Optimización e innovación del proceso de extracción de oro de las minas de oro

一 Selección diferenciada del diseño y de la tecnología para los procesos CIL y CIP

Aunque los procesos CIL (carbono en lixiviación) y CIP (carbono en pulpa) son procesos de extracción de oro por adsorción de carbono activado, difieren significativamente en el diseño del proceso, la lógica operativa,y escenarios aplicables:

Mecanismos de diferenciación: CIL reduce simultáneamente la concentración de oro líquido a través de lixiviación y adsorción, impulsando la cinética de la reacción de cianuración.CIP optimiza las condiciones de lixiviación y adsorción paso a paso para reducir la interferencia de las impurezas, pero el proceso es más complejo.

二 Influencias clave de la cinética de adsorción de carbono activado en la recuperación del oro

La eficiencia de adsorción del carbón activado para el complejo de cianuro-oro (Au ((CN) 2−) se determina tanto por la estructura de los poros como por la modificación química.

1Modelo cinético de adsorción

• Estadio controlado por difusión: Au(CN) 2− migra a los sitios de adsorción a través de los microporos (< 2 nm) y los mesoporos (2-50 nm).La velocidad de difusión está positivamente correlacionada con la distribución de los poros (superficie BET > 1000 m2/g).
• Etapa de adsorción química: grupos funcionales que contienen oxígeno (como los grupos carboxilo e hidroxilo fenólico) en la coordenada de superficie del carbón activado con Au(CN) 2−,con una energía de activación aparente de 15-18 kJ/mol (valores medidos en laboratorio).

2. Parámetros optimizados

• Estructura de los poros: el carbón de cáscara de coco con una relación de microporos > 70% tiene una capacidad de adsorción de oro de 6-8 kg de carbón de coco Au/t.el carbón de cáscara de fruta con una relación de microporos < 50% tiene una capacidad de sólo 3-4 kg de carbón de árbol Au/t.
• Modificación química: La oxidación con ácido nítrico puede aumentar el contenido de hidroxilo fenólico en un 30%-50%, mejorando la tasa de adsorción del oro en un 40% (datos experimentales:La recuperación de oro aumentó del 90% al 99%.0,1%).
• Parámetros de funcionamiento: a una concentración de lodo del 40% al 45% y a una intensidad de agitación de 200-400 rpm, el tiempo de equilibrio de adsorción se acorta a 8-12 horas.

3Indicadores industriales:

El coeficiente de adsorción del carbón activado (valor K) debe corresponder al grado de mineral. Para los minerales de alto grado (Au > 5 g/t), se recomienda carbón de cáscara de coco modificado con un valor K ≥ 30.La concentración de oro en los relaves se puede controlar a 0.05-0.1 mg/l.

Tecnología de pretratamiento para el mineral de oro que contiene arsénico y Mecanismo de mejora de la eficiencia

Los compuestos de arsénico (como FeAsS) que encapsulan las partículas de oro son la causa principal de los bajos rendimientos de lixiviación.

1Método de roasting y oxidación

• Parámetros del proceso: tostado en dos etapas (primera etapa a 650 °C para eliminar el arsénico y producir gas As2O3, segunda etapa a 800 °C para eliminar el azufre y producir arena asada Fe2O3 porosa).
• Verificación: Tras el tostado de un mineral con alto contenido de arsénico (12% de As), la tasa de lixiviación del oro aumentó del 41% al 90,5%, pero se requirió un sistema de purificación de gases de combustión (eficiencia de captura de As2O3 > 99%).

2Método de oxidación a presión

• Oxidación ácida: Bajo condiciones de 190 °C y 2,0 MPa, la arsenopirita se descompone en Fe3+ y SO42−, convirtiendo el arsénico en H3AsO3, aumentando la tasa de lixiviación del oro al 88%-95%.
• Limitaciones: Los reactores de titanio cuestan 30 millones de dólares por cada 10.000 toneladas de capacidad de producción, por lo que solo son adecuados para minas a gran escala.

3Método de biooxidación

• Acción microbiana: Acidithiobacillus ferrooxidans cataliza la conversión de Fe2+ en Fe3+, disolviendo el revestimiento de arsenopirita y logrando una tasa de eliminación de arsénico de > 90%.
• Mejora de la eficiencia: la biooxidación de un mineral de oro difícil de tratar (2,5 g/t Au, 8% As) aumentó la tasa de lixiviación de cianuro del 25% al 92%,y el ciclo de oxidación se optimizó a 7 días (con la adición de un catalizador Fe3+).

四 Aplicación a gran escala y avances tecnológicos en el pretratamiento de la biooxidación

Debido a sus ventajas ambientales, la tecnología de biooxidación ha logrado una aplicación comercial en escenarios específicos:

1Límites aplicables

• Tipo de mineral: mineral de oro encapsulado con sulfuro (con un 1% a 15%), grado de disociación mineral < 30%.
• Requisitos ambientales: pH de 1,0-1.5, temperatura de 35-45°C, concentración de lodo del 10% al 15% (la concentración excesiva inhibe la actividad bacteriana).

2Estudios de casos típicos

• Una mina de oro en Liaoning, China:Tratamiento de biooxidación en dos etapas del concentrado que contiene 15% de arsénico alcanzó una tasa de lixiviación de oro del 92% y una tasa de solidificación del arsénico >99% (produciendo escorodita FeAsO4·2H2O).
• Una gran mina en Perú: procesamiento diario de 2.000 toneladas de mineral que contienen 20% de arsénico, logrando una tasa de recuperación de cianuro de escoria > 90% y una reducción del 30% en los costes globales en comparación con el tostado.

3Cuellos de botella técnicos y avances

• Aclimatación bacteriana: Las cepas tolerantes al arsénico (como Leptospirillum ferriphilum) pueden sobrevivir a concentraciones de As3+ de 15 g/l, aumentando las tasas de oxidación en un 25%.
• Acoplamiento del proceso: el proceso combinado de biooxidación + CIL puede procesar minerales de grado ultra bajo (Au 0,8 g/t), logrando una tasa de recuperación global superior al 85%.