구리 함유 금광석에 대한 시안화 공정 적용 및 연구

개요

금 추출 분야에서 시안화 공정은 선택성과 실용성 덕분에 오랫동안 핵심적인 공정으로 자리매김해 왔습니다. 그러나 구리를 함유한 금광석의 경우, 복잡한 광물학적 구성으로 인해 특별한 어려움이 발생합니다. 전 세계적으로 구리, 은, 금 광체의 품위가 지속적으로 감소하고 주변 광물학적 구성이 더욱 다양해짐에 따라, 이러한 복잡한 광석에 대한 시안화 공정 최적화가 매우 중요해졌습니다. 본 블로그 게시물에서는 구리를 함유한 금광석에 대한 시안화 공정의 적용 및 연구를 심층적으로 살펴보고, 효과적인 처리 방법에 대한 통찰력을 제공하고자 합니다.

구리 함유 금광석의 시안화 처리 과제

광물학적 복잡성

구리를 함유한 금광석에는 황철석, 자황철석, 황동석, 섬아연석과 같은 금속 황화물 광물을 비롯한 다양한 광물이 포함되어 있는 경우가 많습니다. 또한, 광석 슬러리에는 Fe²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, S²⁻, Fe³⁺와 같은 이온이 존재할 수 있습니다. 시안화침출 공정 중 이러한 성분들은 다량의 시안화물 과 용존 산소를 소모할 수 있습니다. 예를 들어, Cu²⁺는 시안화물과 반응하여 안정적인 착물을 형성함으로써 금 용해에 이용 가능한 자유 시안화물의 양을 감소시킵니다. 이는 시안화물 소모량을 증가시킬 뿐만 아니라 금 침출 효율을 저하시킵니다.

시안화물 소비

광석의 높은 구리 함량은 과도한 시안화물 소비 로 이어집니다 . 침출액에 용해된 구리는 시안화물과 반응하여 운영 비용을 지나치게 높입니다. 어떤 경우에는 아제르바이잔에 있는 앵글로 아시안 마이닝의 게다 베크 광산에서 볼 수 있듯이, 공급 원료의 구리 함량이 시간이 지남에 따라 변할 수 있습니다. 교반 침출 및 수지-인-펄프 금광석 처리 공장 가동 후, 예상보다 높은 구리 함량으로 인해 시안화물 소비량이 증가했습니다. 이는 해당 공장이 금 생산량에 큰 영향을 미치지 않고 침출액의 높은 구리 농도를 처리할 수 있는 능력을 갖추고 있음에도 불구하고 발생한 문제입니다.

구리 함유 금광석에 대한 시안화 공정 적용

암모니아 - 보조 시안화물 침출

구리 함유 금광석의 시안화물 처리 문제를 해결하는 한 가지 방법은 암모니아 보조 시안화물 침출법을 사용하는 것입니다. 게다 벡 광산에서는 시안화물 소모량을 줄이기 위해 침출 회로에 암모니아를 도입했습니다. 이 방법은 구리 추출량을 절반으로 줄이는 데 효과적이었으며, 이를 통해 전체 침출 시스템에서 시안화물 소모량을 크게 줄이는 것으로 나타났습니다. 구리-금 시안화물 침출 시스템에서 암모니아를 사용하는 것은 오랜 역사를 가지고 있으며, 이는 헌트가 구리 함유 광석에서 금 침출 시 시안화물 소모량을 줄이기 위해 암모니아를 사용하는 방법에 대한 특허를 취득한 1902년으로 거슬러 올라갑니다. 암모니아-시안화물 공정은 네바다주 콤스톡 광맥의 광미와 캘리포니아주 데일의 구리 함유 금광석을 처리하는 데 상업적으로 사용되었습니다.

광석 펄프 전처리

구리 함유 금광석의 시안화 공정에서 광석 펄프의 전처리는 또 다른 중요한 단계입니다.알칼리 전처리는 시안화물 소모를 줄이고 금의 시안화물 침출 속도를 향상시킬 수 있습니다.광석 펄프가 전처리되지 않은 경우, 그 안의 자유 CN⁻가 가장 적습니다.이는 CN⁻가 Fe²⁺, Zn²⁺, S²⁻ 및 기타 이온에 의해 소모되고 Cu²⁺, Fe³⁺, Zn²⁺ 이온의 함량도 가장 낮음을 나타냅니다.전처리 후, 광석 펄프의 자유 CN⁻는 비교적 높고 Cu²⁺, Fe³⁺, Zn²⁺ 이온은 전처리하지 않은 이온보다 높습니다.이는 전처리 후 자유 CN⁻의 소모가 감소하고 유해 이온이 CN⁻에 의해 소모되지 않음을 의미합니다.따라서 시안화물 침출 전에 알칼리 전처리하는 것이 유익할 수 있습니다.

연구 및 최적화 방향

새로운 시약 및 공정 개발

연구자들은 구리 함유 금광석의 시안화 공정을 개선하기 위해 새로운 시약과 공정을 끊임없이 연구하고 있습니다. 예를 들어, 보조 산화제의 사용이 주요 연구 분야입니다. 침출 공정 중 산화제(순수 산소 또는 기타 산화물)를 첨가하면 광석 펄프의 "유효 활성 산소" 함량을 높이고, 시안화 침출 환경을 개선하며, 침출 속도를 높이고, 침출 시간을 단축하고, 시안화물 소비량을 줄일 수 있습니다. 보조 산화제의 사용은 시안화 공정을 최적화하는 최적의 기술로 전 세계적으로 널리 홍보되어 왔습니다. 또한, 구리 함유 금광석에서 고효율로 금을 침출하는 데 잠재력이 있는 티오황산염과 같은 새로운 침출제의 개발 또한 중요한 연구 방향입니다.

프로세스 통합 및 최적화

다양한 공정을 통합하면 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다. 예를 들어, Geda Bek 광산에서처럼 교반 침출 플랜트를 기존 힙 침출/ADR/SART 공정과 통합하면 전체 공정의 효율성을 높일 수 있습니다. 금이 포함된 이온 교환 수지와 접촉하여 침출 펄프에서 금을 회수하는 수지-펄프 시스템(resin-pulp system)은 이러한 통합의 핵심 요소입니다. 이러한 공정과 장비의 조합을 최적화함으로써 구리 함유 금광석에 대한 시안화 공정의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있습니다.

맺음말

구리 함유 금광석의 시안화 공정은 여러 어려움에도 불구하고 광업 분야에서 여전히 중요한 공정입니다. 암모니아 보조 시안화물 침출, 광석 펄프 전처리, 그리고 새로운 시약 및 공정 통합에 대한 지속적인 연구 개발을 통해 시안화 공정의 효율성과 경제적 타당성을 향상시킬 수 있습니다. 광업이 광석 품위 저하와 복잡한 광물학적 특성이라는 과제에 지속적으로 직면함에 따라, 구리 함유 금광석의 시안화 공정에 대한 지속적인 혁신은 지속 가능한 금 생산을 보장하는 데 필수적입니다.