Исследование цианидного выщелачивания углеродистой золотой руды карлинского типа

Введение

Углеродистые золотоносные руды карлинского типа характеризуются широким распространением и большими запасами. Однако они представляют значительные трудности в процессе извлечения золота. Эти руды, как правило, содержат углерод в своем элементном составе, а частицы золота присутствуют в мелкодисперсной форме. Присутствие мышьяка и углерода приводит к двум основным проблемам: инкапсуляции золота и эффекту «похищения» золота углеродом, что приводит к крайне низким скоростям прямого цианидного выщелачивания. В результате они считаются тугоплавкими или труднообогатимыми рудами, представляющими собой общепризнанную проблему в области золотодобычи.

Проблема выщелачивания цианидом углеродистых золотых руд карлинского типа

Инкапсуляция золота

Сульфидные минералы в углеродистых золотоносных рудах карлинского типа часто инкапсулируют частицы золота. Этот физический барьер препятствует прямому контакту цианидного раствора с золотом, значительно снижая эффективность процесса выщелачивания. Например, во многих шахтах с такими рудами большая часть золота остается запертой внутри сульфидной матрицы, недоступной для цианидного выщелачивающего агента.

Эффект ограбления золота углеродом

Углеродсодержащие материалы в этих рудах обладают сильным сродством к комплексам цианида золота. В процессе цианидного выщелачивания, когда золото растворяется и образует комплексы цианида, углеродсодержащие вещества могут адсорбировать эти комплексы, фактически «забирая» золото из раствора. Это не только приводит к снижению степени извлечения золота, но и вызывает значительные потери в процессе экстракции. Исследования показали, что различные типы углерода в руде, такие как элементарный углерод, органический углерод и неорганический углерод, в различной степени способствуют этому эффекту «забирания» золота. В частности, элементарный углерод обладает адсорбционными свойствами, аналогичными свойствам активированного угля , который может сильно адсорбировать комплексы цианида золота.

Исследования по выщелачиванию цианидом

Прямое выщелачивание цианидом

Многочисленные исследования показали, что прямое цианидное выщелачивание углеродистых золотых руд типа Карлин дает очень низкие показатели извлечения золота. В некоторых случаях, даже при использовании передовых методов цианидного выщелачивания, таких как уголь в пульпе (CIP) или смола в пульпе (RIP), степень извлечения остается разочаровывающе низкой. Например, в определенном эксперименте степень извлечения золота прямым цианидным выщелачиванием составила всего 12.9%, что подчеркивает неэффективность этого подхода для таких упорных руд.

Методы предварительной обработки для улучшения выщелачивания цианидом

Запекание

Обжиг — традиционный метод предварительной обработки. При нагревании руды углеродистые материалы выводятся в виде CO и CO₂, а пирит разлагается на оксиды железа. Этот процесс обнажает ранее инкапсулированное золото, делая его более доступным для выщелачивания цианидом. Однако обжиг требует мелкой загрузки минус десять меш, как минимум четырех часов времени выдержки и точного контроля температуры и атмосферы в печи. Температуры ниже примерно 500 °C или слегка восстановительная атмосфера могут привести к неполному обжигу, что приводит к резкому снижению извлечения золота. Более того, при 550 °C и выше пирит превращается в тугоплавкую форму гематита, из которой золото невозможно эффективно выщелачивать цианидом. Кроме того, обжиг требует дорогостоящей сушки загрузки в печь и строгого контроля выбросов печных газов. Хотя этот метод позволяет извлекать 85–87% золота из руды, содержащей тринадцать граммов золота на тонну, из-за высоких капитальных затрат и сложных условий эксплуатации обжиг был отвергнут как подходящая альтернатива для многих месторождений углеродистых золотых руд типа Карлин.

Химическое окисление

Химическое окисление показало большой потенциал в обработке углеродистых золотых руд типа Карлин. Окислители в водных пульпах могут преодолеть вредное воздействие углеродистых материалов. Например, использование хлора в качестве агента предварительной обработки было тщательно изучено. Однако необходимое количество хлора варьируется в зависимости от огнеупорной природы руды. Для умеренно огнеупорных руд может потребоваться всего от десяти до двадцати кг хлора на тонну при предварительной обработке цианированием для достижения 83% или более извлечения золота при последующем цианировании. С другой стороны, для высоко огнеупорных руд может потребоваться более 100 кг хлора на тонну в процессе предварительной обработки. Также были исследованы другие окислители, такие как перекись водорода, гипохлорит натрия и перманганат калия. Например, гипохлорит натрия может не только окислять сульфидные минералы, чтобы обнажить инкапсулированное золото, но и пассивировать углеродистые материалы, снижая их эффект кражи золота. Исследования показали, что в некоторых случаях использование гипохлорита натрия в качестве реагента предварительной обработки может значительно повысить степень извлечения золота при последующем выщелачивании цианидом.

Бактериальное окисление

Бактериальное окисление является новым и экологически чистым методом предварительной обработки. Смешанные ацидофильные бактерии могут использоваться для окисления сульфидных минералов в руде. Этот процесс эффективно решает проблему инкапсуляции золота сульфидами. Во время бактериального окисления бактерии метаболизируют сульфидные минералы, разрушая их и высвобождая инкапсулированное золото. В то же время использование активированного угля в последующем процессе выщелачивания цианидом может использовать его конкурентную адсорбционную способность для противодействия эффекту кражи золота углеродистыми веществами. Например, в исследовании на углеродистом золотом месторождении типа Карлин в Юньнани, благодаря сочетанию бактериального окисления и цианирования углерода в пульпе, степень извлечения золота достигла 82.39%, в то время как расход цианидного реагента был снижен на 49.68%. Это показывает, что процесс бактериального окисления - выщелачивания цианидом углерода является эффективным методом для обработки углеродистых золотых руд типа Карлин.

Заключение

Углеродистые золотые руды типа Карлин представляют значительные проблемы в процессе выщелачивания цианидом из-за инкапсуляции золота и эффекта кражи золота углеродом. Хотя прямое выщелачивание цианидом, как правило, неэффективно, различные методы предварительной обработки, такие как обжиг, химическое окисление и бактериальное окисление, предлагают потенциальные решения. Каждый метод имеет свои преимущества и ограничения с точки зрения извлечения золота, стоимости и воздействия на окружающую среду. Среди них бактериальное окисление - выщелачивание цианидом углерода и некоторые методы химического окисления показывают большие перспективы для эффективной обработки этих тугоплавких руд. Однако по-прежнему необходимы дальнейшие исследования для оптимизации этих процессов, снижения затрат и повышения их экологичности, чтобы сделать извлечение золота из углеродистых золотых руд типа Карлин более эффективным и устойчивым.