Neste processo, o carvão ativado não “extrai” diretamente o ouro metálico das partículas do minério, mas adsorve os complexos contendo ouro já na solução. A investigação mostra que, desde a década de 1970, a adsorção de carvão ativado tornou-se um importante método industrial para a recuperação de ouro a partir de soluções de cianeto contendo ouro, com as suas principais vantagens incluindo elevada eficiência de adsorção, ampla disponibilidade de matérias-primas, tecnologia madura e facilidade de reciclagem.
Na produção real, o carvão ativado para recuperação de ouro é utilizado principalmente nos três processos a seguir:
Carbono na Polpa (CIP);
Carbono na Lixiviação (CIL);
Carbono na Coluna (CIC).
A taxa de adsorção, a capacidade de carga de ouro, a resistência mecânica e a resistência à abrasão do carvão ativado afetam diretamente a taxa de recuperação de ouro, a perda de carbono e o custo operacional geral da planta.
Por que o carvão ativado pode ser usado para reciclagem de ouro?
Nos processos comuns de lixiviação de ouro, o ouro do minério entra na solução e forma complexos estáveis contendo ouro. Tomando como exemplo a lixiviação tradicional com cianeto, o ouro geralmente existe na solução de lixiviação como íons dicianato, ou seja, Au(CN)2−.Sua reação simplificada pode ser expressa como:4Au+8CN−+O2+2H2O→4Au(CN)2−+4OH−
O carvão granular ativado, após tratamento de ativação, possui uma estrutura de poros bem desenvolvida e uma grande área de superfície interna, permitindo-lhe adsorver e enriquecer complexos de ouro a partir de soluções contendo ouro de baixa concentração. Em comparação com o tratamento direto de grandes quantidades de lixiviado de baixa concentração, a concentração de ouro em uma pequena quantidade de carvão ativado antes da dessorção e eletrodeposição ajuda a reduzir a escala dos tratamentos subsequentes.
Por que a maioria dos clientes escolhe carvão ativado com casca de coco para refino de ouro?
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O carvão ativado usado na recuperação de ouro pode ser preparado a partir de matérias-primas que contêm carbono, como carvão, madeira e cascas de coco. No entanto, os sistemas industriais CIP, CIL e CIC normalmente priorizam a resistência mecânica, a resistência à abrasão e a estabilidade do tamanho das partículas do carvão ativado.
O carvão ativado com casca de coco possui as seguintes características:
Alta resistência mecânica
O carvão ativado está sujeito a atrito e impacto contínuos em tanques de mistura, equipamentos de peneiramento, tubulações de transporte e sistemas de regeneração. O carvão ativado de alta resistência é menos propenso a quebrar, ajudando a reduzir o risco de perda de pó de carbono carregado de ouro com rejeitos.
Estrutura de poros bem desenvolvida
Uma distribuição adequada do tamanho dos poros facilita a entrada de complexos contendo ouro no interior do carvão ativado, onde são adsorvidos e enriquecidos na superfície dos poros.
Boa resistência à abrasão
Uma baixa taxa de abrasão reduz a geração de carbono fino, diminuindo a carga de peneiramento e a perda de carbono.
Tamanho de partícula relativamente uniforme
Uma distribuição estável de tamanho de partícula ajuda a manter a estabilidade do fluxo de polpa, peneiramento e processos de transferência de carbono.
Capacidade de dessorção, regeneração e reutilização
Após a dessorção, o carvão ativado carregado de ouro pode ser parcialmente regenerado por meio de regeneração térmica e retornado ao circuito de adsorção para uso continuado.
Os fornecedores de carvão ativado para reciclagem de ouro normalmente consideram alta dureza, baixa abrasão, baixo teor de partículas escamosas, tamanho de partícula estável e boa cinética de adsorção de ouro como principais características de desempenho do carvão ativado com casca de coco contendo ouro.
Os principais processos de carvão ativado no refino de ouro
1. Processo Carbono em Pulso (CIP)
CIP significa "Carbono em Celulose".No processo CIP, a pasta primeiro sofre lixiviação de ouro e depois entra em um circuito de carvão ativado que consiste em vários tanques de adsorção. A pasta lixiviada contém ouro dissolvido. O carvão ativado granular é adicionado aos tanques de adsorção, fazendo com que o complexo de ouro seja transferido da fase líquida para a superfície e os poros internos do carvão ativado.
A lama normalmente flui sequencialmente através dos tanques de adsorção em uma direção, enquanto o carvão ativado se move na direção oposta, etapa por etapa. Esta operação em contracorrente facilita o contato entre o carvão ativado fresco ou com pouca carga de ouro e a pasta de baixa concentração, ao mesmo tempo que permite que o carvão ativado com alta carga de ouro entre em contato com a pasta de maior concentração, melhorando assim a força motriz de adsorção e a utilização de carvão ativado.
As principais características do CIP incluem:
• A lixiviação e a adsorção de carvão ativado são concluídas em etapas;
• Controle de processo relativamente claro;
• Fácil otimização das condições de lixiviação e adsorção separadamente;
• Elevados requisitos de resistência ao desgaste e estabilidade granulométrica do carvão ativado.
2. Carbono na lixiviação (CIL)
CIL é uma abreviatura de "Carbon in Leach", comumente conhecido como processo de lixiviação de carbono.Ao contrário do CIP, o CIL combina lixiviação de ouro e adsorção de carvão ativado no mesmo tanque. O ouro do minério entra na solução enquanto é adsorvido pelo carvão ativado, permitindo que os processos de lixiviação e adsorção ocorram simultaneamente.
Os principais recursos do CIL incluem:
• Lixiviação e adsorção simultâneas;
• Fluxo de processo relativamente compacto;
• Capacidade de reduzir prontamente a concentração de ouro na solução, mantendo a força motriz para posterior lixiviação;
Vantagens potenciais no processamento de minérios com características de “roubo de ouro”.
"Roubo de ouro" refere-se à readsorção de ouro dissolvido na superfície do minério por substâncias carbonáceas que ocorrem naturalmente ou outros componentes adsorventes no minério, resultando na perda de ouro com os rejeitos. No processo CIL, o carvão ativado especializado pode competir com esses adsorventes naturais por complexos contendo ouro, reduzindo assim o impacto do roubo de ouro. No entanto, a eficácia real ainda depende das propriedades do minério e do projeto geral do processo. (sciencedirect. com)
3. Carbono em Coluna (CIC)
CIC significa "Carbon in Column", comumente conhecido como adsorção em coluna de carbono ou adsorção de carvão ativado tipo coluna.O CIC trata principalmente soluções transparentes contendo ouro, em vez de pastas misturadas sólido-líquido. A solução contendo ouro passa por uma coluna de adsorção preenchida com carvão ativado granular; o ouro fica preso dentro do carvão ativado e a solução tratada com baixo teor de ouro é descarregada da coluna.
CIC é comumente usado para:
• Lixiviação em pilha de soluções preciosas contendo ouro;
•Recuperação de soluções auríferas claras;
•Tratamento de soluções de lixiviação de minério de baixo teor;
•Recuperação de ouro de determinados rejeitos ou soluções circulantes.
Como a solução precisa passar de forma estável através do leito de carbono, os sistemas CIC requerem atenção especial ao tamanho das partículas de carvão ativado, à queda de pressão do leito, ao teor de poeira, à resistência mecânica e às condições hidráulicas.
Processo completo de reciclagem de ouro com carvão ativado
Um processo típico de recuperação de ouro com carvão ativado geralmente inclui as seguintes etapas:
Britagem e moagem de minério → Pré-tratamento → Lixiviação de ouro → Adsorção de carvão ativado → Peneiramento de carvão carregado de ouro → Lavagem ácida → Dessorção → Eletroextração → Fundição → Regeneração de carvão ativado → Retorno ao sistema de adsorção
1. Trituração e moagem
Primeiro, o minério contendo ouro é triturado e moído até obter um tamanho de partícula adequado para lixiviação, expondo o máximo de ouro possível dentro do mineral. O tamanho das partículas do minério afeta a taxa de lixiviação, o consumo de reagentes e o fluxo da lama.Para minérios de ouro refratários, a moagem convencional por si só pode não ser suficiente para liberar ouro, e processos de pré-tratamento, como torrefação oxidativa, oxidação pressurizada, biooxidação ou moagem ultrafina, podem ser necessários.
2. Lixiviação de Ouro
Sob condições controladas, o ouro do minério é convertido em complexos solúveis contendo ouro, formando uma solução ou pasta contendo ouro.A eficiência da lixiviação é afetada pelos seguintes fatores:
Estado de ocorrência de ouro;
Tamanho de partícula de minério;
Concentração de polpa;
Condições redox;
pH e concentração do agente lixiviante;
Cobre, enxofre e outros minerais consumíveis;
Material carbonáceo natural no minério.
3. Adsorção de carvão ativado
Depois que a solução ou pasta contendo ouro entra em contato com o carvão ativado granular, o complexo de ouro migra para a superfície externa do carvão ativado, depois se difunde através dos poros para o interior do carvão ativado e é adsorvido.Os sistemas industriais CIP e CIL normalmente não operam em verdadeiro equilíbrio de adsorção, portanto a taxa de adsorção é particularmente importante. Estudos indicam que melhorar a cinética de adsorção permite que mais ouro entre no carvão ativado no mesmo período de tempo, reduzindo assim o número de estágios de adsorção, reduzindo o tamanho do equipamento ou aumentando os níveis de carga de ouro.
4. Separação de carvão ativado carregado de ouro
O carvão ativado após a adsorção do ouro é chamado de “carvão carregado de ouro”. Este carbono carregado de ouro é separado da pasta ou solução utilizando equipamento de triagem e depois transportado para o sistema de processamento subsequente.Se a resistência do carvão ativado for insuficiente, uma grande quantidade de carvão fino será gerada durante a agitação e o transporte. Essas finas partículas de carbono carregadas de ouro podem passar pela tela e entrar nos rejeitos, causando perda direta de ouro. Portanto, a resistência ao desgaste não afeta apenas a quantidade de carvão ativado consumido, mas também afeta diretamente a taxa de recuperação de ouro.
5. Lavagem ácida
Durante a operação a longo prazo, o carbono carregado de ouro pode adsorver ou depositar sais de cálcio, sais de magnésio, carbonatos e outras substâncias inorgânicas, obstruindo alguns poros. O principal objetivo da lavagem ácida é remover esses depósitos inorgânicos, criando condições para posterior dessorção e regeneração.O processo específico de lavagem ácida deve ser determinado com base na qualidade da água da mina, tipo de incrustação, materiais do equipamento e projeto do processo, e deve ser operado por profissionais qualificados.
6. Dessorção de Ouro
A dessorção, também conhecida como eluição, visa transferir o ouro do carvão ativado carregado de ouro para uma solução menor e mais concentrada.Os sistemas de dessorção industrial comuns incluem o processo Zadra e o processo AARL. Uma planta de dessorção completa normalmente consiste em unidades para lavagem ácida, dessorção, tratamento de licor rico, desidratação com carvão ativado e regeneração.
7. Eletroextração e Fundição
A solução contendo ouro de alta concentração obtida da dessorção entra no sistema de eletroextração, onde o ouro é depositado no material do cátodo, formando lama contendo ouro. Após limpeza, secagem e fundição, a lama contendo ouro pode ser usada para produzir lingotes de ouro ligados.
Esta etapa completa o enriquecimento gradual do ouro, desde minério de baixa concentração e lixiviado até produtos metálicos de alta concentração.
8. Regeneração de Carvão Ativado: Matéria orgânica, sais inorgânicos e outros contaminantes ainda podem permanecer na superfície e nos poros do carvão ativado dessorvido. A regeneração térmica é geralmente necessária para restaurar a sua capacidade de adsorção.
Após resfriamento, peneiramento e remoção do carvão fino, o carvão ativado regenerado pode ser devolvido aos circuitos CIP, CIL ou CIC para uso continuado. A regeneração adequada pode prolongar a vida útil do carvão ativado, mas o controle inadequado da temperatura, da atmosfera e do tempo de residência pode danificar a estrutura dos poros ou reduzir a resistência mecânica. Estudos mostram que o carvão ativado utilizado sem regeneração eficaz pode apresentar menor capacidade de adsorção de ouro devido à ocupação de poros.
Por que a qualidade do carvão ativado afeta a rentabilidade das minas de ouro?
O ouro é um produto de alto valor; mesmo um pequeno aumento na perda de ouro por tonelada de lama ou por metro cúbico de solução pode ter um impacto económico significativo a longo prazo.O carvão ativado de qualidade inconsistente pode causar:
•Diminuição da taxa de adsorção de ouro;
•Aumento da concentração de ouro nos rejeitos de adsorção;
•Desativação prematura de carvão ativado;
•Perda de carbono fino carregado de ouro com os rejeitos;
•Aumento da reposição de carbono;
•Aumento da frequência de dessorção e regeneração;
•Instabilidade no funcionamento de telas, bombas e tubulações;
• Aumento dos custos unitários de recuperação de ouro para a planta.
Portanto, a compra de carvão ativado carregado de ouro não deve basear-se apenas no preço por tonelada.
O custo total do carvão ativado inclui: custo de compra + custo de perda de carbono + custo de dessorção e regeneração + custo de manutenção do equipamento + valor do ouro não recuperado.
Um carvão ativado de preço mais baixo com uma taxa de abrasão mais alta pode, em última análise, ter um custo geral mais alto do que o carvão ativado retardador de ouro de alta resistência com desempenho estável.
Conclusão
O carvão ativado é um material adsorvente crucial nos modernos processos hidrometalúrgicos de recuperação de ouro, amplamente utilizado em processos CIP (Carbono em Polpa), CIL (Carbono em Líquido) e CIC (Carbono em Coluna). Sua função principal é adsorver seletivamente complexos contendo ouro a partir de soluções ou pastas de ouro de baixa concentração, enriquecendo o ouro no carbono carregado de ouro, criando assim condições para subsequente lavagem ácida, dessorção, eletroextração e fundição.Um carvão ativado adequado para refino de ouro deve não apenas possuir alta capacidade de adsorção, mas também exibir cinética de adsorção rápida, boa resistência mecânica, baixa taxa de abrasão, distribuição estável de tamanho de partícula e reciclabilidade confiável. A comparação do valor do iodo, da área de superfície específica ou do preço de compra por si só não pode avaliar completamente o valor real do carvão ativado produtor de ouro.
Somente combinando carvão ativado de alta qualidade para recuperação de ouro com projeto de processo racional e segurança padronizada e gestão ambiental é que a perda de carbono fino e ouro pode ser reduzida, a taxa de recuperação de adsorção melhorada e os custos operacionais gerais da produção de ouro reduzidos.
