금광에 대한 시안화조 침출법의 적용 범위 및 공정 흐름

1. 소개

시안 화조 침출법은 금광석에서 금을 추출하는 데 중요한 공정입니다. 이 방법은 특정한 적용 범위와 잘 정의된 일련의 공정 단계를 가지고 있으며, 이는 금 자원의 효율적인 추출에 매우 중요한 역할을 합니다.

2. 적용 범위

2.1 광석 입자 크기 요구 사항

배트 침출법에 적합한 금광석은 일반적으로 미세한 금 입자 분포를 보입니다. 광석 내 금 입자가 매우 미세한 경우, 중력 분리와 같은 간단한 물리적 분리 방법으로는 분리하기 어렵습니다. 이러한 경우, 시안화 배트 침출법을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 일부 산화물형 금광석에서는 금이 미세 입자 형태로 존재하는 경우가 많으며, 이는 배트 침출법으로 효과적으로 처리할 수 있습니다.

2.2 광석 등급 요구 사항

이 방법은 특히 저품위 또는 초저품위 금광석에 적합합니다. 고품위 금광석의 경우, 더 효율적이고 시간이 덜 소요되는 추출 방법이 선호될 수 있습니다. 그러나 광석 단위 질량당 금 함량이 상대적으로 낮은 저품위 광석의 경우, 특정 조건 하에서는 배트 침출법으로도 경제적인 추출이 가능합니다. 배트 침출 공정의 비용이 상대적으로 낮기 때문에 이러한 광석을 처리하는 데 적합한 방법입니다.

2.3 광석 투과성 요구 사항

투수성이 낮은 광석도 침출조 공정에 적합합니다. 광석의 투수성이 좋으면 시안화 용액이 광석을 너무 빨리 통과하여 시안화 용액과 금 사이의 접촉 시간이 부족해지고, 결과적으로 금 침출률이 감소할 수 있습니다. 반대로 투수성이 낮은 광석의 경우, 침출조 공정은 시안화 용액의 유속과 광석과의 접촉 시간을 제어하여 더 나은 침출 결과를 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 미세 금 입자를 함유하는 산화철 피복형 광석이나 미세 금 입자를 함유하는 산화 석영맥형 광석은 투수성이 비교적 낮아 침출조 공정에 매우 적합합니다. 이러한 광석의 경우 침출조 공정을 통해 70~90%의 금 회수율을 달성할 수 있습니다.

3. 프로세스 흐름

3.1 침출조 준비

이 공정에 사용되는 침출조는 일반적으로 목재, 철, 콘크리트 등의 재료로 만들어집니다. 조의 바닥은 평평하거나 약간 기울어질 수 있으며, 모양은 원형, 직사각형 또는 정사각형일 수 있습니다. 조 내부에는 천공된 내산성 판으로 만든 가바닥이 설치되어 있습니다. 가바닥 위에 여과포를 깔고, 나무 조각이나 부식 방지 금속 조각으로 만든 격자를 여과포 위에 덮습니다. 가바닥은 광석을 걸러내고 지지하는 데 사용됩니다. 침출 공정을 시작하기 전에 조, 특히 침출조와 저액체조가 불투수성이며 기본적으로 건조되어 있는지 확인해야 합니다.

3.2 광석 전처리 - 파쇄 및 선별

채굴된 금을 함유한 광석은 특정 입자 크기로 파쇄해야 합니다. 먼저, 광석은 간단한 분해를 위해 파쇄 단계로 공급됩니다. 필요한 광석 입자 크기에 따라 조파쇄, 중파쇄, 미세 파쇄 작업이 있습니다. 일반적으로 조파쇄에는 조파쇄기가 사용되며, 이를 통해 입자 크기를 약 50~100mm로 줄일 수 있습니다. 그런 다음, 중파쇄 및 미세 파쇄 작업에 콘 파쇄기를 사용하여 입자 크기를 5~25mm 범위로 줄입니다. 파쇄 후, 광석은 진동 스크린으로 선별하여 균일한 입자 크기를 보장합니다. 요구 사항을 충족하지 못하는 조대 광석은 재파쇄를 위해 파쇄기로 반환되고, 적합한 크기의 광석은 다음 단계로 들어갑니다.

3.3 침출 공정

1. 광석을 침출조에 투입하기 : 분쇄 및 선별된 광석을 침출조에 투입합니다.

2. 침출액 준비 : 저액상조에서 알칼리성 시안화나트륨 용액을 침출제로 준비합니다. 시안화나트륨 용액의 농도는 일반적으로 0.05%~0.1% 범위 내에서 조절되며, 이는 특정 광석의 특성에 따라 실험을 통해 결정됩니다. 이러한 농도는 효율적인 금 추출을 보장하는 동시에 환경에 미치는 영향을 최소화합니다.

3. 침출 공정 : 준비된 침출액을 침출조에 주입합니다. 침출 과정 동안 침출액은 광석층을 천천히 투과합니다. 광석 속의 금은 산소(일반적으로 침출조에 공기를 주입함)의 작용으로 용액 속의 시안화물과 반응합니다. 주요 화학 반응식은 \(4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH\)입니다. 이 반응에서 금은 가용성 금-시안화물 착물을 형성하고 용액에 용해됩니다. 침출 시간은 광석의 종류, 광석 입자 크기, 침출액의 농도 등의 요인에 따라 며칠에서 수주까지 비교적 길게 소요됩니다. 침출 과정 중에는 침출 반응이 최적의 조건에서 진행되도록 침출액의 농도, pH 값, 용액 내 금 함량을 정기적으로 측정해야 합니다.

3.4 금 함유 용액(농후-액상)의 분리

침출이 일정 시간에 도달하고 검출을 통해 액체의 농도와 등급이 요구 사항을 충족하면, 금을 함유하는 용액(농후 용액)이 용기 바닥에서 배출됩니다. 농후 용액에는 용해된 금-시안화물 복합체가 포함되어 있으며, 금을 회수하기 위해서는 추가 처리가 필요합니다.

3.5 금 회수

1. 아연 분말(판) 치환법 : 금 회수 에 흔히 사용되는 방법 중 하나는 아연 분말(판) 치환법입니다. 아연은 금보다 환원력이 강합니다. 아연 분말이나 아연판을 금이 풍부한 액체에 첨가하면 치환 반응이 일어납니다. 화학 반응식은 \(2Na[Au(CN)_2]+Zn = 2Au+Na_2[Zn(CN)_4]\)입니다. 금은 아연에 의해 금-시안화물 복합체에서 치환되어 고체 입자 형태로 침전됩니다. 치환 반응 후, 고체-액체 혼합물을 여과하여 금이 함유된 고체를 얻고, 이를 제련 공정에 사용합니다.

2. 활성탄 흡착법 : 또 다른 방법은 활성탄 흡착법입니다 . 활성탄은 넓은 비표면적과 강력한 흡착 능력을 가지고 있습니다. 금이 풍부한 액체를 활성탄 으로 채워진 컬럼에 통과시키면 용액 내의 금-시안화물 착물이 활성탄 표면에 흡착됩니다. 흡착 후, 금이 흡착된 활성탄(흡착탄)을 용액에서 분리합니다. 그런 다음, 흡착탄을 탈착 처리합니다. 일반적으로, 특정 온도와 압력에서 활성탄으로부터 금을 탈착하기 위해 탈착 용액(예: 수산화나트륨과 시안화나트륨 혼합물 )을 사용합니다. 탈착된 금 함유 용액을 전기분해하여 금을 얻습니다.

3.6 미립 폐기물 및 폐액 처리

1. 광미 처리 : 금 회수 후 남은 광미에는 일정량의 시안화물과 기타 불순물이 남아 있습니다. 환경 보호 요건을 충족하기 위해서는 광미를 처리해야 합니다. 일반적인 방법으로는 메타중아황산나트륨이나 황산구리와 같은 시약을 광미에 첨가하여 분해하고 시안화물을 제거하는 것입니다. 처리 후 광미는 적절하게 보관하거나 추가 가공할 수 있습니다.

2. 폐액 처리 : 공정 중에 발생하는 폐액에는 시안화물 및 기타 유해 물질이 포함되어 있습니다. 이러한 폐액은 국가 배출 기준을 충족하기 위해 화학적 침전, 이온 교환, 생물학적 처리 등의 공정을 거쳐 유해 물질 함량을 줄여야 합니다.

4. 결론

시안화조 침출법은 금광 산업, 특히 미립자, 저품위, 저투과율 금광석에 적용 가능한 독보적인 범위를 가지고 있습니다. 일련의 엄격한 공정 단계를 거쳐 이 방법은 광석에서 효과적으로 금을 추출할 수 있습니다. 그러나 공정에 시안화물이 사용되므로 작업자의 안전을 보장하고 환경에 미치는 영향을 최소화하기 위해 엄격한 안전 및 환경 보호 조치를 취해야 합니다. 채굴 기술의 지속적인 발전에 따라, 이 공정의 지속적인 개선 및 최적화를 통해 금 추출 효율을 높이고 비용을 절감하는 동시에 환경 친화성을 확보할 수 있을 것으로 기대됩니다.