Węgiel aktywny do odzyskiwania złota: jak działa w małej górnictwie

Nauka stojąca za adsorpcją złota za pomocą węgla aktywnego

Węgiel aktywny ma naprawdę interesującą strukturę, która sprawia, że jest doskonały do małej eksploatacji złota. Ma mnóstwo maleńkich porów, a ta mikroporowata struktura pozwala mu na coś wyjątkowego. Może selektywnie pobierać złoto z roztworów cyjanowych za pomocą procesu nazywanego chemosorpcją. Węgiel aktywny ma ogromne powierzchnie wewnętrzne, które oscylują między 500 a 1500 m²/g. Ta duża powierzchnia zapewnia wiele miejsc, gdzie kompleksy złoto-cyjanowe mogą się przywiązywać. W małych operacjach wydobywczych ten proces zwykle zachodzi w zbiornikach mieszanych lub agitowanych. Kulkami węgla poruszającymi się w tych zbiornikach zapewnia się, że będą one jak najbardziej kontaktować się ze szlamem zawierającym złoto. Jest to nieco inne niż duże systemy CIP/CIL. Rzemieślnicy wydobywcy, którzy często pracują z mniejszym budżetem i z mniejszą infrastrukturą, zwykle stosują prostsze konstrukcje kolumnowe, które są łatwiejsze w ustawieniu i zarządzaniu.

Krok po kroku implementacja dla małej ekstrakcji złota

Teraz, kiedy wiemy, jak węgiel aktywny działa teoretycznie w procesie odzyskiwania złota, zobaczmy, jak małopodmiotowi górnicy go rzeczywiście wykorzystują. Najpierw biorą rudy i sprowadzają je do rozmiaru cząstek 75μm. Następnie używają cyjanku, aby wyciągnąć złoto z zmielonych rud. Roztwór zawierający złoto, nazywany roztworem ciężarnym, przepływa przez reaktory wypełnione węglem aktywnym. W ciągu 12 do 24 godzin węgiel może zaakumulować znaczną ilość złota, zazwyczaj między 300 a 600 g/tona. Aby proces płynął gładko, górnicy muszą regularnie wymieniać węgiel. Gdy węgiel jest pełen złota, wyjmują go i poddają praniu kwasowemu. Następnie używają ciepła, aby go zareaktywować i móc ponownie go wykorzystać. W kopalniach zachodnioafrykańskich przeprowadzono testy terenowe z użyciem węgla z kokosowych skorup w modularnych jednostkach przetwarzania. Te testy wykazały, że wskaźnik odzysku złota może wynosić od 85 do 92%, co jest bardzo dobre dla operacji obsługujących tylko 1-10 ton rudy dziennie.

Wybór optymalnego węgla aktywnego dla górnictwa rzemiosłowego

Zapoznaliśmy się z etapami małej skalnej ekstrakcji złota, ale jak ci górnicy wybierają odpowiedni węgiel aktywny? Otóż rozmiar porów w węglu jest istotnym czynnikiem. Mesopory, które mają rozmiar od 2 do 50nm, są idealne do łapania kompleksów złoto-cyjanidowych. Badania terenowe wykazały, że węgiel pochodzenia kokosowego może utrzymać o 18% więcej złota niż węgiel uzyskany z węgla kamiennego. Gdy górnicy szukają węgla aktywnego, powinni sprawdzić dwie ważne rzeczy. Pierwszą to liczba jodu, która powinna wynosić co najmniej 1000 mg/g. Drugą to odporność na ścieranie, która powinna wynosić co najmniej 95% twardości. Ostatnio pojawiły się pewne ekscytujące rozwójki. Ludzie produkują węgiel aktywny z odpadów rolniczych, takich jak węgiel pochodzenia biomasy. W projekcach pilotażowych te materiały pokazały obiecujące wyniki. Mogą one obniżyć koszty, jednocześnie pozostając w stanie elutować, czyli usuwać złoto, z efektywnością 90-94%.

Przezwyciężanie typowych wyzwań w kompaktowych systemach odzysku

Wybór odpowiedniego węgla jest ważny, ale istnieją również pewne wyzwania w małych skali systemach odzysku złota. Dużym problemem jest zanieczyszczenie węgla. Gdy występują organiczne zanieczyszczenia w środowisku, zdolność ładowania złota przez węgiel może spadeć o 40 - 60%. W niektórych miejscach, takich jak społecznościowe kopalnie w Indonezji, znaleziono sposób na radzenie sobie z tym problemem. Używają wodorotlenku wodoru do preoksydacji roztworu, a to bardzo pomaga. Innym problemem jest konkurencja rtęci, zwłaszcza w osadach plażowych. Ale znaleźli również rozwiązanie tego problemu. Modyfikowane węglowce z siarką przypuszczoną mogą być o 30% lepsze w wyławianiu złota. Obecnie dostępne są również przenośne analizatory XRF. Są one naprawdę przydatne, ponieważ pozwalają górnikom sprawdzać węgiel w czasie rzeczywistym. Pomaga im to ustalić najlepszy moment na wymianę węgla, co pozwala obniżyć koszty reagentów o 18 - 22%.

Zaawansowane techniki maksymalizacji efektywności odzysku

Mówiliśmy o wyzwaniach i jak je pokonać, ale co z robieniem odzysku złota jeszcze bardziej efektywnym? Istnieją pewne zaawansowane techniki, które są naprawdę pomocne. Na przykład, systemy pulsu elucji używają roztworu 3% NaOH/0,2% NaCN przy 110°C. Dzięki tej metodzie mogą odzyskać 98% adsorbowanego złota w cyklach trwających tylko 6 godzin. Porównajmy to z tradycyjnymi metodami, które wymagały 72 godzin. W spółdzielniach na Zymbabwie stwierdzono, że kontrolując pH roztworu w zakresie 10,5 - 11,0 podczas adsorpcji, mogą zwiększyć swoją produkcję o 23%. Ponadto pojawiają się nowe techniki elektrochemicznej desorpcji. Są one wspaniałe, ponieważ mogą usunąć 99,5% złota bez konieczności stosowania wysokich temperatur. Jest to szczególnie przydatne dla operacji pozatopliwych, gdzie mogą być stosowane reaktory napędzane energią słoneczną.

Zrównoważone praktyki w ekologicznym górnictwie

Efektywność jestważna, ale w dzisiejszym świecie trwałość jest również dużym problemem. W małych kopalniach w Kolumbii zaimplementowano systemy regeneracji węgla w zamkniętym cyklu. Te systemy są naprawdę efektywne. Mogą zmniejszyć potrzebę nowego, czystego węgla o 65%. Inną trwałą opcją jest użycie biowęgla zrobionego z łupin orzechów makadamii. Działa tak samo dobrze jak komercyjny węgiel aktywny i jednocześnie wspomaga tworzenie lokalnych łańcuchów dostaw. Woda jest również dużym problemem w górnictwie. Aby poradzić sobie z wysokim zapotrzebowaniem na wodę wynoszącym 5 - 7 m³/tona, zintegrowano zbieranie deszczu. Używają również zbiorników osadowczych i filtrów z węgla aktywnego. Dzięki temu mogą ponownie wykorzystywać 95% wody procesowej, co oznacza, że mogą spełniać standardy emisji EPA i być bardziej przyjazni dla środowiska.