सोने की खानों से सोने निकालने की प्रक्रिया का अनुकूलन और नवाचार

एक  CIL और CIP प्रक्रियाओं के लिए विभेदित डिजाइन और प्रौद्योगिकी चयन

हालांकि CIL (कार्बन-इन-लीच) और CIP (कार्बन-इन-पल्प) दोनों प्रक्रियाएं सक्रिय कार्बन सोखना सोने के निष्कर्षण की प्रक्रियाएं हैं, वे प्रक्रिया डिजाइन, परिचालन तर्क और लागू परिदृश्यों में काफी भिन्न हैं: 

विभेदक तंत्र: CIL एक साथ लीचिंग और सोखना के माध्यम से तरल सोने की सांद्रता को कम करता है, जिससे साइनाइडेशन प्रतिक्रिया कैनेटीक्स संचालित होती है। CIP अशुद्धता हस्तक्षेप को कम करने के लिए कदम दर कदम लीचिंग और सोखना स्थितियों का अनुकूलन करता है, लेकिन प्रक्रिया अधिक जटिल है।

दो  सक्रिय कार्बन सोखना कैनेटीक्स का सोने की रिकवरी पर प्रमुख प्रभाव

सोने-साइनाइड कॉम्प्लेक्स (Au(CN)₂⁻) के लिए सक्रिय कार्बन की सोखना दक्षता छिद्र संरचना और रासायनिक संशोधन दोनों से निर्धारित होती है। प्रमुख पैरामीटर इस प्रकार हैं:

1. सोखना कैनेटीक मॉडल

• प्रसार-नियंत्रित चरण: Au(CN)₂⁻ माइक्रोपोर्स के माध्यम से सोखना स्थलों पर जाता है (<2 nm) and mesopores (2-50 nm). The diffusion rate is positively correlated with the pore distribution (BET surface area>1000 m²/g)।
• रासायनिक सोखना चरण: सक्रिय कार्बन की सतह पर ऑक्सीजन युक्त कार्यात्मक समूह (जैसे कार्बोक्सिल और फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल समूह) Au(CN)₂⁻ के साथ समन्वय करते हैं, जिसकी स्पष्ट सक्रियण ऊर्जा 15-18 kJ/mol (प्रयोगशाला में मापा गया मान) है।

2. अनुकूलित पैरामीटर

• छिद्र संरचना: नारियल के खोल का कोयला जिसमें माइक्रोपोर्स अनुपात >70% है, उसमें 6-8 kg Au/t कोयला की सोने की सोखना क्षमता होती है; फल के खोल का कोयला जिसमें माइक्रोपोर्स अनुपात <50% है, उसमें केवल 3-4 kg Au/t कोयला की क्षमता होती है।
• रासायनिक संशोधन: नाइट्रिक एसिड ऑक्सीकरण फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल सामग्री को 30%-50% तक बढ़ा सकता है, जिससे सोने की सोखना दर 40% तक बढ़ जाती है (प्रयोगात्मक डेटा: सोने की रिकवरी 90% से बढ़कर 99.1% हो गई)।
• परिचालन पैरामीटर: 40%-45% की घोल सांद्रता और 200-400 rpm की सरगर्मी तीव्रता पर, सोखना संतुलन समय 8-12 घंटे तक कम हो जाता है।

3. औद्योगिक संकेतक:

सक्रिय कार्बन सोखना गुणांक (K मान) को अयस्क ग्रेड से मेल खाना चाहिए। उच्च ग्रेड अयस्कों (Au >5 g/t) के लिए, K मान ≥30 के साथ संशोधित नारियल के खोल के कोयले की सिफारिश की जाती है। टेलिंग में सोने की सांद्रता को 0.05-0.1 mg/L पर नियंत्रित किया जा सकता है।

तीन  आर्सेनिक युक्त सोने के अयस्क के लिए पूर्व-उपचार प्रौद्योगिकी और दक्षता सुधार तंत्र

सोने के कणों को घेरने वाले आर्सेनिक यौगिक (जैसे FeAsS) कम लीचिंग उपज का प्राथमिक कारण हैं। पूर्व-उपचार प्रौद्योगिकियां खनिज पृथक्करण के माध्यम से सोना जारी करती हैं:

1. भूनने की ऑक्सीकरण विधि

• प्रक्रिया पैरामीटर: दो-चरणीय भूनना (पहला चरण 650°C पर आर्सेनिक को हटाने और As₂O₃ गैस का उत्पादन करने के लिए, दूसरा चरण 800°C पर सल्फर को हटाने और झरझरा Fe₂O₃ भुनी हुई रेत का उत्पादन करने के लिए)।
• सत्यापन: उच्च-आर्सेनिक अयस्क (12% As सामग्री) को भूनने के बाद, सोने की लीचिंग दर 41% से बढ़कर 90.5% हो गई, लेकिन एक फ्लू गैस शुद्धिकरण प्रणाली (As₂O₃ कैप्चर दक्षता >99%) की आवश्यकता थी।

2. दबावयुक्त ऑक्सीकरण विधि

• अम्लीय ऑक्सीकरण: 190°C और 2.0 MPa की स्थितियों में, आर्सेनोपाइराइट Fe³⁺ और SO₄²⁻ में विघटित हो जाता है, जिससे आर्सेनिक H₃AsO₃ में परिवर्तित हो जाता है, जिससे सोने की लीचिंग दर 88%-95% तक बढ़ जाती है।
• सीमाएँ: टाइटेनियम रिएक्टरों की लागत 10,000 टन उत्पादन क्षमता के लिए $30 मिलियन है, जो उन्हें केवल बड़े पैमाने की खानों के लिए उपयुक्त बनाती है।

3. बायोऑक्सीकरण विधि

• सूक्ष्मजीव क्रिया: एसिडिथियोबैसिलस फेरोऑक्सीडन्स Fe²⁺ को Fe³⁺ में बदलने को उत्प्रेरित करता है, आर्सेनोपाइराइट कोटिंग को घोलता है और >90% की आर्सेनिक हटाने की दर प्राप्त करता है।
• दक्षता सुधार: एक मुश्किल से इलाज योग्य सोने के अयस्क (2.5 g/t Au, 8% As) का बायोऑक्सीकरण साइनाइड लीचिंग दर को 25% से बढ़ाकर 92% कर देता है, और ऑक्सीकरण चक्र को 7 दिनों तक अनुकूलित किया गया (Fe³⁺ उत्प्रेरक के अतिरिक्त)।

चार  बायोऑक्सीकरण पूर्व-उपचार में बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग और तकनीकी सफलताएँ

अपने पर्यावरणीय लाभों के कारण, बायोऑक्सीकरण तकनीक ने विशिष्ट परिदृश्यों में वाणिज्यिक अनुप्रयोग प्राप्त किया है:

1. लागू सीमाएँ

• अयस्क प्रकार: सल्फाइड-एनकैप्सुलेटेड सोने का अयस्क (As 1%-15%), खनिज पृथक्करण डिग्री <30%।
• पर्यावरण संबंधी आवश्यकताएँ: pH 1.0-1.5, तापमान 35-45°C, घोल सांद्रता 10%-15% (अत्यधिक सांद्रता जीवाणु गतिविधि को रोकती है)।

2. विशिष्ट केस स्टडी

• लियाओनिंग, चीन में एक सोने की खान: 15% आर्सेनिक युक्त सांद्रण का दो-चरणीय बायोऑक्सीकरण उपचार 92% की सोने की लीचिंग दर और >99% की आर्सेनिक ठोसकरण दर (स्कोरोडाइट FeAsO₄·2H₂O का उत्पादन) प्राप्त करता है।
• पेरू में एक बड़ी खान: प्रतिदिन 2,000 टन अयस्क का प्रसंस्करण जिसमें 20% आर्सेनिक होता है, स्लैग साइनाइड रिकवरी दर >90% प्राप्त करता है, और भूनने की तुलना में समग्र लागत में 30% की कमी करता है।

3. तकनीकी बाधाएँ और सफलताएँ

• बैक्टीरियल अनुकूलन: आर्सेनिक-सहिष्णु उपभेद (जैसे लेप्टोस्पिरिलम फेरिफिलम) 15 g/L की As₃⁺ सांद्रता पर जीवित रह सकते हैं, जिससे ऑक्सीकरण दर 25% बढ़ जाती है।
•  प्रक्रिया युग्मन: संयुक्त बायोऑक्सीकरण + CIL प्रक्रिया अल्ट्रा-लो-ग्रेड अयस्कों (Au 0.8 g/t) को संसाधित कर सकती है, जिससे 85% से अधिक की समग्र रिकवरी दर प्राप्त होती है।