Aktivkohle für Goldgewinnung: Wie funktioniert sie im Kleinmaßstabbergbau

Die Wissenschaft hinter der Goldadsorption mit Aktivkohle

Aktivkohle hat eine wirklich interessante Struktur, die sie hervorragend für das Goldbergbau auf kleinerer Skala macht. Sie hat viele winzige Poren, und diese mikroporöse Struktur ermöglicht es ihr, etwas Besonderes zu tun. Sie kann Gold selektiv aus Cyanidlösungen durch einen Prozess namens Chemisorption aufnehmen. Das Aktivkohle hat eine riesige Oberfläche, die zwischen 500 und 1500 m²/g liegt. Diese große Oberfläche bietet viele Stellen, an denen sich die Gold-Cyanid-Komplexe festsetzen können. In Kleinbergbautätigkeiten findet dies normalerweise in Tanks statt, die umgerührt oder geschüttelt werden. Die Kohlegranulat bewegt sich in diesen Tanks, um sicherzustellen, dass sie so viel wie möglich des goldhaltigen Schlamms kontaktiert. Es unterscheidet sich ein wenig von den großen CIP/CIL-Systemen. Kleinbergbauer, die oft mit einem kleineren Budget und weniger Infrastruktur arbeiten, verwenden normalerweise einfachere Säulen-basierte Designs, die einfacher einzurichten und zu verwalten sind.

Schrittweise Implementierung für den Kleingoldabbau

Nun, da wir wissen, wie Aktivkohle im Prinzip bei der Goldgewinnung funktioniert, sehen wir uns an, wie Kleinbauern sie tatsächlich im Prozess einsetzen. Zuerst nehmen sie das Erz und mahlen es auf einen Partikelgröße von 75μm herunter. Danach verwenden sie Cyanid, um das Gold aus dem zerkleinerten Erz herauszulösen. Die Lösung, die das Gold enthält, auch als schwangere Lösung bezeichnet, fließt dann durch Reaktoren, die mit Aktivkohle gefüllt sind. Innerhalb eines Zeitraums von 12 bis 24 Stunden kann die Kohle eine signifikante Menge an Gold aufnehmen, normalerweise zwischen 300 - 600 g/tonne. Um den Prozess reibungslos laufen zu lassen, müssen die Bergleute die Kohle regelmäßig austauschen. Wenn die Kohle voller Gold ist, nehmen sie sie heraus und behandeln sie mit einer Säurewäsche. Dann verwenden sie Hitze, um sie zu reaktivieren, damit sie erneut verwendet werden kann. In westafrikanischen Minen wurden Feldtests mit Kokosnuss-Kohle in modularen Verarbeitungseinheiten durchgeführt. Diese Tests haben gezeigt, dass der Wiederbeschaffungsrate von Gold zwischen 85 - 92 % liegt, was sehr gut für Betriebe ist, die nur 1 - 10 Tonnen Erz pro Tag verarbeiten.

Auswahl des optimalen aktiven Kohles für Kleinbauergewinnung

Wir haben die Schritte der Goldgewinnung im Kleinstmaßstab gesehen, aber wie wählen diese Bergleute den richtigen aktiven Kohl? Nun, die Größe der Poren im Kohl ist ein wichtiger Faktor. Mesoporen, die zwischen 2 - 50nm groß sind, eignen sich gut, um die Gold-Cyanid-Komplexe einzufangen. Feldtests haben gezeigt, dass aus Kokosnüssen gewonnener Kohl um 18 % mehr Gold binden kann als Kohl aus Steinkohle. Wenn Bergleute nach aktivem Kohl suchen, sollten sie zwei wichtige Dinge überprüfen. Einer ist die Jodzahl, die mindestens 1000 mg/g betragen sollte. Der andere ist die Schleiffestigkeit, die mindestens 95 % betragen sollte. Kürzlich gab es einige aufregende Entwicklungen. Menschen produzieren aktiven Kohl aus landwirtschaftlichem Abfall, wie Biomasse-basierten Kohlenstoffen. In Pilotprojekten haben diese vielversprechende Ergebnisse gezeigt. Sie können Kosten senken und gleichzeitig das Gold mit einer Effizienz von 90 - 94 % eluieren oder entfernen.

Bewältigung häufiger Herausforderungen in kompakten Rückgewinnungssystemen

Die Wahl der richtigen Kohle ist wichtig, aber es gibt auch einige Herausforderungen bei kleinen Goldrückgewinnungssystemen. Ein großes Problem ist die Verschmutzung der Kohle. Wenn es organische Schadstoffe in der Umgebung gibt, kann die Gold-Aufnahmekapazität der Kohle um 40 - 60 % sinken. An einigen Orten wie den Gemeindegruben in Indonesien haben sie einen Weg gefunden, damit umzugehen. Sie verwenden Wasserstoffperoxid, um die Lösung vorher zu oxidierten, und das hilft sehr. Ein weiteres Problem ist die Konkurrenz mit Quecksilber, insbesondere in Placer-Lagerstätten. Aber auch dafür haben sie eine Lösung gefunden. Modifizierte Kohlen, die Schwefel enthalten, können um 30 % besser darin sein, Gold aufzunehmen. Jetzt sind auch tragbare XRF-Analysatoren verfügbar. Diese sind sehr nützlich, weil sie den Bergleuten ermöglichen, die Kohle in Echtzeit zu überprüfen. Das hilft ihnen herauszufinden, wann der beste Zeitpunkt für den Austausch der Kohle ist, und dadurch können sie die Kosten für Reagenzien um 18 - 22 % senken.

Fortgeschrittene Techniken zur Maximierung der Rückgewinnungseffizienz

Wir haben über die Herausforderungen und wie man sie überwindet gesprochen, aber was ist mit der Verbesserung der Goldrückgewinnung? Es gibt einige fortgeschrittene Techniken, die wirklich hilfreich sind. Zum Beispiel verwenden Puls-Elutionsysteme eine Lösung von 3% NaOH/0,2% NaCN bei 110°C. Mit dieser Methode können sie 98% des adsorbierten Goldes in nur 6-Stunden-Zyklen zurückgewinnen. Im Vergleich dazu dauerten die alten Methoden 72 Stunden. In sambiaischen Genossenschaften haben sie festgestellt, dass sie ihre Produktion um 23% erhöhen können, indem sie den pH-Wert der Lösung während der Adsorption auf zwischen 10,5 - 11,0 halten. Es gibt auch neu auftauchende elektrochemische Desorptionsverfahren. Diese sind großartig, weil sie 99,5% des Goldes ohne hohe Temperaturen abscheiden können. Dies ist besonders nützlich für betriebliche Vorgänge außerhalb des Stromnetzes, wo sie solarbetriebene Reaktoren verwenden könnten.

Nachhaltige Praktiken für umweltbewusstes Bergbauwesen

Effizienz ist wichtig, aber in der heutigen Welt ist Nachhaltigkeit ebenfalls ein großes Anliegen. In kleinen Kolumbianischen Minen haben sie geschlossene Kohlenstoffregenerierungssysteme implementiert. Diese Systeme sind wirklich effektiv. Sie können den Bedarf an neuem, jungem Kohlenstoff um 65 % reduzieren. Eine weitere nachhaltige Option ist die Verwendung von Biochar, hergestellt aus Macadamianusschalen. Es funktioniert genauso gut wie das kommerzielle aktivierte Kohlenstoffprodukt und fördert zudem lokale Lieferketten. Wasser ist auch ein großes Thema im Bergbau. Um dem hohen Wasserverbrauch von 5 - 7 m³/tonne zu begegnen, haben sie Regenwassererfassung integriert. Sie nutzen außerdem Siedlungsbassen und Aktivkohlenfilter. Auf diese Weise können sie 95 % des Prozesswassers recyceln, was bedeutet, dass sie die Abflussnormen der EPA einhalten und umweltfreundlicher werden.