金鉱石処理の理解 CIL、CIP: シアン化ナトリウムの使用

厳密に言えば、シアン化処理は鉱物処理の範疇には入らず、湿式冶金に分類されるべきである。金の抽出にシアン化処理を使用する方法は、世界で最も一般的な方法である。その原理は、CIPleは、の複合化に依存しています シアン化物 金のシアン化は、イオンを遊離金と反応させて金シアン化物を形成し、金の溶解を実現します。自然界では金は遊離状態で存在することが分かっています。他の鉱物に包み込まれていても、露出すると元素金のままです。したがって、金の抽出におけるシアン化プロセスの有効性（回収率）は、ある程度、包み込まれた金を解放する能力に依存すると言えます。

CIL (Carbon In Leach) 浸出プロセスは、金抽出のためのカーボン浸出とも呼ばれ、パルプに活性炭を添加し、浸出と金の吸着を同時に行うプロセスです。これにより、CIP (Carbon In Pulp) プロセスで見られるパルプのシアン浸出と活性炭吸着の 66 つのステップが XNUMX つのステップに簡素化され、損失が減り、管理コストが下がります。従来の CCD プロセスと比較して、投資コストが XNUMX% 節約されるため、現代の金鉱石処理に好まれるプロセスとなっています。カーボンパルププロセスでは、「カーボン」と「パルプ」は、通常私たちが考えるような炭素の懸濁液ではなく、それぞれ活性炭と鉱物パルプを指します。活性炭の導入時期に応じて、浸出後に吸着を行うプロセスをカーボンパルプ法 (CIP) と呼び、浸出と吸着を同時に行うプロセスをカーボン浸出法 (CIL) と呼びます。生産設備をより効率的に活用できるため、この方法を採用するシアン化物工場が増えています。主な利点は、パルプの洗浄と固液分離が不要になることです。粒状活性炭を使用してパルプから金を直接吸着し、洗浄、固液分離、浸出液の清澄化、脱ガス、亜鉛置換操作を置き換えるためです。これにより、工業生産プロセスが大幅に簡素化され、効率が向上し、設備とインフラストラクチャへの投資が大幅に削減されます。

シアン化処理では、厳密な粉砕精度が求められます。

一般的な金含有石英脈酸化鉱石の場合、金含有鉱物の浮遊性が悪いため、浮選法では良好な鉱物処理指標を達成することが一般的に困難です。しかし、カーボンパルププロセスを利用することで、有害な不純物を最小限に抑えた状態で、93％を超える総回収率を達成できます。

前述のように、シアン化処理の有効性は、カプセル化された金を解放する能力に依存するため、粉砕はカーボンパルプ工場の準備作業において特に重要です。一般的なカーボンパルプ工場では、シアン化に適した粉砕細かさでは通常、材料の 80 ～ 95% が -0.074 mm より細かくなければなりません。鉱物が分散している鉱山では、95% 以上が -0.037 mm より細かくなければならない場合もあります。これは、カーボンパルプ工場で XNUMX 段階の粉砕で必要な細かさを達成するのは非常に困難であり、XNUMX 段階、または XNUMX 段階の粉砕が必要になることが多いことを示しています。

粉砕濃度の制御は、主に給水量、鉱石供給量、および返砂比率を調整することによって達成されます。粉砕濃度が高すぎる場合は、給水量を増やし、2 段階閉回路粉砕プロセスでの鉱石供給量を減らし、返砂比率を増やす必要があります。逆の場合も同様です。オーバーフロー濃度の制御は、オーバーフロー給水量、オーバーフロー堰の高さ、入口と出口のサイズ、およびオーバーフロー出口のサイズを調整することで管理できます。オーバーフローの細かさを制御するには、オーバーフロー堰の高さ、オーバーフロー出口のサイズ、鋼球の量と比率、粉砕濃度、オーバーフロー濃度を調整する必要があります。

要約すると、研削操作におけるすべての技術的パラメータは相互に関連しており、補完的であり、相互に制限的であるため、調整および制御プロセスでは包括的かつ調整されたアプローチを採用する必要があります。

加水分解を防ぐ シアン化物 非常に重要です。

その シアン化物 一般的に使用されるのは（シアン化カリウム、 シアン化ナトリウム、シアン化カルシウム）はすべて強塩基と弱酸塩であり、水中で加水分解されやすく、パルプ中のシアン化物イオンの濃度に影響を及ぼす可能性のあるシアン化水素を生成します。したがって、浸出プロセス中にシアン化物の加水分解を防ぐことが重要です。最も効果的な方法は、水酸化物イオンの濃度を高めることであり、これは通常、pH値を上げると呼ばれています。業界で最も経済的なpH調整剤は石灰ですが、石灰はpHを調整する際に凝集を引き起こしやすいため、粉砕操作中に石灰を追加して、十分に分散されるようにします。シアン化物浸出中は、シアン化物の分解を防ぐために溶液を一定のアルカリ度に維持する必要がありますが、シアン化物溶液のアルカリ度が高すぎてもいけません。高すぎると金の溶解速度が低下する可能性があります。

浸出時間が長くなるにつれて、金の浸出率は向上しますが、ある時点を超えると、浸出時間をさらに延長しても金の浸出率が大幅に向上しなくなります。したがって、効果的な金の浸出を保証するには、シアン化物浸出中に一定の浸出時間を確保することが不可欠です。一般に、カーボンパルプ操作中の pH 値は 10 ～ 11 のときに最も効果的です。

パルプ濃度の制御はシアン化プロセスの重要な側面です。

金とシアン化物、または金シアン化物と活性炭のいずれの場合でも、良好な鉱物処理指標を達成するには十分な接触が必要であり、パルプ濃度に対する要求が高くなります。濃度が高すぎると、活性炭の表面に沈殿しやすく、低すぎると沈殿しやすくなります。さらに、適切な pH 値とシアン化物濃度を維持するには、大量の試薬を追加する必要があります。シアン化物を選択するときは、金を溶解する相対的な能力、安定性、金の溶解に対する不純物の影響などの要素を考慮する必要があります。

長年の生産実績から、炭素パルプの金抽出には 40 ～ 45% の濃度、シアン化物濃度は 300 ～ 500 ppm がより適していると考えられています。ただし、前述のように、粉砕には通常 20 ～ XNUMX 段階の操作が必要であり、最終製品の濃度は通常 XNUMX% 未満です。したがって、浸出操作に入る前に、パルプを濃縮プロセスにかける必要があります。

の制御 シアン化ナトリウム 浸出操作中の濃度は、以下の原則に従う必要があります。金の溶解効率を確保しながら、 シアン化ナトリウム シアン化ナトリウム濃度をすべての系列浸出タンクにわたって一定にするために、または前の浸出タンクのシアン化ナトリウム濃度が後の浸出タンクよりも高くなるように、濃度を調整します。各浸出タンクで管理されるシアン化ナトリウム濃度の変動範囲が小さいほど良いです。シアン化ナトリウムを添加する浸出タンクの比率が浸出タンク全体に対して高いことが望ましいです。水酸化ナトリウム濃度をより頻繁に測定することは、操作技術的条件を制御するのに役立ちます。シアン化ナトリウムは、通常、約 10% の濃度で各タンクに添加されます。

シアン化物浸出プロセスの基本的なメカニズム

上記の式から、シアン化プロセスは酸素を必要とするプロセスであることがわかります。製造中に酸素を導入すると、浸出速度が加速される可能性があるためです。もちろん、過酸化水素などの酸化剤を適切に追加することもできますが、酸化剤が多すぎると、シアン化物からシアン酸イオンが形成され、浸出プロセスに悪影響を及ぼします。

式から、1モルの金は錯形成に2モルのシアン化物しか必要としないこともわかります。質量で言えば、約1gの金には浸出剤として0.5gのシアン化物が必要です。しかし、実際の生産では、銀、銅、鉛、亜鉛など、シアン化物と錯形成反応を起こす可能性のある他の鉱物の影響により、試薬の投与量は計算だけに限定されるべきではありません。最終的な浸出速度に基づいて調整する必要があり、鉱石の特性が変わった場合は調整を追跡する必要があります。通常、計算値の200〜500倍の範囲が妥当であると考えられています。要約すると、パルプ中のシアン化物イオンの濃度を確保することは、良好な指標を達成するための必要条件です。

担持炭に吸着された金が3000g/tを超えると、活性炭パルプ吸着プロセス全体が完了したとみなされます。ただし、銅や銀の不純物が多い鉱石は活性炭の吸着能力にも影響を及ぼし、金担持炭が期待どおりの目標を満たさない可能性があります。活性炭に吸着能力がなくなった場合、飽和したとみなします。飽和した活性炭の場合、脱着と電気分解を行って金を取り出す必要があります。ただし、その後の操作はより複雑で、より大きな投資が必要です。金の生産密度が高い地域では、金担持炭を販売して利益を得るか、より簡単な方法として燃焼によって金を取り出します。

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