Активированный уголь для извлечения золота: как он работает в малом горнодобывающем производстве

Наука за поглощением золота с использованием активированного угля

Активированный уголь имеет действительно интересную структуру, которая делает его отличным для мелкомасштабного добычи золота. У него много маленьких пор, и эта микропористая структура позволяет ему делать что-то особенное. Он может селективно поглощать золото из цианидных растворов через процесс, называемый хемисорбция. Активированный уголь обладает огромной удельной поверхностью, колеблющейся от 500 до 1500 м²/г. Эта большая поверхность предоставляет множество мест, где могут закрепляться комплексные соединения золота-цианида. В мелкомасштабных горнодобывающих операциях это обычно происходит в емкостях, которые перемешиваются или агитируются. Гранулы угля движутся в этих емкостях, чтобы обеспечить контакт с как можно большим количеством суспензии, содержащей золото. Это немного отличается от крупномасштабных систем CIP/CIL. Ремесленные горнодобытчики, которые часто работают с меньшим бюджетом и с меньшей инфраструктурой, обычно используют более простые колонные конструкции, которые легче установить и управлять.

Поступенчатая реализация для маломасштабной добычи золота

Теперь, когда мы знаем, как активированный уголь работает теоретически для извлечения золота, давайте посмотрим, как маломасштабные горнорабочие действительно его используют в процессе. Сначала они берут руду и дробят её до частиц размером 75μм. После этого они используют цианид для выщелачивания золота из дроблёной руды. Раствор, содержащий золото, называемый богатым раствором, затем проходит через реакторы, наполненные активированным углём. За период от 12 до 24 часов уголь может поглотить значительное количество золота, обычно от 300 до 600 г/тонна. Для бесперебойной работы процесса горнорабочие должны регулярно заменять уголь. Когда уголь насыщается золотом, они извлекают его и подвергают кислотной промывке. Затем они используют тепло для его реактивации, чтобы он мог быть использован снова. В западноафриканских рудниках проводились полевые испытания с использованием модульных обрабатывающих установок с углём из кокосовых скорлуп. Эти испытания показали, что коэффициент извлечения золота может составлять от 85 до 92%, что очень хорошо для операций, обрабатывающих всего 1–10 тонн руды в день.

Выбор оптимального активированного угля для ремесленного горнодобывающего производства

Мы рассмотрели этапы маломасштабной добычи золота, но как эти горняки выбирают правильный активированный уголь? Размер пор в угле играет большую роль. Мезопоры, размер которых составляет от 2 до 50 нм, идеально подходят для захвата комплексов золота-цианида. Практические испытания показали, что уголь из кокоса может удерживать на 18% больше золота, чем уголь, полученный из угля. Когда горняки ищут активированный уголь, они должны проверить два важных параметра. Первый — это йодное число, которое должно быть не менее 1000 мг/г. Второй — это сопротивление истиранию, оно должно быть не менее 95%. Недавно произошли некоторые захватывающие разработки. Люди производят активированный уголь из сельскохозяйственных отходов, таких как биомассные угли. В пилотных проектах они показали перспективу. Они могут снизить затраты, при этом сохраняя возможность элюирования, или удаления золота, с эффективностью 90–94%.

О преодолении распространенных проблем в компактных системах восстановления

Выбор правильного угля важен, но существуют также некоторые проблемы в маломасштабных системах восстановления золота. Одной из больших проблем является загрязнение угля. Когда в окружающей среде присутствуют органические загрязнители, ёмкость угля на золото может снизиться на 40-60%. В некоторых местах, например, в общинных рудниках Индонезии, они нашли способ справиться с этим. Они используют перекись водорода для предварительной окислительной обработки раствора, и это помогает значительно. Другая проблема — конкуренция ртути, особенно в аллювиальных месторождениях. Но они нашли решение и для этой проблемы. Модифицированные угли с добавлением серы могут быть на 30% эффективнее при выделении золота. Теперь также доступны портативные анализаторы XRF. Они очень полезны, так как позволяют шахтерам проверять уголь в реальном времени. Это помогает им определить лучшее время для замены угля, и, как следствие, они могут сократить затраты на реагенты на 18-22%.

Современные методы для максимизации эффективности восстановления

Мы уже обсуждали проблемы и способы их преодоления, но что насчёт увеличения эффективности извлечения золота? Существуют некоторые передовые методы, которые очень полезны. Например, импульсные системы элюирования используют раствор 3% NaOH/0.2% NaCN при 110°C. С помощью этого метода можно восстановить 98% адсорбированного золота всего за 6-часовые циклы. Сравните это со старыми методами, которые требовали 72 часа. В кооперативах Зимбабве выяснили, что поддержание pH раствора в пределах 10.5–11.0 во время адсорбции позволяет увеличить производительность на 23%. Также развиваются электрохимические методы десорбции. Они отличны тем, что могут извлекать 99.5% золота без использования высоких температур. Это особенно полезно для автономных операций, где могут использоваться солнечные реакторы.

Устойчивые практики для экологически безопасного горнодобывающего производства

Эффективность важна, но в современном мире большое значение также имеет устойчивость. В малых колумбийских шахтах они внедрили системы замкнутого цикла регенерации углерода. Эти системы очень эффективны. Они могут сократить потребность в новом, девственном углероде на 65%. Другой устойчивый вариант — использование биоугля, изготовленного из скорлупы макадамии. Он работает так же хорошо, как коммерческий активированный уголь промышленной чистоты, и способствует созданию локальных цепочек поставок. Вода также является серьезной проблемой в горнодобывающей промышленности. Для решения высокого спроса на воду в размере 5-7 м³/тонна они интегрировали сбор дождевой воды. Они также используют отстойники и фильтры из активированного угля. Таким образом, они могут повторно использовать 95% процессной воды, что позволяет им соответствовать стандартам сброса EPA и быть более экологичными.