Aktivert kul for gullgjenvinning: hvordan fungerer det i småskala gruvedrift

Vitenskapen bak gulladsorpsjon ved bruk av aktivert kul

Aktivert kul har en virkelig spennende struktur som gjør det utmerket for småskalig gullutvinning. Det har masse små porer, og denne mikroporene strukturen lar det gjøre noe spesielt. Det kan selektivt plukke opp gull fra cyanidløsninger gjennom en prosess kalt kjemisorpsjon. Aktivert kul har en enorm overflateareal, som varierer mellom 500 og 1500 m²/g. Denne store overflaten gir mange steder hvor gull-cyanid-kompleksene kan fastne. I småskalige utvinningsoperasjoner skjer dette vanligvis i tankere som blir rørt eller agitert. Kulpartiklene beveger seg rundt i disse tankene for å sørge for at de kommer i kontakt med så mye av gullholdige slurresom mulig. Dette er litt forskjellig fra de store CIP/CIL-systemene. Håndverksminere, som ofte jobber med mindre budsjett og mindre infrastruktur, bruker vanligvis enklere kolonnebaserte design som er lettere å sette opp og administrere.

Steg-for-steg gjennomføring for småskalig gullutvinning

Nå som vi kjenner til hvordan aktivert karbon fungerer i teori for gullhenting, la oss se hvordan småskala-minere faktisk bruker det i prosessen. Først tar de mineralen og knuser den ned til et partikkelstørrelse på 75μm. Deretter bruker de syanid for å leke ut gullet fra den knuste mineralen. Løsningen som inneholder gull, som kalles gravidløsning, går deretter gjennom reaktorer som er fylt med aktivert karbon. Over en periode på 12 til 24 timer kan karbonet laste seg med en betydelig mengde gull, vanligvis mellom 300-600 g/tonn. For å holde prosessen kjørende glatt, må minere bytte ut karbonet jevnt. Når karbonet er fullt av gull, tar de det ut og gir det en syrevaske. Deretter bruker de varme for å reaktivere det slik at det kan brukes igjen. I vestafrikanske miner har felttester blitt gjort ved bruk av kokosnøtt-karbon i modulære prosessenheter. Disse testene har vist at gullhentingsraten kan være mellom 85-92%, som er virkelig godt for operasjoner som kun behandler 1-10 tonn mineral hver dag.

Velge optimal aktiveringskarbon for håndverksgruvevirksomhet

Vi har sett stegene i småskala gullutvinning, men hvordan velger disse gruvearbeiderne riktig aktiveringskarbon? Vel, størrelsen på porer i karbonet er en stor faktor. Mesoporer, som er mellom 2-50nm i størrelse, er akkurat riktig for gull-sianid-komplekser å bli fanget. Feltprøver har vist at kokosbasert karbon kan holde 18% mer gull enn karbon laget fra kul. Når gruvearbeiderne leter etter aktiveringskarbon, bør de sjekke to viktige ting. En er iodintallet, som bør være minst 1000 mg/g. Den andre er skuffresisten, og den bør være minst 95% hardt. Nyttigvis har det vært noen spennende utviklinger nylig. Folk lager aktiveringskarbon fra jordbruksavfall, som biomassabasert karbon. I pilotprosjekter har disse vist lovende resultater. De kan redusere kostnadene samtidig som de fortsatt kan eluere, eller fjerne gullet, med en effektivitet på 90-94%.

Å overtome vanlige utfordringer i kompakte gjenopptakssystemer

Å velge riktig karbon er viktig, men det finnes også noen utfordringer i småskala gullgjenopptakssystemer. En stor problemstilling er karbonforurening. Når det er organiske forurensetninger i miljøet, kan gulldelingskapasiteten til karbonet synke med 40 - 60%. På noen steder, som i indonesiske samfunnsminer, har de funnet en måte å håndtere dette på. De bruker hydrogenperoksid for å foreoksideres løsningen, og dette hjelper mye. En annen problemstilling er merkurkonkurranser, spesielt i placeravlinger. Men de har også funnet en løsning på dette. Modifisert karbon som har sullfur innleid i seg kan være 30% bedre til å plukke ut gull. Nå finnes det også portablere XRF-analyser. Disse er virkelig nyttige fordi de lar minerarbeidere sjekke karbonet i sanntid. Dette hjelper dem med å bestemme den beste tiden for å bytte ut karbonet, og som resultat kan de redusere kostnadene for reaktanter med 18 - 22%.

Avanserte Teknikker for å Maksimere Gjenvinningsnøyaktighet

Vi har snakket om utfordringene og hvordan man overkommer dem, men hva med å gjøre gullgjenvinninga ennå mer effektiv? Det finnes noen avanserte teknikker som er virkelig nyttige. For eksempel bruker pulsed elusjonssystemer en løsning av 3% NaOH/0.2% NaCN på 110°C. Med denne metoden kan de gjenvinne 98% av det adsorbete gullet i bare 6-timers sykler. Sammenlign dette med de gamle metodene som tok 72 timer. I zimbabwiske kooperativer har de funnet ut at ved å kontrollere pH-verdien til løsningen til å være mellom 10.5 - 11.0 under adsorbsjon, kan de øke produksjonen sin med 23%. Det finnes også nye elektrokjemiske desorpsjonsteknikker. Disse er fantastiske fordi de kan strippes 99.5% av gullet uten å måtte bruke høye temperaturer. Dette er spesielt nyttig for avnettkoblete operasjoner hvor de kanskje bruker solcellerreaktorer.

Bærekraftige Praksiser for Miljøvennlig Gruvevirksomhet

Effektivitet er viktig, men i dagens verden er bærekraftighet også en stor bekymring. I de små gruver i Colombia har de implementert lukkede karbonregenereringssystemer. Disse systemene er virkelig effektive. De kan redusere behovet for nytt, ren karbon med 65%. En annen bærekraftig alternativ er å bruke biochar laget av macadamianøtteskal. Det fungerer like godt som kommersiell aktivert karbon av høy kvalitet, og det bidrar også til å opprette lokale forsyningskjeder. Vann er også et stort problem i gruvevirksomheten. For å håndtere den høye vannforbrukingen på 5 - 7 m³/tonn, har de integrert nedbørsvannshenting. De bruker også settlingsbassenger og aktivert karbonfilter. På denne måten kan de gjenbruke 95% av prosessvannet, noe som gjør at de kan møte EPA-utslippsstandardene og være mer miljøvennlige.