金のシアン化物浸出におけるインライン濃度制御

シアン化物種の重要性：遊離シアン化物とプロセス中の残留シアン化物濃度

パルプ浸出濃度分析では、溶解したシアン化物のすべてが金浸出に等しく利用できるわけではありません。このプロセスでは、遊離シアン化物と様々な残留（錯体形成）シアン化物を区別します。

• 遊離シアン化物（利用可能なCN⁻と、低pHでのHCNの合計）は、金の直接溶解を可能にする活性剤です。
• 残留シアン化物金属シアン化物錯体（例えば、銅、鉄、亜鉛など）で構成されています。これらの種は金の溶解に利用されにくく、シアン化物の消費量を増加させるため、毒性への懸念からシアン浸出液の処理・処分の主な対象となります。

金の抽出収率を最大化し、シアン損失を最小限に抑えるには、遊離シアン濃度の正確な制御が不可欠です。Lonnmeter超音波濃度計のような高度なシアン測定ツールを含むインライン遊離シアン濃度測定技術は、試薬添加量をリアルタイムで調整することを可能にします。これにより効率を維持し、残留シアン濃度を適切なレベルに制限することができます。

残留シアン化物濃度が高い場合、望ましくない副反応（例：卑金属の消費）、プロセス制御の非効率性、あるいは浸出化学処理の最適化の必要性を示唆している可能性があります。特に、環境に優しい金浸出方法やシアン化物を使用しない金浸出法への移行においては、その傾向が顕著です。現代のシアン浸出液からの金回収プロセスでは、高度なシアン化物浸出技術の一環として、シアン化物の連続的な化学種分析を実施することで、プロセス効率、安全性、そして環境コンプライアンスの向上を図っています。

金シアン化物浸出プロセスに影響を与える主要な変数

鉱石の特性と準備

金のシアン化物浸出効率は、鉱石の鉱物学的性質、金の粒子サイズ、そして前処理に大きく依存します。硫化鉱物、特に黄鉄鉱に閉じ込められた金を含む鉱石は難溶性鉱石と呼ばれ、適切な前処理を行わないと抽出率が低下します。例えば、黄鉄鉱を多く含む精鉱には高いシアン化物濃度が必要ですが、これは試薬の消費量と環境コストを増加させる一方で、金の回収率は必ずしも一定ではありません。銅、亜鉛、鉄などの卑金属の増加は、金とシアン化物との競合を引き起こし、不要な消費を引き起こすだけでなく、金表面に不動態化層を形成して溶解を阻害します。

天然炭素などのプレグロビング鉱物や、金錯体を吸着する脈石鉱物は、プロセス効率をさらに低下させます。したがって、プロセス設計前に、問題となる種とその組織的関係を特定するために、徹底的な鉱物学的特性評価が不可欠です。浸出を改善するには、金がフリーミル（直接シアン化処理が可能な状態）か、カプセル化（前処理が必要な状態）されているかを特定する必要があります。

粒子径分布は、金のシアン化における浸出速度に直接影響します。より細かい粉砕は表面露出を増加させ、回収率を向上させますが、最適な粒径を超えて過剰粉砕すると、物質移動を阻害するスライムが生成され、効率が低下し、損失が増加する可能性があります。多くの研究によると、多くの鉱石において、特定の粉砕度で遊離金の割合を最大化することで、シアン化物へのアクセス性が向上し、工業的スループットが向上することが示されています。非常に細かい粉砕は、高度にカプセル化された金には有効ですが、試薬の過剰な消費や凝集を引き起こす可能性があります。

前処理戦略は鉱石の種類に応じて選択されます。超微粉砕による機械的前処理は、内包された金へのアクセス性を大幅に向上させます。アルカリ浸出や酸性浸出などの化学処理は、有害な硫化物マトリックスを分解します。焙焼などの熱処理は、硫化物を酸化物に変換し、金の浸出性を高めます。浸出前に石灰を添加する前処理（石灰処理）は、pHを安定させ、可溶性の反応性物質の生成を防ぎます。例えば、アルカリ焙焼と二段階酸化焙焼は、カーリン型難治性鉱石の回収率を大幅に向上させます。南アフリカの難治性尾鉱では、機械的前処理と化学的前処理を組み合わせることで、どちらか一方のみよりも金の抽出率が向上します。

操作浸出条件

シアン化物濃度の最適化

溶液中のシアン化物濃度は厳密に管理する必要があります。遊離シアン化物が不足すると溶解が遅くなり、過剰になると金の回収率は向上せず、コストと環境負荷が増加します。事例研究では、特定の鉱石では約600ppmが最適濃度であることが示されており、これにより完全な溶解が促進され、無駄が抑制されます。Lonnmeter超音波濃度計などのツールを用いたシアン化物濃度の連続モニタリングと自動投与により、鉱石の要件に合わせて試薬添加量を微調整し、運用コストを安定化させることができます。

浸出液の密度とパルプ浸出濃度

パルプ密度（固体と液体の比率）は、物質移動と金の回収において重要な役割を果たします。パルプ密度が低いと、溶液の移動性と試薬へのアクセス性が向上するため、金の浸出は改善されますが、水と試薬の取り扱いコストが増加します。密度が高いと試薬の使用量は減りますが、物質移動が悪くなるため、浸出が不完全になるリスクがあります。プロセスを最適化するには、パルプ浸出濃度の慎重な分析と金浸出液の密度測定が不可欠です。

撹拌と温度制御

適切な撹拌は、粒子を懸濁させ、溶解したシアン化物と金との効果的な接触を促進するために不可欠です。一般的に、撹拌速度を高くすると浸出効率が向上し、特にスリミングや粒子の凝集を起こしやすい鉱石ではその効果が顕著です。しかし、過度に強い撹拌は、物理的損失や望ましくない酸素化副反応を引き起こす可能性があります。同様に、温度の上昇は金の溶解を加速させますが、運転温度はバランスが取れている必要があります。温度が高いと反応速度が速まる一方で、揮発や分解によるシアン化物の損失も促進されます。

浸出時間の調整

浸出時間は、溶解を完了させるのに十分な長さであると同時に、スループットを最適化し、シアン化物の消費を最小限に抑えるのに十分な短さでなければなりません。研究によると、混合化学浸出剤の使用は、必要な接触時間を大幅に短縮し、全体的な回収率を向上させることが示されています。効果的な化学活性化を伴う短い浸出時間は、試薬の必要量、運用コスト、そして環境リスクを低減します。特定の鉱石の種類における抽出速度論と試薬の適用を一致させるには、浸出時間を徹底的に管理することが不可欠です。

鉱石の特性評価、前処理の選択、パルプ密度の制御、継続的なシアン化物濃度の監視、および操作パラメータの調整を慎重に統合することで、シアン化物浸出を使用した最新の効率的な金抽出が実現します。

インライン濃度測定および制御技術

現代的な監視ソリューション

遊離シアン化物濃度測定技術には、アンペロメトリックセンサーとリガンド交換反応などがあり、パルプ浸出液の濃度分析や金浸出液のフローに適した直接的かつ正確な定量分析を可能にします。現在、規制値により金浸出液中の残留シアン化物濃度をほぼ継続的に追跡することが求められているため、プロセス制御と環境コンプライアンスのためには、遊離シアン化物やWADシアン化物などの重要なパラメータを測定する必要があります。回路の重要なポイントに設置されたインライン機器は、シアン化物投与量を正確に制御し、プロセス逸脱の早期警告を提供します。

超音波測定ツール、特にLonnmeter超音波濃度計は、浸出回路におけるシアン化物とパルプの密度のインライン監視に使用されます。この計器は超音波伝送原理を応用し、シアン化物と金浸出液の濃度に関連する溶液密度の変化を測定します。直接測定により、オペレーターは金抽出効率を即座に評価し、エアレーションと撹拌パラメータを最適化し、プロセスの安定性を維持することができます。Lonnmeterの設計は、リアルタイムの自動データロギングとプラント制御システムへの即時統合をサポートしています。例えば、パルプ密度を監視する場合、Lonnmeterは継続的なフィードバックを提供するため、実験室での密度測定の必要性が軽減され、パルプの濃度を迅速に調整して浸出速度と金回収率を向上させることができます。

実際には、これらの現代的なソリューションは次のような効果をもたらします。

• シアン化物と密度に関する即時データにより、投与精度が向上します。
• 実用的な残留シアン化物データにより、排出物および尾鉱規制へのコンプライアンスが強化されます。
• プロセス修正を遅滞なく行うことができるため、運用コストを削減できます。

フィードバック制御戦略

自動プロセス制御は、インライン測定データを活用し、シアン化物浸出法を用いた金抽出における試薬添加量、パルプ密度、エアレーションを継続的に最適化します。その基本原理はフィードバックです。リアルタイムのセンサー測定値はプログラマブルロジックコントローラ（PLC）に送信され、PLCはシアン化物、分解試薬、浸出添加剤の添加量を自動調整します。これにより、手作業による投与ミスが排除され、浸出速度の制御が強化され、シアン化物消費量を最小限に抑えることができます。

プロセス フィードバック戦略には次のものが含まれます。

• ルールベースのロジック。事前に設定されたシアン化物濃度しきい値に基づいて境界と投与率を設定します。
• モデルベースの最適化では、シアン化物、密度、pH、溶存酸素などのマルチセンサー データを解釈して、金の回収効率を最大化します。
• 連続インライン測定により、金浸出液の密度測定が可能になり、攪拌とスラリー粘稠度.

自動フィードバック制御戦略は、シアン化物の消費量、試薬の無駄、そして操業変動を削減します。例えば、商業運転におけるケーススタディでは、シアン化物の使用量が最大21%削減され、最適な浸出液組成と効果的なプロセス制御により、金の回収率は一定または向上しています。シアン化物浸出液からの金の回収は、安定的かつ適切に制御された試薬投与から直接的な恩恵を受けます。

統合フィードバックシステムは、シアン化物濃度を厳密に制御し、排出量を削減し、破壊または除去を最適化することで、環境に優しい金浸出の代替手段もサポートします。回復プロセスオンライン測定に基づく自動投与は、時間がかかり、不一致が発生しやすい手動の滴定方法よりも優れています。

要約すると、高度なシアン浸出技術は、インライン測定（例えば、ロンメーター超音波濃度計自動フィードバック制御を採用。このアプローチは、パルプ浸出濃度分析からシアン浸出液の処理・廃棄に至るまで、あらゆる段階を最適化し、プロセス効率の向上と環境・安全基準の遵守を実現します。

プロセスの最適化と回復力の向上

リアルタイム測定データは、金シアン化物浸出プロセスにおける高度なプロセス最適化の基盤となります。Lonnmeter超音波濃度計などのインライン計測機器は、遊離シアン化物濃度と浸出液密度を正確かつ継続的に測定し、オペレーターに運転パラメータを動的に調整するために必要な情報を提供します。これには、目標濃度帯を維持し、プロセスの変動を低減する自動シアン化物投与制御も含まれます。例えば、遊離シアン化物を設定値の±10%以内に維持することで、鉱石の品質や処理量が変動した場合でも、資源の過剰使用や金の損失を招くことなく、効率的な浸出速度を確保できます。

シアン化物濃度の継続的なモニタリングによって可能になる動的調整により、浸出回路の制御における迅速な応答性が促進されます。リアルタイムデータに基づく自動補充システムは、添加不足（金抽出率の低下につながる）と添加過剰（試薬コストと環境負荷の増加につながる）のリスクを最小限に抑えます。インライン分析装置からのデータは、パルプ浸出濃度分析および密度測定ワークフローとスムーズに統合され、ミキサー速度、エアレーション速度、そしてシアン浸出を用いた金抽出におけるその他の重要な変数に関する意思決定に役立ちます。

最適化は下流工程にも及びます。統合データフローは、炭素吸着（CIP/CIL）および亜鉛沈殿工程をサポートし、シアン化物の存在状況に基づいてプロセス条件を調整します。炭素吸着プロセスでは、シアン化物濃度を正確に監視することで、活性炭が早期に飽和状態に達したり、捕捉機会を逃したりすることを防ぎます。また、リアルタイムの浸出プロファイルに基づいてpHと炭素投入量を調整することで、複雑な鉱石における金の吸着効率を98%以上に高めることができます。亜鉛沈殿プロセスでは、特に亜鉛や銅などの卑金属含有量の高い原料の場合、金浸出液中の残留シアン化物濃度を最適に保つことで、過剰な亜鉛消費と制御不能な副反応を回避し、回収率を直接的に向上させます。

卑金属が大きな干渉を引き起こす場合に使用されるSARTプロセスは、統合されたシアン測定の恩恵も受けます。リアルタイムの遊離シアンデータに基づき、硫化および酸性化工程を自動制御することで、亜鉛と銅を選択的に除去し、進行中の浸出のためのシアン溶液のリサイクルを効率化します。これにより、シアンの総消費量が削減され、シアン浸出液からの金回収効率が向上し、環境に優しい金浸出の代替手段が実現します。

試薬使用量を最小限に抑える上で、迅速なシアン化物濃度モニタリングとプロセス制御の相互作用は非常に重要です。過剰なシアン化物添加を防ぐことで、プラントは大幅なコスト削減と有害廃棄物の発生抑制を実現できます。同時に、有効シアン化物濃度を可能な限り低く抑えることで、不完全な浸出や金の捕捉のリスクを回避し、高い回収率を確保します。インラインシステム,スラリーの濁度や変動する流量による干渉を受けにくいため、この目的に特に適しており、シアン浸出液の処理と廃棄のあらゆる段階で信頼性の高い実用的なデータを提供します。

最適な金収率は、金浸出パラメータと下流回収プロセスの同期によって達成されます。これらはすべて、正確かつ継続的な監視によって支えられています。インラインのシアン化物濃度および密度指標に基づいてカスタマイズされたプロセス調整により、金のシアン化物浸出における持続可能性と安全性を向上させながら、収益を最大化する閉ループシステムが構築されます。このアプローチにより、従来の金浸出法とシアン化物を使用しない金浸出法の両方において、高度なシアン化物浸出技術を活用することができ、堅牢なデータ駆動型制御システムによって、効率、回収率、規制遵守を継続的に最適化することができます。