金抽出向け化学工業ソリューション
金の抽出は、鉱業において最も困難な化学技術の一つであり、回収の各段階において適切な材料の選定と技術の管理が必要となります。鉱石の生産からシアン化物の抽出、炭素の抽出、溶出液の抽出、 電解精錬、そして最終的な精製に至るまでのプロセスの各段階において、金の回収率を最大化し、操業コストを最小限に抑え、より厳格な環境基準に準拠するためには、化学材料の高い性能が不可欠です。優れた化学パートナーは、単一の材料を提供するだけでなく、金処理フロー全体を通じて、用途に適した一貫性のあるソリューションを提供します。.
金抽出プロセスのフローシートおよび化学薬品
第1段階：破砕・粉砕
いかなる化学処理を開始する前にも、鉱石を粉砕・粉砕して粉末にし、基質から金粒子を分離するとともに、粒径を小さくして、鉱石が浸出液と十分に接触できるようにする必要があります。 この段階は純粋に機械的な処理ですが、適切な粉砕サイズ（従来の浸出回路では通常 75～150 マイクロメートル）に到達するために、下流の化学プロセスは非常に効率的です。 過度の粉砕は電力コストを増加させ、過剰な微粉を発生させるため、下流工程での液相と固相の分離が困難になります。一方、粉砕が不十分な場合は、金が岩石の中に閉じ込められたままとなり、総収率が低下します。 したがって、その後の工程における化学薬品の使用と金の抽出を最適化するためには、粉砕回路の適切な設計と制御が不可欠である。.
第2段階：シアン化物による浸出
従来の浸出処理（CIP前処理）
通常のシアン化処理プロセスでは、粉砕された鉱石スラリーを一連の撹拌槽内でアルカリ溶液（pH 10.5～11.5）で処理し、金を可溶性の金-シアン化物錯体（Au(CN)₂n）に溶解させる。 酸化溶解反応を維持するために、酸素または空気が導入される。浸出時間は、鉱物の鉱物組成、金品位、およびシアン化物の消費率に応じて、通常24～48時間である。 pHの効率的な制御が極めて重要である。アルカリが不足すると有毒なシアン化水素（HCN）ガスが発生する一方、石灰が過剰になると薬剤コストが増加し、金属表面が不活性化する恐れがある。シアン化物濃度、溶存酸素（DO）、および温度は、金の溶解動態と全体的な浸出効率を最適化するための主要な制御要素である。.
必要な化学物質：
活性炭
シアン化ナトリウム
加圧酸化（POX）前処理
黄鉄鉱や砒黄鉄鉱などの硫化鉱物の中に金が封じ込められている難処理金鉱石の場合、従来のシアン化法では許容できないほど低い回収率しか得られません。 浸出の前に前処理（POX）を行い、高温高圧（180～225 °C、20～35 bar）で硫化物マトリックスを酸化させ、封入された金を遊離させ、その後のシアン化物浸出で回収できるようにします。 シアン化処理を進めるためには、酸酸化ペーストを完全に溶解させる必要がある。POXは資本集約的ではあるが、他の経済的に採算の取れる難処理鉱床に比べて大幅に多くの金を産出するため、世界中で高品質な散在鉱床が枯渇するにつれて、その利用がますます増加している。.
必要な化学物質：
シアン化ナトリウム
生物酸化（BIOX）前処理
生物酸化は、天然の酸産生細菌（主にAcidithiobacillus属）を利用して、硫黄を含む難処理金鉱石を前処理する別の方法である。 フェロオキシダンズ およびアジジチオバシラス チオオキシダンズ）は、中温（35～45 °C）での硫化鉱物の酸化に用いられる。BIOXはPOXに比べて設備投資コストと電力コストが低く、中規模の難溶性鉱山にとって魅力的な選択肢となっている。生物酸化処理されたスラッジは、洗浄・中和された後、通常のシアン化処理工程に移される。 生物学的酸化サイクル全体を通じて細菌の活性を維持し、酸化速度を一定に保つためには、pHや温度の綿密な管理に加え、栄養補助剤の添加が必要となる。.
必要な化学物質：
シアン化ナトリウム
第3段階：炭素の吸着
CCIP（パルプ内炭素法）
CIPループでは、シアン化物による抽出が完了すると、活性炭が一連の撹拌槽に導入されます。活性炭は浸出スラッジ内を逆方向に流れ、貯留槽のカスケード内で接触時間が長くなるにつれて、溶液中の金シアン化物錯体を徐々に吸着していきます。 各工程で、吸着済みの活性炭はスラリーからろ過され、比重の大きい活性炭は溶出工程へと移動し、新しいまたは再生された活性炭は末端に留まります。 CIPは、フリーミリング（無前処理）鉱石の処理における産業標準です。操作が容易で、スケールアップが可能であり、多種多様な鉱石や金品位に対して一貫した性能を発揮することが認められています。
必要な化学物質：
活性炭
シアン化ナトリウム
加圧酸化（POX）前処理
CIL法は、単一の反応槽内で炭素の抽出と吸着を組み合わせたもので、シアン化物による金生産の全工程を通じて活性炭が存在します。この方式は、特にプレゲル化鉱石を対象としており、この種の鉱石に含まれる天然の含炭素鉱物が、溶解した金の吸着においてプロセス用活性炭と競合する状況に対応するためのものです。 シアン化物と同時に活性炭を導入することで、プロセス用炭素はゲル化前の鉱物と競合し、金が取り返しのつかないほど失われる前に捕捉することが可能になります。 CILでは通常、CIPに比べてより多くの炭素ストックを必要とするため、炭素はより過酷な機械的負荷にさらされる。そのため、CIL用途で炭素を選定する際には、耐摩耗性が特に重要となる。.
必要な化学物質：
活性炭
CIC（カラム内炭化）
CICは、ヒープリーチ法における金の吸収に好まれる手法であり、このプロセスでは、金を含む鉱石から分離された溶液が、固体で充填されたPACカラムに送り込まれます。溶液の澄清化により、炭素の摩耗を最小限に抑えつつ、大幅に高いフラックスを実現できるため、CICは大規模かつ低品位の鉱床において非常に効果的です。 ピラーは、リード、中間、ポリッシングの順に稼働され、廃液がヒープに戻される前に金が完全に回収されるようにします。CICでは、有機物に長期間さらされてもバイオファウリングに耐性があり、良好な流動性能を持つ活性炭が必要です。.
必要な化学物質：
活性炭
水酸化ナトリウム（NaOH）
第4段階：溶出（ストリッピング）
吸着ループから、活性炭は溶出塔へと移送され、加熱した苛性シアン化物溶液を用いて、金シアン化物化合物が炭素表面から除去され、濃縮溶液に戻されます。 最も一般的な溶出法としては、約110℃で水洗浄と苛性シアン化処理のバンドが連続するAARL（ARL）と、90～95℃の苛性シアン化溶液がカラム内を連続的に流れるZADRAの2つが挙げられる。 いずれのプロセスでも、金含有量の多い溶出液が生成され、金回収のために電解精錬工程へと送られる。徹底した溶出が極めて重要である。完全に剥離されずに吸着回路に戻された活性炭には残留金が含まれており、回路の有効容量を低下させ、回収率を直接的に低下させる原因となる。.
必要な化学物質：
水酸化ナトリウム（NaOH）
第5段階：電解精錬
溶出過程で生成された金含有量の多い溶出液は、電解精錬セルで処理されます。そこでは、直流電流によって、金（および共沈着した銀やその他の金属）が溶液から鋼ウール製の陰極上に析出されます。 金分が除去された電解液（廃溶出液）は、再利用のために溶出回路に戻される。金が析出された陽極スラッジは定期的に回収され、洗浄された後、製錬プラントへ送られる。 電解精錬の効率は、溶出液中の金濃度、溶液の導電率、および作業温度に依存する。高い電流効率を確保し、電解沈殿した金スラッジの純度を最大化するためには、セル環境を清潔に保ちスケールを除去するとともに、電解液の化学組成を適切に管理することが極めて重要である。.
必要な化学物質：
ラウレス硫酸ナトリウム
第6段階：製錬・精錬
電解精錬から得られる金含有陰極スラッジは、乾燥され、フラックスと混合された後、誘導炉またはガス炉で約1,100～1,200 °Cで精錬され、ドーレバー（金・銀の粗合金地金）が製造され、精錬所へ出荷されます。 フラックスの選定は極めて重要である。フラックス混合物は、鉄、銅、鉛などの不純物を効率的にスラグとして除去しつつ、液状で分離しやすいスラグを維持しなければならない。この段階でのドーレの純度は、鉱石の鉱物組成や上流工程の効率に応じて、通常、金60～95%の範囲にある。 99.99%（4N）の金への最終精錬は、特定の貴金属精錬所において、塩素化法（ミラー法）または電気分解法（ヴォルウィル法）を用いて行われる。.
必要な化学物質：
ラウレス硫酸ナトリウム
第7段階：尾鉱処理およびシアン化物の無害化
CIP/CILループには、シアン化物、シアン化合物、および微量の重金属が残留しており、これらを環境規制に準拠して放出または貯蔵する前に処理する必要があります。「国際シアン化物管理コード（ICMC）」は、シアン化物の放出に関する一般に認められた基準を定めています。 INCO SO₂/空気法は、シアン化物を無害化するために最も頻繁に用いられる方法であり、この方法では遊離シアンおよび弱酸シアン（WAD）が酸化され、毒性の低いシアン化物へと変化し、最終的には窒素と炭酸塩となる。 また、精製段階では活性炭を使用し、最終放流前に処理排水から残留する有機汚染物質や微量金属を除去することも可能です。
必要な化学物質：
ラウレス硫酸ナトリウム