금광에서의 교반 시안화 침출의 주요 공정

개요

1887년부터 산업 생산에 사용되어 온 시안화 침출은 광물입니다. 침출 공정 사용 시안화물 금과 은을 함유하는 광물 원료에서 금과 은을 추출하기 위한 침출제로서 용액을 사용합니다. 교반 시안화 침출은 시안화 침출의 중요한 방법 중 하나이며, 금광 산업에서 널리 사용됩니다.

교반 시안화 침출의 원리

시안화물 등 시안화 나트륨 (NaCN)은 시안화 공정의 핵심 시약입니다. 시안화나트륨은 무색 투명한 결정으로, 불순물로 인해 종종 회황색을 띱니다. 물에 잘 녹으며, 용해도는 20% 이상입니다. 수용액의 pH를 7로 산성화하면 시안화물은 거의 완전히 분해되어 무색이며 독성이 강한 휘발성 시안화수소 기체로 변합니다. 용액에서 시안화수소는 약산으로 이온화하기 어려우며 금과 은에 대한 침출 효과가 없습니다. pH가 12일 때 용액 속 시안화물은 거의 완전히 시안화 이온으로 해리됩니다. 따라서 시안화 반응은 알칼리성 매질에서 수행해야 합니다.

일반적으로 산소가 존재하는 환경에서 금의 시안화 침출은 전기화학적 부식 과정입니다. 시안화물은 산소와 함께 알칼리성 환경에서 금과 반응하여 수용성 금-시안화물 복합체를 형성하여 광석에서 금을 용해시킵니다.

교반 시안화 침출 공정

1. 침출 원료의 준비

• 눌러 터뜨리는: 채굴된 원금광석은 먼저 파쇄기를 통해 파쇄됩니다. 파쇄 과정은 조파쇄, 중파쇄, 그리고 정파쇄로 나뉩니다. 조파쇄와 중파쇄에는 조파쇄기와 콘파쇄기가 주로 사용되며, 주로 큰 광석을 작은 입자로 분쇄하는 데 사용되며, 일반적으로 입자 크기는 수 센티미터로 조절됩니다. 해머파쇄기는 주로 정파쇄에 사용됩니다.

• 연마: 파쇄된 광석은 볼 밀로 들어가 적절한 입자 크기로 추가 분쇄됩니다. 일반적으로 금 광물이 완전히 분리되려면 광석 입자 크기가 200%~60%인 -90 메시에 도달해야 합니다. 일반적으로 격자형 볼 밀은 거친 분쇄에, 오버플로우형 볼 밀은 미세 분쇄에 사용됩니다.

• 슬러리 준비: 분쇄된 광석 펄프는 교반 탱크에 들어갑니다. 광석 펄프 농도를 조절하기 위해 적정량의 물을 첨가하는데, 일반적으로 30~50%로 조절합니다. 동시에 석회와 같은 조절제를 첨가하여 광석 펄프의 pH 값을 10~11로 조절합니다. 이는 시안화 침출에 유리한 알칼리성 환경을 조성하고 다른 불순물의 용해를 억제합니다.

2. 교반 시안화 침출

• 침출 시약 첨가: 시안화물제 등 시안화 나트륨 (NaCN) 또는 시안화칼륨(KCN)을 조정된 광석 펄프에 첨가합니다. 완전히 교반된 상태에서 시안화물은 금과 화학적으로 반응하여 수용성 시안화금 복합체를 형성합니다.

• 침출 장비: 침출 공정은 일반적으로 여러 개의 직렬 연결된 교반 탱크에서 수행됩니다. 교반 탱크는 혼합 방식에 따라 압축 공기 교반 탱크, 기계식 교반 탱크, 혼합 교반 탱크의 세 가지 유형으로 구분할 수 있습니다.

• 침출 조건: 농도 시안화 나트륨 광석 펄프의 시안화나트륨 함량은 일반적으로 0.02%~0.1%입니다. 광석 펄프의 pH를 9~12로 맞추기 위해 작업 중 석회를 첨가합니다. 광석 펄프 내 용존 산소 농도와 시안화나트륨 농도의 최적 비율을 유지하기 위해 공기를 채웁니다. 금이 완전히 용해되도록 침출 시간은 일반적으로 24~48시간입니다.

3. 고액 분리 및 세척

• 고액 분리: 침출 후, 광석 펄프는 농축기 및 필터와 같은 장비를 통해 고액 분리 과정을 거쳐 금 함유 임신액과 침출 잔류물을 얻습니다. 농축기는 중력 침강 원리를 이용하여 광석 펄프 내 고체 입자를 바닥에 가라앉히고, 상층액이 금 함유 임신액이 됩니다. 필터는 농축기의 저류를 추가로 여과하여 고액 분리 효과를 향상시킵니다.

• 세탁: 시안화물 침출액과 침출 잔류물을 충분히 분리하기 위해 일반적으로 3~5단계의 농축, 여과 또는 이 두 가지를 조합한 세척 공정을 사용합니다. 이는 시안화 침출의 핵심 조작입니다. 일반적으로 사용되는 방법은 연속 역류 침출법(CCD법)입니다. 이 방법에 사용되는 농축기는 단층과 다층 유형으로 나눌 수 있습니다. 중국의 많은 시안화 농축기는 고액 분리 및 연속 역류 세척을 위해 2~3층 농축기를 사용합니다.

4. 골드 회수

• 아연 분말 치환법: 금을 함유하는 임신 용액에 아연 분말을 첨가합니다. 아연은 시안화금 착물과 치환 반응하여 금을 금속 금으로 환원시키고 침전시킵니다. 여과 후 금머드(gold mud)를 얻고, 이 금머드를 용융 등의 공정을 거쳐 조금을 얻습니다.

• 활성탄 흡착법: 금을 함유하는 임신액에 활성탄을 첨가하면 시안화금 착물이 활성탄에 흡착됩니다. 그런 다음 탈착 및 전해채취와 같은 공정을 통해 활성탄에서 금을 회수합니다. 이 방법은 펄프 중 탄소법(CIP)과 침출 중 탄소법(CIL)으로 세분될 수 있습니다.

• CIP 프로세스: 먼저 시안화 침출법을 시행한 후, 광석 펄프에 활성탄을 첨가하여 금을 흡착합니다. CIP 공정에서 침출과 흡착은 두 가지 독립적인 작업입니다. 흡착 공정에서는 침출 과정이 기본적으로 완료되었으며, 흡착 탱크의 크기, 수량 및 운전 조건은 흡착 변수에 따라 결정됩니다.

• CIL 프로세스: 활성탄을 침출조에 첨가하고, 침출과 흡착을 동시에 실시합니다. 즉, 침출과 흡착이 동시에 일어납니다. CIL 공정에서는 침출과 흡착 작업이 동시에 진행됩니다. 일반적으로 침출 작업은 흡착 작업보다 시간이 더 오래 걸립니다. 따라서 탱크의 크기, 통기, 주입량은 침출 매개변수에 따라 결정됩니다. 흡착 속도는 용액 내 용해된 금의 농도에 따라 달라지므로, 전단 흡착조의 용해된 금 농도를 높이고 동시에 침출 시간을 늘리기 위해 일반적으로 침출 및 흡착 전에 1~2단계의 전침출을 추가합니다.

5. 테일링 처리

그 후의 잔여물 금 회복 일반적으로 일정량의 잔류 시안화물과 기타 불순물이 포함되어 있습니다. 환경 보호 요건을 충족하기 위해 광미는 적절하게 처리해야 합니다. 일반적인 처리 방법으로는 화학적 산화법(예: 이산화황-공기법), 자연 분해법, 또는 생분해법이 있으며, 이를 통해 잔류 시안화물 농도를 국가 기준 이하로 낮추고 환경 오염을 방지할 수 있습니다. 처리된 광미는 적재 또는 기타 적절한 방법을 통해 폐기할 수 있습니다.

맺음말

교반 시안화 침출은 금광석에서 금을 추출하는 데 중요한 공정입니다. 원료 준비, 교반 침출, 고액 분리, 금 회수, 그리고 광미 처리와 같은 일련의 공정을 통해 금광석에서 금을 효과적으로 추출할 수 있습니다. 그러나 시안화물의 독성으로 인해, 교반 시안화 침출금광산업의 지속 가능한 발전을 보장하기 위해서는 안전 생산과 환경 보호에 엄격한 주의를 기울여야 합니다.