В этом процессе активированный уголь не «извлекает» металлическое золото напрямую из частиц руды, а адсорбирует уже находящиеся в растворе золотосодержащие комплексы. Исследования показывают, что с 1970-х годов адсорбция активированным углем стала важным промышленным методом извлечения золота из золотосодержащих цианидных растворов, основными преимуществами которого являются высокая эффективность адсорбции, широкая доступность сырья, отработанная технология и простота переработки.
В реальном производстве активированный уголь для извлечения золота в основном используется в следующих трех процессах:
Углерод в целлюлозе (CIP);
Углерод в выщелачивании (CIL);
Углерод в колонке (CIC).
Скорость адсорбции, емкость загрузки золота, механическая прочность и стойкость к истиранию активированного угля напрямую влияют на скорость извлечения золота, потери углерода и общие эксплуатационные расходы установки.
Почему активированный уголь можно использовать для переработки золота?
В обычных процессах выщелачивания золота золото из руды попадает в раствор и образует устойчивые золотосодержащие комплексы. Если взять в качестве примера традиционное цианидное выщелачивание, то золото обычно присутствует в растворе выщелачивания в виде дицианат-ионов, а именно Au(CN)2-.Его упрощенную реакцию можно выразить как: 4Au+8CN−+O2+2H2O→4Au(CN)2−+4OH−
Активированный гранулированный уголь после активационной обработки обладает хорошо развитой пористой структурой и большой площадью внутренней поверхности, что позволяет ему адсорбировать и обогащать комплексы золота из низкоконцентрированных золотосодержащих растворов. По сравнению с непосредственной обработкой больших количеств фильтрата низкой концентрации, концентрация золота на небольшом количестве активированного угля перед десорбцией и электроосаждением помогает уменьшить масштаб последующих обработок.
Почему большинство клиентов выбирают активированный уголь из скорлупы кокосового ореха для аффинажа золота?
.jpg)
Активированный уголь, используемый при извлечении золота, может быть получен из углеродсодержащего сырья, такого как уголь, древесина и скорлупа кокосовых орехов. Однако промышленные системы CIP, CIL и CIC обычно отдают приоритет механической прочности, стойкости к истиранию и стабильности размера частиц активированного угля.
Активированный уголь из скорлупы кокоса имеет следующие характеристики:
Высокая механическая прочность
Активированный уголь подвергается постоянному трению и ударам в смесительных резервуарах, просеивающем оборудовании, конвейерных трубопроводах и системах регенерации. Высокопрочный активированный уголь менее склонен к поломке, что помогает снизить риск потери углеродного порошка, содержащего золото, с хвостами переработки.
Хорошо развитая пористая структура
Подходящее распределение пор по размерам облегчает проникновение золотосодержащих комплексов внутрь активированного угля, где они адсорбируются и обогащаются на поверхности пор.
Хорошая стойкость к истиранию
Низкая скорость истирания снижает образование мелкого углерода, снижая нагрузку на просеивание и потери углерода.
Относительно однородный размер частиц
Стабильный гранулометрический состав помогает поддерживать стабильность процессов потока суспензии, просеивания и переноса углерода.
Возможность десорбции, регенерации и повторного использования
После десорбции активированный уголь с содержанием золота можно частично регенерировать путем термической регенерации и вернуть в контур адсорбции для дальнейшего использования.
Поставщики активированного угля для переработки золота обычно считают высокую твердость, низкую абразивность, низкое содержание чешуйчатых частиц, стабильный размер частиц и хорошую кинетику адсорбции золота в качестве ключевых эксплуатационных характеристик золотосодержащего активированного угля из скорлупы кокосового ореха.
Основные процессы получения активированного угля при аффинаже золота
1. Процесс «Углерод в импульсе» (CIP)
CIP означает «Углерод в целлюлозе».В процессе CIP суспензия сначала подвергается выщелачиванию золота, а затем поступает в контур с активированным углем, состоящий из нескольких адсорбционных резервуаров. Выщелоченная пульпа содержит растворенное золото. Гранулированный активированный уголь добавляется в адсорбционные емкости, вызывая переход комплекса золота из жидкой фазы на поверхность и внутренние поры активированного угля.
Пульпа обычно последовательно протекает через адсорбционные резервуары в одном направлении, в то время как активированный уголь поэтапно движется в противоположном направлении. Эта противоточная операция облегчает контакт между свежим активированным углем или активированным углем с низким содержанием золота и суспензией хвостовой части с низкой концентрацией, одновременно позволяя активированному углю с высоким содержанием золота контактировать со суспензией с более высокой концентрацией, тем самым улучшая движущую силу адсорбции и использование активированного угля.
Ключевые характеристики CIP включают в себя:
• Выщелачивание и адсорбция активированным углем выполняются поэтапно;
• Относительно четкое управление процессом;
• Легко оптимизировать условия выщелачивания и адсорбции по отдельности;
• Высокие требования к износостойкости и стабильности размера частиц активированного угля.
2. Углерод в выщелачивании (CIL)
CIL — это аббревиатура от «Углерод в выщелачивании», широко известная как процесс выщелачивания углерода.В отличие от CIP, CIL сочетает в себе выщелачивание золота и адсорбцию активированным углем в одном резервуаре. Золото из руды попадает в раствор, адсорбируясь активированным углем, что позволяет процессам выщелачивания и адсорбции протекать одновременно.
Ключевые особенности CIL включают в себя:
• Одновременное выщелачивание и адсорбция;
• Относительно компактная технологическая схема;
• Способность оперативно снижать концентрацию золота в растворе, сохраняя движущую силу для дальнейшего выщелачивания;
Потенциальные преимущества при переработке руд с характеристиками «золотокражи».
«Кража золота» означает повторную адсорбцию растворенного золота на поверхности руды природными углеродистыми веществами или другими адсорбирующими компонентами в руде, что приводит к потере золота с хвостами. В процессе CIL специализированный активированный уголь может конкурировать с этими природными адсорбентами за золотосодержащие комплексы, тем самым снижая последствия кражи золота. Однако фактическая эффективность по-прежнему зависит от свойств руды и общей конструкции процесса. (sciencedirect.com)
3. Углерод в колонке (CIC)
CIC означает «Углерод в колонке», широко известный как адсорбция на угольной колонке или адсорбция на колонке с активированным углем.CIC в первую очередь обрабатывает прозрачные золотосодержащие растворы, а не смешанные твердые и жидкие суспензии. Золотосодержащий раствор проходит через адсорбционную колонку, заполненную гранулированным активированным углем; золото улавливается активированным углем, а обработанный раствор с низким содержанием золота выгружается из колонны.
CIC обычно используется для:
•Кучное выщелачивание золотосодержащих драгоценных растворов;
•Извлечение прозрачных золотосодержащих растворов;
•Очистка растворов выщелачивания бедных руд;
•Извлечение золота из некоторых хвостов или оборотных растворов.
Поскольку раствор должен стабильно проходить через угольный слой, системы CIC требуют особого внимания к размеру частиц активированного угля, перепаду давления в слое, содержанию пыли, механической прочности и гидравлическим условиям.
Полный процесс переработки активированного угля и золота
Типичный процесс извлечения золота из активированного угля обычно включает в себя следующие этапы:
Дробление и измельчение руды → Предварительная обработка → Выщелачивание золота → Адсорбция активированным углем → Отсев золотосодержащего угля → Кислотная промывка → Десорбция → Электровыделение → Плавка → Регенерация активированного угля → Возврат в адсорбционную систему
1. Дробление и измельчение
Сначала золотосодержащую руду дробят и измельчают до размера частиц, подходящего для выщелачивания, обнажая как можно больше золота внутри минерала. Размер частиц руды влияет на скорость выщелачивания, расход реагентов и расход пульпы.Для упорных золотых руд одного обычного измельчения может быть недостаточно для выделения золота, и могут потребоваться такие процессы предварительной обработки, как окислительный обжиг, окисление под давлением, биоокисление или сверхтонкое измельчение.
2. Выщелачивание золота
В контролируемых условиях золото в руде превращается в растворимые золотосодержащие комплексы, образуя золотосодержащий раствор или золотосодержащую суспензию.На эффективность выщелачивания влияют следующие факторы:
Состояние нахождения золота;
Размер частиц руды;
Концентрация пульпы;
окислительно-восстановительные условия;
pH и концентрация выщелачивающего агента;
Медь, сера и другие расходные минералы;
Природный углеродистый материал в руде.
3. Адсорбция активированным углем.
После того, как золотосодержащий раствор или суспензия вступает в контакт с гранулированным активированным углем, комплекс золота мигрирует к внешней поверхности активированного угля, затем диффундирует через поры внутрь активированного угля и адсорбируется.Промышленные системы CIP и CIL обычно не работают при истинном адсорбционном равновесии, поэтому скорость адсорбции особенно важна. Исследования показывают, что улучшение кинетики адсорбции позволяет большему количеству золота проникать в активированный уголь за тот же период времени, тем самым уменьшая количество стадий адсорбции, уменьшая размер оборудования или увеличивая уровень загрузки золота.
4. Отделение активированного угля, содержащего золото.
Активированный уголь после адсорбции золота называется «углеродом, насыщенным золотом». Этот богатый золотом углерод отделяется от суспензии или раствора с помощью фильтрующего оборудования, а затем транспортируется в последующую систему обработки.Если прочность активированного угля недостаточна, во время перемешивания и транспортировки будет образовываться большое количество мелкодисперсного углерода. Эти мелкие частицы углерода с содержанием золота могут пройти через сито и попасть в хвосты, вызывая прямые потери золота. Следовательно, износостойкость влияет не только на количество потребляемого активированного угля, но и напрямую влияет на степень извлечения золота.
5. Кислотная промывка
Во время длительной эксплуатации уголь с содержанием золота может адсорбировать или откладывать соли кальция, соли магния, карбонаты и другие неорганические вещества, закупоривая некоторые поры. Основная цель кислотной промывки – удаление этих неорганических отложений, создание условий для последующей десорбции и регенерации.Конкретный процесс кислотной промывки должен определяться на основе качества шахтной воды, типа накипи, материалов оборудования и конструкции процесса и должен осуществляться квалифицированными специалистами.
6. Десорбция золота
Десорбция, также известная как элюирование, направлена на перенос золота из активированного угля, содержащего золото, в более мелкий и более концентрированный раствор.Обычные промышленные системы десорбции включают процесс Задра и процесс AARL. Комплексная установка десорбции обычно состоит из установок кислотной промывки, десорбции, обработки насыщенного щелока, обезвоживания активированным углем и регенерации.
7. Электролиз и плавка.
Полученный в результате десорбции высококонцентрированный золотосодержащий раствор поступает в систему электролиза, где золото осаждается на катодном материале, образуя золотосодержащий шлам. После очистки, сушки и плавки золотосодержащий шлам можно использовать для производства легированных золотых слитков.
На этом этапе завершается постепенное обогащение золота из низкоконцентрированной руды и фильтрата в высококонцентрированные металлические продукты.
8. Регенерация активированного угля. Органические вещества, неорганические соли и другие загрязнения могут оставаться на поверхности и в порах десорбированного активированного угля. Термическая регенерация обычно требуется для восстановления его адсорбционной способности.
После охлаждения, просеивания и удаления мелкодисперсного углерода регенерированный активированный уголь можно вернуть в контуры CIP, CIL или CIC для дальнейшего использования. Правильная регенерация может продлить срок службы активированного угля, но неправильный контроль температуры, атмосферы и времени пребывания может повредить структуру пор или снизить механическую прочность. Исследования показывают, что активированный уголь, используемый без эффективной регенерации, может проявлять более низкую способность к адсорбции золота из-за заполнения пор.
Почему качество активированного угля влияет на прибыльность золотых приисков?
Золото — продукт высокой стоимости; даже небольшое увеличение потерь золота на тонну суспензии или на кубический метр раствора может иметь значительный экономический эффект в долгосрочной перспективе.Несоответствующее качество активированного угля может вызвать:
•Снижение скорости адсорбции золота;
•Повышение концентрации золота в хвостах адсорбции;
•Преждевременная дезактивация активированного угля;
•Потери золотосодержащего мелкодисперсного углерода с хвостами переработки;
•Увеличенное восполнение углерода;
•Увеличенная частота десорбции и регенерации;
•Нестабильность работы фильтров, насосов и трубопроводов;
•Увеличение удельных затрат на извлечение золота на заводе.
Таким образом, покупка активированного угля с содержанием золота не должна основываться исключительно на цене за тонну.
В общую стоимость активированного угля входят: стоимость приобретения + стоимость потерь углерода + стоимость десорбции и регенерации + стоимость обслуживания оборудования + стоимость неизвлеченного золота.
Более дешевый активированный уголь с более высокой скоростью истирания может в конечном итоге иметь более высокую общую стоимость, чем высокопрочный активированный уголь с золотозамедлительным действием и стабильными характеристиками.
Заключение
Активированный уголь является важнейшим адсорбирующим материалом в современных гидрометаллургических процессах извлечения золота, широко используемым в процессах CIP (углерод в пульпе), CIL (углерод в жидкости) и CIC (углерод в колонке). Его основная функция заключается в селективной адсорбции золотосодержащих комплексов из растворов или суспензий золота с низкой концентрацией, обогащении золота углеродом, насыщенным золотом, тем самым создавая условия для последующей кислотной промывки, десорбции, электровыделения и плавки.Подходящий активированный уголь для аффинажа золота должен не только обладать высокой адсорбционной способностью, но также демонстрировать быструю кинетику адсорбции, хорошую механическую прочность, низкую скорость истирания, стабильное распределение частиц по размерам и надежную пригодность для вторичной переработки. Сравнение йодного числа, удельной площади поверхности или покупной цены само по себе не может полностью оценить фактическую ценность активированного угля, производящего золото.
Только сочетание высококачественного активированного угля для извлечения золота с рациональным проектированием процесса и стандартизированным управлением безопасностью и охраной окружающей среды позволяет сократить потери мелкодисперсного углерода и золота, повысить степень адсорбционного извлечения и снизить общие эксплуатационные затраты на производство золота.
