Введение

CIL (Carbon-In-Leach) является одной из наиболее зрелых технологий цианирования для обработки золотоносных плотных руд. Она широко применяется в средних и крупных золотодобывающих рудниках по всему миру. В отличие от гравитационной сепарации, используемой для аллювиального песчаного золота, CIL направлена на извлечение золота мелкозернистого, заключенного в матрице породы. Все теории, химические реакции и параметры процесса в данной статье соответствуют стандартным принципам выделяющейся металлургии и данным промышленных производственных установок. Нет завышенных показателей извлечения или непроверенных технологий. В данной статье объясняется химический механизм, полный процесс, функции оборудования, критические параметры контроля и различия между CIL и CIP.

Основные химические принципы цианирования золота

Золото в виде металла химически стабильно в естественных условиях. В щелочной цианистой растворе с достаточным содержанием растворенного кислорода твёрдое золото растворяется в водный раствор, образуя растворимый комплекс иона золотоцианида. Упрощённое уравнение Эльснера является основной реакцией:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O = 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

• Содий цианид (NaCN): обеспечивает ион цианида CN⁻ для образования золотого комплекса.
• Растворенный кислород: важный окислитель; недостаток кислорода значительно снижает скорость выщелачивания.
• Щелочная среда (гашеная известь CaO): предотвращение гидролиза цианида и выделения токсичного газа HCN; поддержание pH 10,5–11,5.

Активированный уголь имеет сильную адсорбционную способность по отношению к комплексу Au(CN)₂⁻. Основная особенность CIL: окисление и адсорбция углем происходят одновременно внутри одного реактора.

CIL vs CIP: Основные различия в процессах

Многие горняки путают CIL и CIP. Различие ясно в металлургическом инженерном деле:

• CIL (Карбон в выщелачивании):Выщелачивание и адсорбция на угле происходят одновременно в одинаковых резервуарах. Уголь движется противотоком относительно суспензии. Сразу после растворения золота уголь мгновенно адсорбирует золото, поддерживая низкую концентрацию золота в растворе и ускоряя дальнейшее его растворение.
• CIP (Уголь-в-суспензии):Обработка руды завершается полностью в отдельных растворяющих баках. Затем полностью выщелоченная пульпа поступает в отдельные адсорбционные баки для загрузки углеродом.

Преимущество СИЛ: более высокая общая эффективность выщелачивания, более короткий общий срок задержания, подходит для руд с быстрым выщелачиванием мелкого золота. Снижает риск повторного осаждения золота в пульпе.

Полный пошаговый процесс обработки CIL

Весь цикл можно разделить на 6 основных этапа: дробление и измельчение → предварительное осаждение и толщении → извлечение и адсорбция в CIL → скрининг угля → десорбция и электролиз → плавка.

Этап 1: Дробление и тонкое измельчение
Горная порода, добываемая на месте, проходит через щековую дробилку, конусную дробилку и шаровую мельницу. Целевая степень помола для большинства руд золота: 70%–90% проходящей через сито 200 меш (0,074 мм). Молотьба освобождает мелкие частицы золота от породы-побочного продукта. Золото, не освобожденное от породы, не может быть контактировано раствором цианида и останется неизвлеченным.

Этап 2: Утолщение и предварительная обработка
Слендёрный раствор из шаровой мельницы поступает в толщатель для регулирования плотности пульпы до 40%–45% массового содержания твёрдых веществ. Добавляется гашеная известь для регулирования значения pH. Для руд, содержащих вредные сульфидные минералы, может применяться предварительная аэрация для снижения расхода цианида.

Этап 3: СИЛ противотоковое выщелачивание и адсорбция (основной цикл)
Слюржа последовательно протекает вперед через 5–8 соединенных леющих танков. Натриевый цианид подается в передние танки. Активированный уголь движется обратно (противоток): загруженный уголь переносится из последнего танка в первый танк. Смесители непрерывно перемешивают пульпу, чтобы поддерживать взвешенными твердые частицы, и воздух вводится для обеспечения растворенного кислорода. В процессе растворения золота уголь адсорбирует растворенный комплекс золота непрерывно. Общее время задержки обычно составляет от 24 до 48 часов, определяемое минеральными характеристиками руды.

Этап 4: Угольный скрининг и разделение
Межтанковые решетки отделяют крупные частицы активированного угля от тонкого рудного суспензии. Загруженный уголь, обогащенный золотом, откачивается из первого резервуара и направляется на десорбцию. Бедный пульп после последнего резервуара подвергается детоксикации цианида перед выпуском хвостов.

Этап 5: Десорбция и электролиз
Золото отделяется от загруженного угля с помощью горячего щелочно-цианистного раствора (высокотемпературная высокого давления десорбция, часто используемая). Полученный раствор с высоким содержанием золота поступает в электрохимические ячейки. При прямом токе металлическое золото оседает на катодах из стального волокна.

Этап 6: Плавка и регенерация углерода
Золотая шлам от катодов подвергается промыванию, фильтрации и плавлению с флюсом внутри печи для получения золотого барреля. Освобожденный уголь направляется в кирпичную печь для термической регенерации с целью восстановления адсорбционной активности, а затем возвращается в резервуары для СИЛ для переработки.

Основные стандартные параметры эксплуатации для завода CIL

• Густота пульпы: 40%–45% твердых веществ по массе
• значение pH: 10,5 ~ 11,5 (поддерживается известью)
• Концентрация цианида в растворе: 0,2–0,5 г/Л NaCN
• Растворенный кислород: ≥6–8 мг/л
• Активированный уголь, размер частиц: 6×12 сетка или 8×16 сетка кокосовая скорлупа уголь
• Концентрация углерода в пульпе: 10–25 г/л
• Нормальная общая добыча золота для свободно-измельчаемого руды: 85%–92%

Важное замечание: Для руды с высоким содержанием арсенопирита и пирита (рефракционная золотоносная руда) прямой CIL дает низкий уровень извлечения. Перед цианированием требуется предокисление (окисление, давление окисления или биоокисление).

Вредные ганговые минералы и примеси

Некоторые минералы потребляют цианид и кислород, увеличивая затраты на реагенты и снижая извлечение золота:

• Пирит, арсенопирит: реагируют с цианидом и кислородом, высокое потребление реагентов.
• Медные минералы (халькозит): образуют устойчивые комплексные соединения меди с цианидом, конкурируют за цианид.
• Свинец, золотоносные руды с содержанием сурьмы и теллурия: трудно выщелачивать при стандартных условиях СИЛ.
• Глина, углеродистые вещества: явление «preg-robbing» – естественно возникающий углерод поглощает растворенный золото и вызывает постоянную потерю.

Напоминания о соблюдении требований безопасности и экологических норм

Цианид является сильнотоксичным. Все проекты CIL должны соответствовать местным экологическим нормам горнодобывающей промышленности:

• Раз в день поддерживайте pH выше 10,5, чтобы избежать образования токсичного газа цианистого водорода.
• Остаточная суспензия должна пройти детоксикацию цианидов (процесс SO₂-воздух или метод перекиси водорода) перед сбросом.
• Строительство антипроникновения линеров для леющих резервуаров и хранилищ хвостов для предотвращения загрязнения подземных вод.
• Операторы требуют профессиональное обучение в области безопасности и защитное оборудование.

Часто задаваемые вопросы

Q1: Может ли CIL обрабатывать всеuvialный песчаный золото напрямую?
А: Не экономически выгодно. Аллювиальный золото можно эффективно извлекать методом гравитационной сепарации. СИЛ требует тонкого дробления и дорогостоящих цианистых реагентов; он предназначен для обогащения руды с твердыми породами, где золото заключено в горной породе.

Q2: Почему восстановление не может достичь 100% в установке CIL?
А: Основные причины: мелкое золото, застывшее в неглубоком хвосте, углеродные минералы, поглощающие растворитель, неполное выщелачивание, потеря золота в мелких хвостах. Свободно выщелачиваемое рудное сырье обычно не может превышать 92%–94% извлечения при стандартном CIL.

Q3: Какова продолжительность службы активированного угля?
А: Уголь постепенно изнашивается и превращается в мелкий порошок во время циркуляции. После нескольких циклов регенерации активность угля снижается. Обычно скорость пополнения угля составляет 5–10 кг на тонну обработанного руды.

Заключение

Обработка золота методом CIL основывается на химии цианирования и одновременном поглощении активированным углем. Основное преимущество метода заключается в объединении выщелачивания и поглощения в одном цикле для улучшения силы реакции. Работа сильно зависит от минералогии руды, тонкости помола, подачи растворенного кислорода и стабильного контроля реагентов. Перед строительством завода CIL обязательны лабораторные испытания выщелачивания и минералогический анализ. Несuitable типы руды приведут к высокому расходу реагентов и низкому извлечению золота. Свяжитесь с нами, чтобы организовать испытания руды и предоставить проект проектирования завода CIL.