En este proceso, el carbón activado no "extrae" directamente el oro metálico de las partículas del mineral, sino que adsorbe los complejos que contienen oro que ya están en la solución. Las investigaciones muestran que desde la década de 1970, la adsorción con carbón activado se ha convertido en un método industrial importante para recuperar oro a partir de soluciones de cianuro que contienen oro, y sus principales ventajas incluyen una alta eficiencia de adsorción, una amplia disponibilidad de materias primas, tecnología madura y facilidad de reciclaje.
En la producción real, el carbón activado para la recuperación de oro se utiliza principalmente en los tres procesos siguientes:
Carbono en Pulpa (CIP);
Carbono en lixiviación (CIL);
Carbono en columna (CIC).
La tasa de adsorción, la capacidad de carga de oro, la resistencia mecánica y la resistencia a la abrasión del carbón activado afectan directamente la tasa de recuperación de oro, la pérdida de carbono y el costo operativo general de la planta.
¿Por qué se puede utilizar carbón activado para reciclar oro?
En los procesos comunes de lixiviación de oro, el oro del mineral entra en la solución y forma complejos estables que contienen oro. Tomando como ejemplo la lixiviación tradicional con cianuro, el oro generalmente existe en la solución de lixiviación como iones dicianato, es decir, Au(CN)2−.Su reacción simplificada se puede expresar como:4Au+8CN−+O2+2H2O→4Au(CN)2−+4OH−
El carbón granular activado, después del tratamiento de activación, posee una estructura de poros bien desarrollada y una gran superficie interna, lo que le permite adsorber y enriquecer complejos de oro a partir de soluciones que contienen oro de baja concentración. En comparación con el tratamiento directo de grandes cantidades de lixiviados de baja concentración, concentrar el oro en una pequeña cantidad de carbón activado antes de la desorción y la electrodeposición ayuda a reducir la escala de los tratamientos posteriores.
¿Por qué la mayoría de los clientes eligen el carbón activado con cáscara de coco para refinar el oro?
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El carbón activado utilizado en la recuperación de oro se puede preparar a partir de materias primas que contienen carbono, como carbón, madera y cáscaras de coco. Sin embargo, los sistemas industriales CIP, CIL y CIC suelen priorizar la resistencia mecánica, la resistencia a la abrasión y la estabilidad del tamaño de las partículas del carbón activado.
El carbón activado de cáscara de coco tiene las siguientes características:
Alta resistencia mecánica
El carbón activado está sujeto a fricción e impacto continuos en tanques de mezcla, equipos de cribado, tuberías de transporte y sistemas de regeneración. El carbón activado de alta resistencia es menos propenso a romperse, lo que ayuda a reducir el riesgo de que el polvo de carbón cargado de oro se pierda con los relaves.
Estructura de poros bien desarrollada
Una distribución adecuada del tamaño de los poros facilita la entrada de complejos que contienen oro al interior del carbón activado, donde son adsorbidos y enriquecidos en la superficie de los poros.
Buena resistencia a la abrasión
Una baja tasa de abrasión reduce la generación de carbón fino, lo que reduce la carga de cribado y la pérdida de carbón.
Tamaño de partícula relativamente uniforme
Una distribución estable del tamaño de partículas ayuda a mantener la estabilidad de los procesos de flujo de lodo, cribado y transferencia de carbono.
Capacidad de desorción, regeneración y reutilización
Después de la desorción, el carbón activado cargado de oro puede regenerarse parcialmente mediante regeneración térmica y devolverse al circuito de adsorción para su uso continuo.
Los proveedores de carbón activado para el reciclaje de oro generalmente consideran alta dureza, baja abrasión, bajo contenido de partículas escamosas, tamaño de partícula estable y buena cinética de adsorción de oro como características clave de rendimiento del carbón activado que contiene oro de cáscara de coco.
Los principales procesos de carbón activado en la refinación de oro.
1. Proceso de carbono en pulso (CIP)
CIP significa "Carbono en pulpa".En el proceso CIP, la lechada primero se somete a lixiviación de oro y luego ingresa a un circuito de carbón activado que consta de múltiples tanques de adsorción. La suspensión lixiviada contiene oro disuelto. Se agrega carbón activado granular a los tanques de adsorción, lo que hace que el complejo de oro se transfiera de la fase líquida a la superficie y los poros internos del carbón activado.
La suspensión normalmente fluye secuencialmente a través de los tanques de adsorción en una dirección, mientras que el carbón activado se mueve en la dirección opuesta, etapa por etapa. Esta operación a contracorriente facilita el contacto entre el carbón activado fresco o con bajo contenido de oro y la lechada final de baja concentración, al mismo tiempo que permite que el carbón activado con alto contenido de oro entre en contacto con la lechada de mayor concentración, mejorando así la fuerza impulsora de la adsorción y la utilización del carbón activado.
Las características clave del CIP incluyen:
• La lixiviación y la adsorción de carbón activado se realizan por etapas;
• Control de procesos relativamente claro;
• Fácil de optimizar las condiciones de lixiviación y adsorción por separado;
• Altos requisitos de resistencia al desgaste y estabilidad del tamaño de las partículas del carbón activado.
2. Carbono en lixiviación (CIL)
CIL es una abreviatura de "Carbon in Leach", comúnmente conocido como proceso de lixiviación de carbono.A diferencia de CIP, CIL combina lixiviación de oro y adsorción de carbón activado en el mismo tanque. El oro del mineral ingresa a la solución mientras es absorbido por el carbón activado, lo que permite que los procesos de lixiviación y adsorción ocurran simultáneamente.
Las características clave de CIL incluyen:
• Lixiviación y adsorción simultáneas;
• Flujo de proceso relativamente compacto;
• Capacidad de reducir rápidamente la concentración de oro en la solución, manteniendo la fuerza impulsora para una mayor lixiviación;
Ventajas potenciales al procesar minerales con características de "robo de oro".
"Robo de oro" se refiere a la readsorción de oro disuelto en la superficie del mineral mediante sustancias carbonosas naturales u otros componentes adsorbentes en el mineral, lo que resulta en la pérdida de oro con los relaves. En el proceso CIL, el carbón activado especializado puede competir con estos adsorbentes naturales por los complejos que contienen oro, reduciendo así el impacto del robo de oro. Sin embargo, la eficacia real todavía depende de las propiedades del mineral y del diseño general del proceso. (sciencedirect.com)
3. Carbono en columna (CIC)
CIC significa "Carbono en columna", comúnmente conocido como adsorción en columna de carbón o adsorción de carbón activado tipo columna.CIC trata principalmente soluciones claras que contienen oro, en lugar de lodos mixtos sólido-líquido. La solución aurífera pasa a través de una columna de adsorción llena de carbón activado granular; el oro queda atrapado dentro del carbón activado y la solución tratada con bajo contenido de oro se descarga de la columna.
CIC se usa comúnmente para:
•Lixiviación en pilas de soluciones preciosas que contienen oro;
•Recuperación de soluciones auríferas claras;
•Tratamiento de soluciones de lixiviación de minerales de baja ley;
•Recuperación de oro de ciertos relaves o soluciones circulantes.
Debido a que la solución debe pasar de manera estable a través del lecho de carbón, los sistemas CIC requieren atención particular al tamaño de las partículas de carbón activado, la caída de presión del lecho, el contenido de polvo, la resistencia mecánica y las condiciones hidráulicas.
Proceso completo de reciclaje de oro con carbón activado.
Un proceso típico de recuperación de oro con carbón activado generalmente incluye los siguientes pasos:
Trituración y molienda de minerales → Pretratamiento → Lixiviación de oro → Adsorción de carbón activado → Cribado de carbón cargado de oro → Lavado ácido → Desorción → Electroobtención → Fundición → Regeneración de carbón activado → Regreso al sistema de adsorción
1. Trituración y molienda
Primero, el mineral que contiene oro se tritura y se muele hasta obtener un tamaño de partícula adecuado para la lixiviación, exponiendo la mayor cantidad de oro posible dentro del mineral. El tamaño de las partículas del mineral afecta la tasa de lixiviación, el consumo de reactivos y el flujo de lodo.Para los minerales de oro refractarios, la molienda convencional por sí sola puede no ser suficiente para liberar el oro, y pueden ser necesarios procesos de pretratamiento como tostado oxidativo, oxidación presurizada, biooxidación o molienda ultrafina.
2. Lixiviación de oro
En condiciones controladas, el oro del mineral se convierte en complejos auríferos solubles, formando una solución aurífera o una suspensión aurífera.La eficiencia de la lixiviación se ve afectada por los siguientes factores:
Estado de ocurrencia de oro;
Tamaño de las partículas del mineral;
Concentración de pulpa;
Condiciones redox;
pH y concentración del agente lixiviante;
Cobre, azufre y otros minerales consumibles;
Material carbonoso natural en el mineral.
3. Adsorción de carbón activado
Después de que la solución o suspensión aurífera entra en contacto con el carbón activado granular, el complejo de oro migra a la superficie exterior del carbón activado, luego se difunde a través de los poros hacia el interior del carbón activado y se adsorbe.Los sistemas industriales CIP y CIL normalmente no funcionan en un verdadero equilibrio de adsorción, por lo que la tasa de adsorción es particularmente importante. Los estudios indican que mejorar la cinética de adsorción permite que ingrese más oro al carbón activado en el mismo período de tiempo, reduciendo así el número de etapas de adsorción, reduciendo el tamaño del equipo o aumentando los niveles de carga de oro.
4. Separación de carbón activado cargado de oro
El carbón activado después de la adsorción de oro se llama "carbón cargado de oro". Este carbón cargado de oro se separa de la suspensión o solución mediante un equipo de cribado y luego se transporta al sistema de procesamiento posterior.Si la fuerza del carbón activado es insuficiente, se generará una gran cantidad de carbón fino durante la agitación y el transporte. Estas finas partículas de carbón cargadas de oro pueden atravesar la criba y entrar en los relaves, provocando una pérdida directa de oro. Por lo tanto, la resistencia al desgaste no sólo afecta la cantidad de carbón activado consumido sino que también afecta directamente la tasa de recuperación de oro.
5. Lavado con ácido
Durante el funcionamiento a largo plazo, el carbón cargado de oro puede adsorber o depositar sales de calcio, sales de magnesio, carbonatos y otras sustancias inorgánicas, obstruyendo algunos poros. El objetivo principal del lavado ácido es eliminar estos depósitos inorgánicos, creando las condiciones para la posterior desorción y regeneración.El proceso de lavado con ácido específico debe determinarse en función de la calidad del agua de la mina, el tipo de incrustaciones, los materiales del equipo y el diseño del proceso, y debe ser operado por profesionales calificados.
6. Desorción de oro
La desorción, también conocida como elución, tiene como objetivo transferir el oro del carbón activado cargado de oro a una solución más pequeña y concentrada.Los sistemas de desorción industriales comunes incluyen el proceso Zadra y el proceso AARL. Una planta de desorción completa normalmente consta de unidades para lavado ácido, desorción, tratamiento de licor rico, deshidratación con carbón activado y regeneración.
7. Electroobtención y fundición
La solución aurífera de alta concentración obtenida de la desorción ingresa al sistema de electroobtención, donde el oro se deposita sobre el material del cátodo, formando lodo aurífero. Después de limpiar, secar y fundir, el lodo aurífero se puede utilizar para producir lingotes de oro aleados.
Esta etapa completa el enriquecimiento gradual del oro desde minerales y lixiviados de baja concentración hasta productos metálicos de alta concentración.
8. Regeneración de carbón activado: Es posible que aún queden materia orgánica, sales inorgánicas y otros contaminantes en la superficie y en los poros del carbón activado desorbido. Generalmente se requiere regeneración térmica para restaurar su capacidad de adsorción.
Después de enfriar, tamizar y eliminar el carbón fino, el carbón activado regenerado se puede devolver a los circuitos CIP, CIL o CIC para su uso continuo. La regeneración adecuada puede prolongar la vida útil del carbón activado, pero un control inadecuado de la temperatura, la atmósfera y el tiempo de residencia puede dañar la estructura de los poros o reducir la resistencia mecánica. Los estudios muestran que el carbón activado utilizado sin una regeneración efectiva puede exhibir una menor capacidad de adsorción de oro debido a la ocupación de los poros.
¿Por qué la calidad del carbón activado afecta la rentabilidad de las minas de oro?
El oro es un producto de alto valor; Incluso un pequeño aumento en la pérdida de oro por tonelada de lodo o por metro cúbico de solución puede tener un impacto económico significativo a largo plazo.El carbón activado de calidad inconsistente puede causar:
•Disminución de la tasa de adsorción de oro;
•Aumento de la concentración de oro en los relaves de adsorción;
•Desactivación prematura del carbón activado;
•Pérdida de carbón fino cargado de oro con los relaves;
•Mayor reposición de carbono;
•Mayor frecuencia de desorción y regeneración;
•Inestabilidad en el funcionamiento de cribas, bombas y tuberías;
•Aumentos en los costos unitarios de recuperación de oro de la planta.
Por lo tanto, la compra de carbón activado cargado de oro no debe basarse únicamente en el precio por tonelada.
El costo total del carbón activado incluye: costo de compra + costo de pérdida de carbono + costo de desorción y regeneración + costo de mantenimiento del equipo + valor del oro no recuperado.
Un carbón activado de menor precio con una tasa de abrasión más alta puede, en última instancia, tener un costo general más alto que el carbón activado retardante de oro de alta resistencia con un rendimiento estable.
Conclusión
El carbón activado es un material adsorbente crucial en los procesos hidrometalúrgicos modernos de recuperación de oro, ampliamente utilizado en los procesos CIP (Carbono en pulpa), CIL (Carbono en líquido) y CIC (Carbono en columna). Su función principal es adsorber selectivamente complejos que contienen oro a partir de soluciones o lodos de oro de baja concentración, enriqueciendo el oro en el carbono cargado de oro, creando así las condiciones para el posterior lavado ácido, desorción, electroobtención y fundición.Un carbón activado adecuado para la refinación de oro no sólo debe poseer una alta capacidad de adsorción sino también exhibir una cinética de adsorción rápida, buena resistencia mecánica, baja tasa de abrasión, distribución estable del tamaño de partículas y reciclabilidad confiable. La comparación del valor del yodo, la superficie específica o el precio de compra por sí sola no puede evaluar completamente el valor real del carbón activado que produce oro.
Sólo combinando carbón activado de alta calidad para la recuperación de oro con un diseño de proceso racional y una gestión ambiental y de seguridad estandarizada se puede reducir la pérdida de carbón fino y oro, mejorar la tasa de recuperación por adsorción y reducir los costos operativos generales de la producción de oro.
