Optimalisatie en innovatie van het goudextractieproces uit goudmijnen

一  Gedifferentieerd ontwerp en technologiekeuze voor CIL- en CIP-processen

Hoewel zowel CIL (carbon-in-leach) als CIP (carbon-in-pulp) processen adsorptieprocessen met actieve kool voor goudwinning zijn, verschillen ze aanzienlijk in procesontwerp, operationele logica en toepasselijke scenario's: 

Onderscheidende mechanismen: CIL vermindert tegelijkertijd de vloeibare goudconcentratie door uitloging en adsorptie, waardoor de cyanidereactiekinetiek wordt aangedreven. CIP optimaliseert stap voor stap de uitlogings- en adsorptieomstandigheden om interferentie van onzuiverheden te verminderen, maar het proces is complexer.

二  Belangrijke invloeden van de adsorptiekinetiek van actieve kool op de goudwinning

De adsorptie-efficiëntie van actieve kool voor goudcyanidecomplex (Au(CN)₂⁻) wordt bepaald door zowel de poriestructuur als de chemische modificatie. De belangrijkste parameters zijn als volgt:

1. Adsorptiekinetisch model

• Diffusiegestuurde fase: Au(CN)₂⁻ migreert naar adsorptieplaatsen via microporiën (<2 nm) and mesopores (2-50 nm). The diffusion rate is positively correlated with the pore distribution (BET surface area>1000 m²/g).
• Chemische adsorptiefase: Zuurstofhoudende functionele groepen (zoals carboxyl- en fenolische hydroxylgroepen) op het oppervlak van de actieve kool coördineren met Au(CN)₂⁻, met een schijnbare activeringsenergie van 15-18 kJ/mol (in het laboratorium gemeten waarden).

2. Geoptimaliseerde parameters

• Poriënstructuur: Kokosnootschaalkool met een microporieverhouding >70% heeft een goudadsorptiecapaciteit van 6-8 kg Au/t kool; fruitschaalkool met een microporieverhouding <50% heeft een capaciteit van slechts 3-4 kg Au/t kool.
• Chemische modificatie: Salpeterzuuroxidatie kan het fenolische hydroxylgehalte met 30%-50% verhogen, waardoor de goudadsorptiesnelheid met 40% wordt verbeterd (experimentele gegevens: goudwinning steeg van 90% naar 99,1%).
• Operationele parameters: Bij een slurryconcentratie van 40%-45% en een roerintensiteit van 200-400 rpm wordt de evenwichtstijd voor adsorptie verkort tot 8-12 uur.

3. Industriële indicatoren:

De adsorptiecoëfficiënt (K-waarde) van actieve kool moet overeenkomen met de ertsgehalte. Voor hoogwaardige ertsen (Au >5 g/t) wordt gemodificeerde kokosnootschaalkool met een K-waarde ≥30 aanbevolen. De goudconcentratie in de residuen kan worden geregeld op 0,05-0,1 mg/L.

三  Voorbehandelingstechnologie voor arsenicumhoudend gouderts en mechanisme voor efficiëntieverbetering

Arseenverbindingen (zoals FeAsS) die gouddeeltjes inkapselen, zijn de belangrijkste oorzaak van lage uitlogingsopbrengsten. Voorbehandelingstechnologieën geven goud vrij door minerale dissociatie:

1. Oxidatiemethode door roosteren

• Procesparameters: Tweefasig roosteren (eerste fase bij 650°C om arseen te verwijderen en As₂O₃ gas te produceren, tweede fase bij 800°C om zwavel te verwijderen en poreus Fe₂O₃ geroosterd zand te produceren).
• Verificatie: Na het roosteren van een hoog-arseenerts (12% As-gehalte) steeg de gouduitlogingssnelheid van 41% naar 90,5%, maar er was een rookgaszuiveringssysteem (As₂O₃-vangstefficiëntie >99%) vereist.

2. Oxidatiemethode onder druk

• Zure oxidatie: Onder omstandigheden van 190°C en 2,0 MPa ontleedt arsenopyriet in Fe₃⁺ en SO₄²⁻, waarbij arseen wordt omgezet in H₃AsO₃, waardoor de gouduitlogingssnelheid toeneemt tot 88%-95%.
• Beperkingen: Titaniumreactoren kosten $30 miljoen per 10.000 ton productiecapaciteit, waardoor ze alleen geschikt zijn voor grootschalige mijnen.

3. Bio-oxidatiemethode

• Microbiële werking: Acidithiobacillus ferrooxidans katalyseert de omzetting van Fe²⁺ naar Fe³⁺, waardoor de arsenopyrietcoating oplost en een arseenverwijderingssnelheid van >90% wordt bereikt.
• Efficiëntieverbetering: Bio-oxidatie van een moeilijk te behandelen gouderts (2,5 g/t Au, 8% As) verhoogde de cyanide-uitlogingssnelheid van 25% naar 92%, en de oxidatiecyclus werd geoptimaliseerd tot 7 dagen (met toevoeging van een Fe³⁺-katalysator).

四  Grootschalige toepassing en technologische doorbraken in bio-oxidatievoorbehandeling

Vanwege de milieuvoordelen heeft bio-oxidatietechnologie commerciële toepassing bereikt in specifieke scenario's:

1. Toepasselijke grenzen

• Ertssoort: Sulfide-ingekapseld gouderts (As 1%-15%), mate van minerale dissociatie <30%.
• Milieu-eisen: pH 1,0-1,5, temperatuur 35-45°C, slurryconcentratie 10%-15% (overmatige concentratie remt de bacteriële activiteit).

2. Typische casestudies

• Een goudmijn in Liaoning, China: Tweefasige bio-oxidatiebehandeling van concentraat met 15% arseen bereikte een gouduitlogingssnelheid van 92% en een arseenverstevigingssnelheid >99% (productie van scorodiet FeAsO₄·2H₂O).
• Een grote mijn in Peru: Dagelijkse verwerking van 2.000 ton erts met 20% ​​arsenicum, waarbij een slakcyanideterugwinningssnelheid >90% werd bereikt en een kostenreductie van 30% in vergelijking met roosteren.

3. Technische knelpunten en doorbraken

• Bacteriële acclimatisatie: Arseen-tolerante stammen (zoals Leptospirillum ferriphilum) kunnen overleven bij As₃⁺-concentraties van 15 g/L, waardoor de oxidatiesnelheden met 25% toenemen.
•  Proceskoppeling: Het gecombineerde bio-oxidatie + CIL-proces kan ertsen met een ultralaag gehalte (Au 0,8 g/t) verwerken, waarbij een totale terugwinningssnelheid van meer dan 85% wordt bereikt.