combinazione di ossidazione batterica e cianurazione con carbone in polpa, il tasso di recupero dell'oro ha raggiunto l'82.39%, mentre il consumo di reagente al cianuro è stato ridotto del 49.68%. Ciò dimostra che il processo di lisciviazione con ossidazione batterica e cianuro di carbonio è un metodo efficace per il trattamento dei minerali auriferi di tipo Carlin carbonaceo.

Conclusione

I minerali auriferi carboniosi di tipo Carlin presentano sfide significative nel processo di lisciviazione con cianuro a causa dell'incapsulamento dell'oro e dell'effetto di sottrazione dell'oro da parte del carbonio. Sebbene la lisciviazione diretta con cianuro sia generalmente inefficace, diversi metodi di pretrattamento come la torrefazione, l'ossidazione chimica e l'ossidazione batterica offrono potenziali soluzioni. Ogni metodo presenta vantaggi e limiti in termini di recupero dell'oro, costi e impatto ambientale. Tra questi, l'ossidazione batterica con lisciviazione con cianuro di carbonio e alcuni metodi di ossidazione chimica si dimostrano molto promettenti per il trattamento efficace di questi minerali refrattari. Tuttavia, sono ancora necessarie ulteriori ricerche per ottimizzare questi processi, ridurre i costi e migliorarne la compatibilità ambientale, al fine di rendere l'estrazione dell'oro dai minerali auriferi carboniosi di tipo Carlin più efficiente e sostenibile.