環境に優しい金選鉱剤の核心目標は、猛毒シアン化物に依存したり大幅に減少したりすることなく、安全かつ効率的に金を鉱石から抽出するその原理は具体的な薬剤タイプ(例えばチオ尿素、チオ硫酸塩、ハロゲン化物、多硫化物または特殊有機錯化剤など)と応用場面によって異なるが、論理は脈々と受け継がれている。
次は、さまざまな適用シーンの動作原理について詳しく説明します。
これは最も直接的な応用です。環境保護剤はシアン化ナトリウムの「身代わり」として浸出槽で働くが、その作用機序はより緑色である。
伝統的なシアン化物の原理:CNオスミウムと金イオン(Auオスミウム)の形成が極めて安定しているシアン金錯体【Au(CN)タンタル】、金を溶かす。
環境に優しい薬剤の原理(一般的なシステムを例に):
チオ尿素法:酸性酸化環境において、チオ尿素分子と金イオンの形成が安定であるカチオン錯体【Au(CS(NHタンタル)タンタル)タンタル】。この反応速度は速く、一部の不純物含有鉱石に対してより効果的で、毒性は極めて低い。
チオ硫酸塩法:アンモニア性溶液中で、チオ硫酸根と金イオンの形成が安定であるアニオン錯体【Au(SタンタルOタンタル)タンタル】。その最大の利点は銅などの卑金属不純物に対する耐性が高く、しかも無毒無害である。
コア差異:環境保護剤によって形成される錯体の安定性はシアン金錯体よりやや劣るかもしれないが、その極めて低い環境毒性、より速い動力学速度(場合によっては)、および選択性の向上、その核心的な優位性を構成している。浸出−吸着プロセス全体(炭素スラリーCIPまたは炭素浸漬CIL)は従来と類似しているが、化学環境(pH値、酸化剤)の調整が必要である。
このシナリオは、既存の設備基盤を利用して、薬剤の一部を追加または置換することにより、環境リスクを低減し、効率を高めることを目的としています。
協同作用の原理:
減毒増効:シアン化物系に特定の環境保護触媒または補助浸出剤を比例的に添加する。これらの添加物自体は毒性が低いが、シアン化浸漬金反応を大幅に加速を選択して、シアン化物の総使用量と残留量を減らす。
解離小包金:微細粒子が硫化物(例えば黄鉄鉱)に包まれた金に対して、環境保護助剤は優先的に硫化物表面と反応させ、それを不動態化またはわずかな溶解、包まれた金粒子を暴露し、後続のシアン化物または主浸出剤を金に接触させ、回収率を向上させる。これにより、「部分的な代替、全体的な最適化」が実現されます。
これは環境保護剤が大いに異彩を放つ分野であり、特に伝統的なシアン化法に対してほとんど無効な鉱石である。
「劫金」の原理(「劫金」炭素質金鉱に対する):
問題:鉱石中に「金劫」活性有機炭素が存在し、活性炭のように溶解したシアン金錯体を吸着し、金を回収できない。
ソリューション:使用不動態化型環境保護剤。これらの薬剤は優先吸着または活性炭点と反応して「封印」する金を吸着する能力を失わせる。その後、シアン化物を用いても他の環境保護主浸出剤を用いても、金は順調に溶解し、回収炭素に吸着される。
「小包」解除原理(頑固硫化鉱小包金に対する):
問題:金は超顕微形態で黄鉄鉱、ヒ素黄鉄鉱などの鉱物に包まれ、物理研磨鉱は暴露できない。
ソリューション:有を使用温和酸化と選択的溶解能力の環境保護剤(例えば、多硫化物系又は特殊酸化助剤)を使用することができる。それらは緩慢エッチング加硫鉱物格子「低侵襲手術」のように小包通路を開き、金を放出し、同時に大量の酸性廃水や有毒ガス(二酸化硫黄、ヒ化水素など)の発生を避ける。
「干渉」除去原理(高銅、高砒素、高アンチモンなどの複雑鉱に対する):
問題:これらの有害元素はシアン化物と酸素を大量に消費し、干渉性イオンを発生し、金の浸出を深刻に阻害する。
ソリューション:使用高い選択性の環境に配慮した薬剤です。例えば、チオ硫酸塩系は銅の干渉に敏感ではない。有機錯化剤の中には、特に金イオンと錯体を形成する能力は銅、鉄プラズマとの結合能力よりもはるかに強いしたがって、「不純物」の包囲の中で正確に金を抽出し、薬剤消費と後続処理の難易度を大幅に低下させる。
このシナリオでは、低品位で複雑な構成要素を持つ品目での安全な作業を強調します。
温和で効率的な抽出原理:
尾鉱と電子ゴミ中の金は部分的に酸化されているか、特殊な形態を呈しており、様々な未知の不純物を含んでいる可能性がある。
環境に配慮した薬剤は低毒性、低腐食性より温和な条件下(例えば、近中性pH、常温)で作業でき、操作がより安全である。
その良好な浸透性と特定の形態の金(表面に付着したシート状金など)への親和性これらの「廃棄物」から残存する金を効果的に浸出させ、「都市鉱山」の安全な採掘を実現し、二次汚染を回避する。
せんたく錯:金イオン(Au⁺/Au⁺)の電子層特性を利用して、特定の有機または無機配位子を設計し、それと形成する安定性、可溶性の錯体を使用して固相鉱石から液相に「運搬」します。
動力学の優位性を創造する:分子構造を最適化することにより、シアン化物よりも速い反応速度を実現したり、それほど過酷な化学条件下で(強塩基)同等の効率を達成したりする。
干渉物の回避または不動態化:化学設計により、薬剤を「見えない」または「優先的に処理する」 矿石中的有害杂质,从而在复杂环境中保持对金的高效提取。
環境にやさしい設計:使用する薬剤及びその反応生成物は、その分子構造自体が自然環境において酸化、加水分解又は生物作用により容易である無害物質に分解する、シアン化物のような恒久的な猛毒汚染を根本的に根絶した。
簡単に言えば、環境保護金選鉱剤の原理は、より精巧でスマートな「分子鍵」を用いて、鉱石中の金元素の「錠」を安全に開け、同時に環境破壊という「大きな錠」を回避することである。 它是化学、矿物学和环境科学交叉创新的成果。