金回収用の活性炭：小規模採鉱での働き方

活性炭を使用した金吸着の科学

活性炭は、小規模な金採掘に非常に適した興味深い構造を持っています。多くの小さな孔があり、この微細多孔質構造により特別な能力が発揮されます。活性炭は化学吸着と呼ばれるプロセスを通じて、シアナイト溶液から金を選択的に取り出すことができます。活性炭の表面積は500〜1500 m²/gに達します。この広大な表面積により、金-シアナイト錯体が付着する場所がたくさん提供されます。小規模な採掘作業では、通常、撹拌または攪乱されるタンクでこれが行われます。活性炭の顆粒はこれらのタンク内で動き回り、金含有のスラリーとできるだけ多く接触できるようにします。これは大規模なCIP/CILシステムとは少し異なります。予算が限られ、インフラが少ない状況で作業する職人採掘者は、通常、設置や管理が簡単な柱型の設計を使用します。

小規模な金の抽出のためのステップバイステップ実装

金の回収において活性炭が理論上どのように機能するかを理解したので、次に小規模採掘者が実際にそのプロセスでどのようにそれを使用するかを見てみましょう。まず、彼らは鉱石を取り、それを75μmの粒子サイズまで粉砕します。その後、シアンを使用して金を粉砕された鉱石から溶出させます。金を含む溶液、いわゆる「有孕液」は、活性炭で満たされた反応器を通ります。12〜24時間の期間で、活性炭は通常1トンあたり300〜600グラムの金を蓄積することができます。プロセスを円滑に進めるために、採掘者は定期的に活性炭を交換する必要があります。活性炭が金で満たされると、それを取り出し、酸洗いを行います。その後、熱を使って活性炭を再活性化し、再利用できるようにします。西アフリカの鉱山では、モジュラー処理ユニットで椰子殻由来の活性炭を使用してフィールドテストが行われています。これらのテストによると、一日に1〜10トンの鉱石しか処理しないような操業でも、金の回収率は85〜92%と非常に良好です。

手工採鉱に最適な活性炭を選択する方法

私たちは小規模な金の採取工程を見ましたが、これらの採鉱者はどのようにして正しい活性炭を選ぶのでしょうか？実は、炭素内の孔のサイズが大きな要因となります。メソポアと呼ばれる孔は、2〜50nmのサイズで、金－シアニド錯体を捕捉するのに適しています。現地試験では、ココナッツ由来の活性炭は石炭から作られたものよりも18％多く金を保持できることが示されています。採鉱者が活性炭を選ぶ際に確認すべき重要なことは2つあります。1つ目はヨウ素値で、これは少なくとも1000 mg/gであるべきです。もう1つは摩耗抵抗で、95％以上の硬さが必要です。最近では、農業廃棄物から活性炭を作るという興味深い進展がありました。例えば、バイオマス由来の炭素です。パイロットプロジェクトでは、これらが有望であることが示されています。コストを削減しつつ、90〜94％の効率で金を溶出（または除去）することが可能です。

コンパクトな回収システムにおける一般的な課題の克服

適切なカーボンを選ぶことは重要ですが、小規模な金回収システムにもいくつかの課題があります。大きな問題の一つはカーボンの汚染です。環境中に有機汚染物質がある場合、カーボンの金吸着能力が40〜60%低下することがあります。インドネシアのコミュニティ鉱山などでは、この問題に対処する方法が見つかっています。彼らは過酸化水素を使用して溶液を事前に酸化し、これにより大幅に改善されます。もう一つの問題は、特にプラッサープレース沈殿物において、水銀との競争です。しかし、これにも解決策があります。硫黄が付着した改良されたカーボンを使用すると、金の吸着効率が30%向上します。さらに、携帯可能なXRFアナライザーも利用可能になりました。これらは非常に役立ちます因为它たminerたちにリアルタイムでカーボンを確認する手段を与えます。これにより、最適なカーボン交換時期を把握でき、結局再剤コストを18〜22%削減できます。

回収効率を最大化するための高度な技術

私たちはこれまでに課題について話し、それらを克服する方法を見てきましたが、金の回収をさらに効率化する方法はどうでしょうか？非常に役立ついくつかの高度な技術があります。例えば、パルス式洗脱システムは、110°Cで3% NaOH/0.2% NaCNの溶液を使用します。この方法では、わずか6時間のサイクルで吸着された金の98%を回収できます。これに対し、昔ながらの方法では72時間かかっていました。ジンバブエの協同組合では、吸着中に溶液のpHを10.5〜11.0に制御することで、生産量を23%増加させることができると発見しました。また、新しい電気化学的脱着技術も登場しています。これらは特に優れており、高温を使わずに金の99.5%を剥離することができます。これは、太陽光発電式リアクターを使用するようなオフグリッドの運用において特に有用です。

環境に配慮した採鉱のための持続可能な実践

効率は重要ですが、現代の世界では持続可能性も大きな関心事です。コロンビアの小規模鉱山では、閉ループ式の二酸化炭素再生システムを導入しています。これらのシステムは非常に効果的で、新たに必要とする未使用の炭素を65%削減できます。別の持続可能な選択肢として、マカデミアナッツの殻から作られたバイオチャーも数あります。これは商業グレードの活性炭と同じように機能し、さらに地元のサプライチェーンを促進します。水も採鉱において大きな問題です。1トンあたり5〜7 m³という高い水需要に対応するため、彼らは雨水収集を統合しました。また、沈殿池と活性炭フィルターも使用しています。これにより、プロセス用水の95%を再利用でき、EPAの排出基準を満たし、環境に優しい方法で運営できるのです。