金抽出前の鉱石の準備とシアン化
金抽出の最初のステップは、金を含む鉱石を適切に前処理してシアン化することです。これは、その後のヤシ殻活性炭が金を効果的に吸着するための前提条件です。この段階でのプロセスの選択と処理の品質は、精製プロセス全体の効率と回収率に直接影響します。鉱石の破砕
鉱石の粉砕と粉砕は、金抽出の基本的なプロセスです。その後の処理技術に応じて、鉱石の粒径にはさまざまな要件があります。ヒープリーチングの場合、通常、鉱石は 10 ～ 50 mm の粒径範囲に粉砕される必要があります。カーボンスラリー法の場合、金とシアン化物溶液の接触面積を増やすために、鉱石をより細かい300メッシュ（約0.05 mm）に粉砕する必要があります。現代の金鉱山では、鉱石が理想的な粒度分布に達するように、多段階の粉砕（粗粉砕、中粉砕、微粉砕）とボールミル粉砕プロセスが使用されることがよくあります。シアン化
シアン化は、鉱石から金を溶解する重要なステップです。このプロセスでは、金がシアン化物と反応して可溶性シアン化物金錯体を形成します。その化学反応式は、4Au + 8CN⁻ + O2 + 2H2O → 4[Au(CN)2]⁻ + 4OH⁻ です。この反応は厳密に管理されたpH環境下で行う必要があり、至適pH値は約10.3です。 pH 値が低すぎると、シアン化物が非常に有毒な青酸の形で揮発し、安全上の問題を引き起こすだけでなく、金の溶解効率も低下します。 pH値が高すぎると、その後の活性炭の吸着性能に影響を与える可能性があります。鉱石粒子サイズに対するさまざまな金精錬プロセスの要件
| プロセスの種類 | 適用鉱石サイズ | 適した鉱石の特徴 | プロセスの特徴 |
|---|---|---|---|
| ヒープリーチング | 10～50mm | 低品位の酸化鉱石（通常 <2 g/t） | 低投資で大規模な低品位鉱石に適しています |
| パルプ中の炭素/浸出中の炭素 (CIP/CIL) | ～300メッシュ（0.05mm） | すべてのグレード、特に泥鉱石に適用可能 | 高い回収率 (最大 93 ～ 94%) によりシアン化物のコストを節約 |
| 従来のシアン化および亜鉛置換 | ~200 メッシュ (0.075 mm) | 中級濃縮物 | 成熟したプロセスだが、固液分離には高い要件が必要 |
シアン化プロセスで使用される試薬は主に次のとおりです。
- シアン化ナトリウム (NaCN): 使用量は通常、鉱石 0.4 ～ 0.5 kg/トンです。
- 石灰 (CaO): pH を調整するために使用され、投与量は鉱石 0.25 ～ 3 kg/トンです。
- 水酸化ナトリウム (NaOH): 補助的な pH 調整、投与量は 0.1 ～ 0.2 kg/トンの鉱石です。
シアン化時間は鉱石の性質とプロセスによって異なりますが、通常は 12 ～ 48 時間かかります。この段階では、金に加えて、銀などの貴金属も優先的に溶解して、対応するシアン化物錯体を形成します。シアン化物の毒性と環境リスクのため、現代の金精錬所は完全な環境保護設備を備え、廃水と廃ガスを厳密に処理し、代替技術としてシアン化物を含まないまたは低シアン化物の金抽出技術を段階的に検討する必要があることは注目に値します。
鉱石の種類が異なると、シアン化処理方法も異なります。酸化した鉱石は通常、扱いやすく、直接シアン化することができます。一方、硫化鉱石などの取り扱いが難しい鉱石は、効果的にシアン酸化するために事前酸化（焙煎、生物学的酸化、高圧酸化など）が必要な場合があります。また、粘土含有量の多い鉱石では固液分離が困難なため、従来のシアン化亜鉛置換法では効果が得られず、スラリーを直接処理するスラリー中炭素法が適しています。
シアン化処理後、金含有溶液 (ヒープリーチングの場合) またはスラリー (スラリー中の炭素の場合) は、ヤシ殻活性炭の吸着段階に進む準備が整います。金は現在、[Au(CN)₂]⁻ 錯体として液相に存在しており、これが活性炭が効果的に吸着するための重要な形態です。
金精錬用活性炭の製造工程
金精錬業界では、ヤシ殻活性炭が金を吸着するための 2 つの主なプロセス、すなわちヒープリーチングとスラリー内炭素の 2 つのプロセスがあります。どちらの方法も活性炭の吸着特性を利用して金を回収しますが、プロセスフロー、装置構成、適用条件に大きな違いがあります。どの方法の選択は主に、鉱石の特性、金のグレード、投資予算、環境条件などの要因によって決まります。
ヒープリーチングプロセス
ヒープリーチングは、比較的単純で低投資の金抽出プロセスであり、低品位の酸化鉱石（通常は金品位が 2 g/t 未満）の処理に特に適しています。この方法の核心は、シアン化物溶液を使用して粉砕された鉱石の山を浸出させ、金を溶解して濃縮し、次にヤシ殻活性炭を使用してシアン化物溶液から金を吸収することです。ヒープリーチングの具体的な操作手順は次のとおりです。
1. 鉱石の調製：原料鉱石を粒径 10 ～ 50 mm に粉砕し、浸透性を向上させるために場合によっては凝集させます。粉砕された鉱石は不浸透性ライナーの上に積み上げられ、高さ 5 ～ 15 メートルの鉱石の山が形成されます。
2. シアン化物浸出: 一定濃度の NaCN 溶液 (通常 0.03 ～ 0.1%) を使用して、スプレー システムを通じて鉱石の山を上から下まで均等に溶出します。このプロセスは、溶離液中の金含有量が経済的に回収可能な濃度 (通常 1 ～ 10ppm) に達するまで、数週間から数か月続きます。
3. 活性炭吸着: 金が豊富に含まれるシアン化物溶液 (貴重な溶液と呼ばれます) が収集され、ヤシ殻活性炭が充填された一連の吸着カラム (通常 4 ～ 6 本) に通されます。シアン化金錯体 [Au(CN)2]- は活性炭の微細孔構造に選択的に吸着されます。吸着カラムは通常、向流方式で配置され、新しい活性炭が最初に低金濃度の溶液と接触し、一方、金を担持した炭素が最高金濃度の溶液と接触して、金の回収率を最大化します。
4. リーン溶液の処理と循環：活性炭吸着後の「リーン溶液」（金含有量を約0.01ppmまで低減）にシアン化物と石灰を補充し、スプレーシステムに戻すことで試薬のリサイクルを実現し、コストと環境負荷を削減します。
ヒープリーチングの利点はそのシンプルさと投資コストの低さであり、遠隔地にある小規模または低品位の鉱床に特に適しています。ただし、この方法には限界もあり、一般に金の回収率が低く（60～80％）、気候条件に大きく左右される（冬場の寒冷地では稼働できない場合がある）、占有面積が広いなどの特徴があります。さらに、ヒープリーチングは鉱石の種類を選択し、浸透性の酸化鉱石により適していますが、粘土含有量や硫化物含有量が高い鉱石には効果的ではありません。
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カーボンパルプのプロセスフロー
カーボンインパルプ (CIP) は、現代の金抽出におけるより高度で効率的なプロセスです。これは、従来のシアン化物 - 亜鉛交換プロセスでは固体と液体を分離することが難しい、中〜高品位の鉱石 (通常 > 1 g/t) および泥含有量の高い鉱石の処理に特に適しています。パルプ内カーボンプロセスの具体的な操作手順は次のとおりです。
1. 鉱石の調製: 原料鉱石を粉砕し、通常約 300 メッシュ (0.05 mm) の細かさまで細かく粉砕して、パルプを形成します。粉砕の細かさは金の回収率にとって非常に重要であり、金粒子が完全に解離されることを保証する必要があります。
2. シアン化物浸出: 粉砕されたスラリーは一連の (通常 5 ～ 8 個の) 撹拌タンクに入り、そこでシアン化ナトリウムと石灰が添加され、pH 10 ～ 11 でシアン化物浸出が行われます。 CIL プロセスでは、活性炭が浸出タンクに直接追加されます。 CIPプロセスでは、シアン浸出が完了した後に炭素の吸着が行われます。
3. 炭素吸着: スラリーは、それぞれにヤシ殻活性炭と撹拌装置を備えた一連 (通常 4 ～ 6 個) の吸着タンクを通過します。活性炭はスラリーとは逆方向に流れます。新しい活性炭は最後の吸着タンク (金濃度が最も低い) に追加され、金が充填された炭素は最初の吸着タンク (金濃度が最も高い) から取り出されます。この構成により、ゴールドの回収率が最大化されます。
4. 炭素とスラリーの分離: 各吸着タンクにはスクリーン (通常約 28 メッシュ) が取り付けられており、活性炭がスラリーとともに失われるのを防ぎます。目詰まりを防ぐために、スクリーンは圧縮空気で定期的に掃除する必要があります。
5. 尾滓処理: 吸着後の尾滓スラリーは洗浄され、シアン化物分解処理 (過酸化水素または SO₂//空気法を使用するなど) で処理され、環境保護基準を満たす尾滓池に排出されます。
スラリー中カーボン法の金回収率は通常高く、最大 90 ～ 95% です。たとえば、河南陵湖金鉱では、スラリー中炭素法を使用することにより、総回収率 93 ～ 94% を達成しました。この方法の主な利点は、高価な固液分離プロセスが不要になることであり、粘土含有量が高く濾過が難しい鉱石の処理に特に適しています。さらに、スラリー中炭素法は金に対する吸着選択性が高く、不純物金属の共吸着を効果的に低減できます。
結論
実際の工業生産においては、ヤシ殻活性炭の吸着性能が両プロセスの効率にとって極めて重要です。高品質のヤシガラ活性炭は、発達した微多孔構造（ヨウ素価 ≥ 900 ～ 1200 mg/g）、高い機械的強度（ボールミル粉砕強度 ≥ 98%）、および適切な粒径（通常 6 ～ 12 メッシュまたは 8 ～ 16 メッシュ）を備えている必要があります。これらの特性により、高シアン化物および強アルカリ環境における活性炭の長期安定性と、スラリー摩耗に対する耐性が確保され、それによって金の損失が減少します。Zhulinは高品質のヤシガラ活性炭を提供できます。金回収用活性炭に関するご要望やご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください。
金回収用活性炭の見積依頼
金活性炭のK値とR値は何ですか?
K値 — 吸着能力の指標K 値は、活性炭が吸着できる金イオンの最大量を表します。 K 値が高いほど、活性炭がより多くの金を吸着、保持できることを示し、金吸着活性炭の品質を判断する重要な指標の 1 つとなります。
R値 — 吸着速度の指標
R 値は、活性炭が金イオンを吸着する速度を表し、炭素の速度特性を反映します。 R 値が高いほど吸着が速いことを示し、処理量が多く循環速度が速いシステムに適しています。
K 値と R 値が高いということは、吸着が速く、容量が大きく、効率が高い高品質の活性炭であることを意味します。
