Bu süreçte aktif karbon, metalik altını cevher parçacıklarından doğrudan "çıkarmaz", bunun yerine halihazırda çözeltide bulunan altın içeren kompleksleri adsorbe eder. Araştırmalar, 1970'lerden bu yana aktif karbon adsorpsiyonunun, yüksek adsorpsiyon verimliliği, geniş hammadde bulunabilirliği, olgun teknoloji ve geri dönüşüm kolaylığı gibi ana avantajlarıyla, altın içeren siyanür çözeltilerinden altının geri kazanılmasında önemli bir endüstriyel yöntem haline geldiğini gösteriyor.
Gerçek üretimde, altın geri kazanımı için aktif karbon esas olarak aşağıdaki üç süreçte kullanılır:
Kağıt Hamurunda Karbon (CIP);
Süzmede Karbon (CIL);
Sütundaki Karbon (CIC).
Aktif karbonun adsorpsiyon hızı, altın yükleme kapasitesi, mekanik mukavemeti ve aşınma direnci, altının geri kazanım oranını, karbon kaybını ve tesisin genel işletme maliyetini doğrudan etkiler.
Altın geri dönüşümünde neden aktif karbon kullanılabilir?
Yaygın altın liç proseslerinde cevherdeki altın çözeltiye girerek stabil altın içeren kompleksler oluşturur. Geleneksel siyanür liçini örnek alırsak, altın genellikle liç çözeltisinde disiyanat iyonları, yani Au(CN)2− olarak bulunur.Basitleştirilmiş reaksiyonu şu şekilde ifade edilebilir: 4Au+8CN−+O2+2H2O→4Au(CN)2−+4OH−
Aktif granüler karbon, aktivasyon işleminden sonra iyi gelişmiş bir gözenek yapısına ve geniş bir iç yüzey alanına sahip olup, düşük konsantrasyonlu altın içeren çözeltilerden altın komplekslerini adsorbe etmesine ve zenginleştirmesine olanak tanır. Büyük miktarlarda düşük konsantrasyonlu sızıntı suyunun doğrudan arıtılmasıyla karşılaştırıldığında, altının desorpsiyon ve elektrodepozisyondan önce az miktarda aktif karbon üzerinde yoğunlaştırılması, sonraki arıtmaların ölçeğinin azaltılmasına yardımcı olur.
Neden çoğu müşteri altın rafinasyonu için hindistan cevizi kabuğu aktif karbonunu seçiyor?
.jpg)
Altın geri kazanımında kullanılan aktif karbon, kömür, odun, hindistan cevizi kabuğu gibi karbon içeren hammaddelerden hazırlanabilmektedir. Ancak endüstriyel CIP, CIL ve CIC sistemleri tipik olarak aktif karbonun mekanik mukavemetine, aşınma direncine ve parçacık boyutu stabilitesine öncelik verir.
Hindistan cevizi kabuğu aktif karbon aşağıdaki özelliklere sahiptir:
Yüksek Mekanik Mukavemet
Aktif karbon, karıştırma tanklarında, eleme ekipmanlarında, taşıma boru hatlarında ve rejenerasyon sistemlerinde sürekli sürtünmeye ve darbeye maruz kalır. Yüksek mukavemetli aktif karbon kırılmaya daha az eğilimlidir ve altın yüklü karbon tozunun atıklarla kaybolma riskinin azaltılmasına yardımcı olur.
İyi Gelişmiş Gözenek Yapısı
Uygun bir gözenek boyutu dağılımı, altın içeren komplekslerin aktif karbonun iç kısmına girişini kolaylaştırır ve burada gözenek yüzeyinde adsorbe edilir ve zenginleştirilir.
İyi Aşınma Direnci
Düşük aşınma oranı, ince karbon oluşumunu azaltarak eleme yükünü ve karbon kaybını azaltır.
Nispeten Tekdüze Parçacık Boyutu
Kararlı bir parçacık boyutu dağılımı, bulamaç akışı, eleme ve karbon transfer işlemlerinin kararlılığının korunmasına yardımcı olur.
Desorpsiyon, Rejenerasyon ve Yeniden Kullanım Yeteneği
Desorpsiyondan sonra, altın yüklü aktif karbon, termal rejenerasyon yoluyla kısmen yenilenebilir ve sürekli kullanım için adsorpsiyon döngüsüne geri döndürülebilir.
Altın geri dönüşümü için aktif karbon tedarikçileri genellikle yüksek sertliği, düşük aşınmayı, düşük pul pul parçacık içeriğini, sabit parçacık boyutunu ve iyi altın adsorpsiyon kinetiğini hindistan cevizi kabuğu altın içeren aktif karbonun temel performans özellikleri olarak değerlendirir.
Altın rafinasyonunda aktif karbon için ana işlemler
1. Darbeli Karbon (CIP) Süreci
CIP, "Posalı Karbon" anlamına gelir.CIP prosesinde, bulamaç ilk önce altın liçine tabi tutulur ve daha sonra birden fazla adsorpsiyon tankından oluşan aktif karbon döngüsüne girer. Süzülmüş bulamaç çözünmüş altın içerir. Adsorpsiyon tanklarına granül aktif karbon eklenerek altın kompleksinin sıvı fazdan aktif karbonun yüzeyine ve iç gözeneklerine aktarılması sağlanır.
Bulamaç tipik olarak adsorpsiyon tanklarından tek yönde sırayla akarken, aktif karbon adım adım ters yönde hareket eder. Bu ters akım işlemi, taze veya düşük altın yüklü aktif karbon ile düşük konsantrasyonlu kuyruk ucu bulamacı arasındaki teması kolaylaştırırken aynı zamanda yüksek altın yüklü aktif karbonun daha yüksek konsantrasyonlu bulamaçla temas etmesine izin vererek adsorpsiyon itici gücünü ve aktif karbon kullanımını geliştirir.
CIP'nin temel özellikleri şunları içerir:
• Liç ve aktif karbon adsorpsiyonu aşamalar halinde tamamlanır;
• Nispeten net süreç kontrolü;
• Süzme ve adsorpsiyon koşullarını ayrı ayrı optimize etmek kolaydır;
• Aktif karbonun aşınma direnci ve parçacık boyutu stabilitesi için yüksek gereksinimler.
2. Süzülen Karbon (CIL)
CIL, yaygın olarak karbon liç işlemi olarak bilinen "Süzmede Karbon" ifadesinin kısaltmasıdır.CIP'den farklı olarak CIL, altın liçi ve aktif karbon adsorpsiyonunu aynı tankta birleştirir. Cevherdeki altın, aktif karbon tarafından adsorbe edilirken çözeltiye girerek liç ve adsorpsiyon işlemlerinin aynı anda gerçekleşmesine olanak tanır.
CIL'in temel özellikleri şunları içerir:
• Eş zamanlı liç ve adsorpsiyon;
• Nispeten kompakt süreç akışı;
• Daha fazla liç için itici gücü koruyarak çözeltideki altın konsantrasyonunu hızlı bir şekilde azaltma yeteneği;
"Altın çalma" özelliklerine sahip cevherleri işlerken potansiyel avantajlar.
"Altın çalma", cevherde doğal olarak oluşan karbonlu maddeler veya diğer adsorban bileşenler tarafından çözünmüş altının cevher yüzeyine yeniden adsorbe edilmesini ve bunun da artıklarla birlikte altın kaybına yol açmasını ifade eder. CIL sürecinde özel aktif karbon, altın içeren kompleksler için doğal olarak oluşan bu adsorbanlarla rekabet edebilir, böylece altın çalmanın etkisi azaltılabilir. Ancak gerçek verimlilik hala cevher özelliklerine ve genel proses tasarımına bağlıdır. (sciencedirect.com)
3. Sütundaki Karbon (CIC)
CIC, genellikle karbon sütunu adsorpsiyonu veya sütun tipi aktif karbon adsorpsiyonu olarak bilinen "Sütundaki Karbon" anlamına gelir.CIC öncelikle katı-sıvı karışımı bulamaçlardan ziyade berrak altın içeren çözeltileri işliyor. Altın içeren çözelti, granüler aktif karbonla doldurulmuş bir adsorpsiyon kolonundan geçer; altın aktif karbonun içinde tutulur ve işlenmiş düşük altın içerikli çözelti kolondan boşaltılır.
CIC yaygın olarak aşağıdakiler için kullanılır:
•Altın içeren değerli çözeltilerin yığın liçi;
• Berrak altın içeren çözeltilerin geri kazanılması;
•Düşük tenörlü cevher liç çözeltilerinin arıtılması;
•Belirli atıklardan veya dolaşımdaki çözeltilerden altın kazanımı.
Çözeltinin karbon yatağından stabil bir şekilde geçmesi gerektiğinden, CIC sistemleri aktif karbon parçacık boyutuna, yatak basıncı düşüşüne, toz içeriğine, mekanik dayanıklılığa ve hidrolik koşullara özellikle dikkat edilmesini gerektirir.
Aktif karbon altın geri dönüşümünün tamamlanması süreci
Tipik bir aktif karbon altın geri kazanım işlemi genellikle aşağıdaki adımları içerir:
Cevher kırma ve öğütme → Ön arıtma → Altın liçi → Aktif karbon adsorpsiyonu → Altın yüklü karbon eleme → Asit yıkama → Desorpsiyon → Elektrolitik çıkarma → Eritme → Aktif karbon rejenerasyonu → Adsorpsiyon sistemine geri dönüş
1. Kırma ve Öğütme
İlk olarak, altın içeren cevher ezilir ve liç için uygun bir parçacık boyutuna öğütülür ve mineral içinde mümkün olduğu kadar çok altın açığa çıkarılır. Cevher partikül boyutu, liç oranını, reaktif tüketimini ve bulamaç akışını etkiler.Refrakter altın cevherleri için, geleneksel öğütme altın açığa çıkarmak için tek başına yeterli olmayabilir ve oksidatif kavurma, basınçlı oksidasyon, biyo-oksidasyon veya çok ince öğütme gibi ön arıtma işlemleri gerekebilir.
2. Altın Süzme
Kontrollü koşullar altında cevherdeki altın, çözünebilir altın içeren komplekslere dönüştürülerek altın içeren bir çözelti veya altın içeren bulamaç oluşturulur.Liç verimliliği aşağıdaki faktörlerden etkilenir:
Altının oluşum durumu;
Cevher parçacık boyutu;
Kağıt hamuru konsantrasyonu;
Redoks koşulları;
pH ve liç maddesi konsantrasyonu;
Bakır, kükürt ve diğer tüketilebilir mineraller;
Cevherdeki doğal karbonlu malzeme.
3. Aktif Karbon Adsorpsiyonu
Altın içeren çözelti veya bulamaç granüler aktif karbonla temas ettikten sonra, altın kompleksi aktif karbonun dış yüzeyine göç eder, ardından gözenekler yoluyla aktif karbonun iç kısmına yayılır ve adsorbe edilir.Endüstriyel CIP ve CIL sistemleri tipik olarak gerçek adsorpsiyon dengesinde çalışmaz, bu nedenle adsorpsiyon hızı özellikle önemlidir. Çalışmalar, adsorpsiyon kinetiğinin iyileştirilmesinin, aynı zaman dilimi içerisinde aktif karbona daha fazla altının girmesine olanak sağladığını, dolayısıyla adsorpsiyon aşamalarının sayısının azaldığını, ekipman boyutunun küçültüldüğünü veya altın yükleme seviyelerinin arttığını göstermektedir.
4. Altın Yüklü Aktif Karbon Ayırma
Altın adsorpsiyonundan sonra oluşan aktif karbona "altın yüklü karbon" adı verilir. Bu altın yüklü karbon, eleme ekipmanı kullanılarak bulamaçtan veya çözeltiden ayrılır ve daha sonra bir sonraki işleme sistemine taşınır.Aktif karbonun mukavemeti yetersizse, karıştırma ve taşıma sırasında büyük miktarda ince karbon oluşacaktır. Bu ince altın yüklü karbon parçacıkları elekten geçerek atıklara girebilir ve doğrudan altın kaybına neden olabilir. Bu nedenle aşınma direnci sadece tüketilen aktif karbon miktarını etkilemez, aynı zamanda altının geri kazanım oranını da doğrudan etkiler.
5. Asit Yıkama
Uzun süreli çalışma sırasında altın yüklü karbon, kalsiyum tuzlarını, magnezyum tuzlarını, karbonatları ve diğer inorganik maddeleri adsorbe edebilir veya biriktirebilir ve bazı gözenekleri tıkayabilir. Asit yıkamanın temel amacı, bu inorganik birikintileri uzaklaştırarak daha sonraki desorpsiyon ve rejenerasyon için koşullar yaratmaktır.Spesifik asit yıkama prosesi, maden suyunun kalitesine, tortu tipine, ekipman malzemelerine ve proses tasarımına göre belirlenmeli ve kalifiye profesyoneller tarafından çalıştırılmalıdır.
6. Altın Desorpsiyonu
Elüsyon olarak da bilinen desorpsiyon, altının altın yüklü aktif karbondan daha küçük, daha konsantre bir çözeltiye aktarılmasını amaçlamaktadır.Yaygın endüstriyel desorpsiyon sistemleri Zadra sürecini ve AARL sürecini içerir. Tam bir desorpsiyon tesisi tipik olarak asit yıkama, desorpsiyon, zengin likör arıtma, aktif karbon dehidrasyonu ve rejenerasyon birimlerinden oluşur.
7. Elektroliz ve Eritme
Desorpsiyondan elde edilen yüksek konsantrasyonlu altın içeren çözelti, altının katot malzemesi üzerinde biriktirildiği ve altın içeren çamur oluşturduğu elektro-kazanma sistemine girer. Altın içeren çamur, temizlendikten, kurutulduktan ve eritildikten sonra alaşımlı altın külçeleri üretmek için kullanılabilir.
Bu aşama, altının düşük konsantrasyonlu cevher ve sızıntı suyundan yüksek konsantrasyonlu metalik ürünlere kadar kademeli olarak zenginleştirilmesini tamamlar.
8. Aktif Karbon Rejenerasyonu: Organik madde, inorganik tuzlar ve diğer kirletici maddeler, desorbe edilmiş aktif karbonun yüzeyinde ve gözeneklerinde hala kalabilir. Adsorpsiyon kapasitesini eski haline getirmek için genellikle termal rejenerasyon gerekir.
İnce karbonun soğutulması, elenmesi ve çıkarılmasından sonra, yenilenen aktif karbon, sürekli kullanım için CIP, CIL veya CIC devrelerine geri gönderilebilir. Uygun rejenerasyon, aktif karbonun ömrünü uzatabilir ancak sıcaklığın, atmosferin ve kalma süresinin yanlış kontrolü gözenek yapısına zarar verebilir veya mekanik mukavemeti azaltabilir. Çalışmalar, etkili rejenerasyon olmadan kullanılan aktif karbonun, gözenek doluluğu nedeniyle daha düşük altın adsorpsiyon kapasitesi sergileyebileceğini göstermektedir.
Aktif karbonun kalitesi altın madenlerinin karlılığını neden etkiler?
Altın değeri yüksek bir üründür; Bir ton bulamaç veya metreküp çözelti başına altın kaybındaki küçük bir artış bile uzun vadede önemli bir ekonomik etkiye sahip olabilir.Tutarsız kalitede aktif karbon aşağıdakilere neden olabilir:
•Altın adsorpsiyon oranının azalması;
•Adsorpsiyon artıklarındaki altın konsantrasyonunun artması;
• Aktif karbonun erken deaktivasyonu;
•Atıklarla birlikte altın yüklü ince karbon kaybı;
• Artan karbon ikmali;
• Artan desorpsiyon ve rejenerasyon sıklığı;
• Eleklerin, pompaların ve boru hatlarının çalışmasında istikrarsızlık;
• Tesisin birim altın geri kazanım maliyetlerinde artış.
Bu nedenle altın yüklü aktif karbon alımında sadece ton başına fiyat esas alınmamalıdır.
Aktif karbonun toplam maliyeti şunları içerir: satın alma maliyeti + karbon kaybı maliyeti + desorpsiyon ve yenileme maliyeti + ekipman bakım maliyeti + keşfedilmemiş altının değeri.
Daha yüksek aşınma oranına sahip, daha düşük fiyatlı bir aktif karbon, sonuçta, istikrarlı performansa sahip, yüksek mukavemetli, altın geciktirici aktif karbondan daha yüksek bir toplam maliyete sahip olabilir.
Sonuç
Aktif karbon, modern hidrometalurjik altın geri kazanım süreçlerinde çok önemli bir adsorban malzemedir ve CIP (Külp İçinde Karbon), CIL (Sıvı İçinde Karbon) ve CIC (Sütun İçinde Karbon) işlemlerinde yaygın olarak kullanılır. Temel işlevi, düşük konsantrasyonlu altın çözeltilerinden veya bulamaçlardan altın içeren kompleksleri seçici olarak adsorbe etmek, altını altın yüklü karbon üzerinde zenginleştirmek, böylece daha sonraki asit yıkama, desorpsiyon, elektro-kazanım ve eritme için koşullar yaratmaktır.Altın rafinasyonu için uygun bir aktif karbon, yalnızca yüksek adsorpsiyon kapasitesine sahip olmamalı, aynı zamanda hızlı adsorpsiyon kinetiği, iyi mekanik mukavemet, düşük aşınma hızı, kararlı parçacık boyutu dağılımı ve güvenilir geri dönüştürülebilirlik de göstermelidir. İyot değerini, spesifik yüzey alanını veya satın alma fiyatını tek başına karşılaştırmak, altın üreten aktif karbonun gerçek değerini tam olarak değerlendiremez.
Yalnızca altın geri kazanımı için yüksek kaliteli aktif karbonun rasyonel proses tasarımı ve standartlaştırılmış güvenlik ve çevre yönetimi ile birleştirilmesiyle ince karbon ve altın kaybı azaltılabilir, adsorpsiyon geri kazanım oranı iyileştirilebilir ve altın üretiminin genel işletme maliyetleri düşürülebilir.
