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炭浸法將氰化浸出與活性炭吸附合二為一，在同一個(gè)槽內(nèi)邊溶解金邊吸附，特別適合難浸出和含劫碳的金礦石
相比傳統(tǒng)炭漿法，炭浸法省去了獨(dú)立的浸出槽，設(shè)備更緊湊，投資節(jié)省15-20%，尤其對(duì)慢浸出礦石效果顯著
典型應(yīng)用場(chǎng)景：含碳質(zhì)物的金礦、細(xì)粒包裹金礦、以及浸出時(shí)間需要36小時(shí)以上的難處理礦石
國(guó)內(nèi)外數(shù)百座金礦采用炭浸法，金回收率普遍比炭漿法高2-5個(gè)百分點(diǎn)，炭消耗略有增加但綜合效益更優(yōu)
你遇到過(guò)這種情況嗎氰化浸出做了48小時(shí)，金溶解率才到70%，而且后面24小時(shí)幾乎沒(méi)什么進(jìn)展?；?yàn)顯示溶液中金濃度已經(jīng)很高，但礦石里還有金沒(méi)溶出來(lái)。你加大氰化物用量，沒(méi)用；延長(zhǎng)浸出時(shí)間，也沒(méi)用。問(wèn)題出在哪里
金氰化反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)。金固體與氰化物反應(yīng)生成金氰絡(luò)離子進(jìn)入溶液，當(dāng)溶液中金濃度升高到一定程度，反應(yīng)就會(huì)接近平衡，溶解速度趨近于零。這時(shí)候礦石里即使還有未溶解的金，也因?yàn)槿芤骸帮柡汀倍鵁o(wú)法繼續(xù)溶解。傳統(tǒng)炭漿法先浸后吸，浸出階段溶液中金濃度會(huì)不斷累積，抑制后期溶解速度。對(duì)于浸出速度快的礦石，這個(gè)問(wèn)題不突出；但對(duì)于那些需要長(zhǎng)時(shí)間才能完全溶解的礦石，這個(gè)平衡抑制效應(yīng)會(huì)嚴(yán)重拉低回收率。
炭浸法的解決方案很聰明把活性炭直接加到浸出槽里?；钚蕴坎粩辔饺芙獬鰜?lái)的金，溶液中金濃度始終保持在很低的水平，平衡被打破，反應(yīng)向右進(jìn)行，金源源不斷地繼續(xù)溶解。這就是炭浸法的核心化學(xué)智慧用吸附驅(qū)動(dòng)浸出，讓礦石把最后一克金都交出來(lái)。
炭浸法的英文縮寫(xiě)CIL，全稱Carbon in Leach，字面意思是浸出中的炭。它和炭漿法CIP同屬炭漿提金家族，但操作邏輯完全不同。
炭浸法的浸出槽通常6到10個(gè)串聯(lián)。前1到2個(gè)槽只加氰化物不加炭，讓礦漿中的金開(kāi)始溶解。從第2或第3個(gè)槽開(kāi)始，每個(gè)槽都同時(shí)加入氰化物和活性炭。礦漿從前向后流動(dòng)，活性炭用氣動(dòng)泵逆向從后向前輸送。這樣設(shè)計(jì)有三個(gè)目的。前段不加炭是為了讓金先溶解一部分，避免高濃度礦漿中的雜質(zhì)干擾炭吸附。中間段邊浸邊吸，維持低金濃度。末段保持足夠多的活性炭，確保尾礦中金濃度降到最低。
炭浸法與炭漿法的本質(zhì)區(qū)別在于活性炭的存在是否貫穿浸出過(guò)程。炭漿法是浸出完成后才加炭，浸出階段金濃度會(huì)逐漸升高；炭浸法是浸出一開(kāi)始就加炭，金濃度始終被壓制在很低水平。這個(gè)區(qū)別對(duì)浸出速度慢的礦石至關(guān)重要。
美國(guó)內(nèi)華達(dá)州是炭浸法應(yīng)用最成熟的地區(qū)之一。當(dāng)?shù)卮罅刻假|(zhì)金礦含有劫金物質(zhì)，傳統(tǒng)炭漿法回收率只有50-60%。改用炭浸法后，活性炭和碳質(zhì)物同時(shí)吸附金，活性炭因?yàn)榱６却?、?dòng)力學(xué)快，搶走了大部分金，回收率提升到75-85%。這個(gè)案例說(shuō)明炭浸法在處理劫金礦石時(shí)有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
場(chǎng)景一含劫碳的金礦石。這是炭浸法最經(jīng)典的應(yīng)用。碳質(zhì)物中的有機(jī)碳或石墨會(huì)強(qiáng)烈吸附金氰絡(luò)離子，與活性炭形成競(jìng)爭(zhēng)。炭浸法中活性炭濃度高、粒度適中，吸附速率比天然碳質(zhì)物快，能夠優(yōu)先捕獲金。同時(shí)活性炭還會(huì)吸附部分碳質(zhì)物表面活性位點(diǎn)，降低其劫金能力。剛果金加丹加某碳質(zhì)金礦采用炭浸法，回收率從炭漿法的52%提升到78%。
場(chǎng)景二微細(xì)粒包裹金礦石。當(dāng)金被極細(xì)的脈石或硫化物包裹，氰化浸出速度非常慢，需要72小時(shí)以上才能達(dá)到80%浸出率。炭漿法在浸出后期因?yàn)榻饾舛壤鄯e，溶解幾乎停滯。炭浸法持續(xù)保持低金濃度，浸出動(dòng)力學(xué)始終處于高位。智利某金礦浸出時(shí)間從炭漿法的72小時(shí)縮短到48小時(shí)，回收率還提高了4個(gè)百分點(diǎn)。
場(chǎng)景三高銀金礦石。銀在氰化溶液中溶解速度比金慢，而且銀氰絡(luò)離子的吸附性能與金不同。炭浸法延長(zhǎng)了有效浸出時(shí)間，對(duì)銀的回收也有幫助。秘魯阿雷基帕某銀金礦，金銀比1:3，炭浸法比炭漿法銀回收率提高8%，金回收率提高3%。
場(chǎng)景四含粘土的高黏度礦漿。這類礦漿用傳統(tǒng)過(guò)濾工藝幾乎無(wú)法處理，炭漿法可以處理但浸出槽需要強(qiáng)力攪拌。炭浸法因?yàn)榱鞒潭?，礦漿在浸出系統(tǒng)的總停留時(shí)間有時(shí)反而更短，對(duì)攪拌功率要求略有降低。不過(guò)這不是炭浸法的主要優(yōu)勢(shì)場(chǎng)景，炭漿法也能勝任。
磨礦細(xì)度。炭浸法要求礦石充分解離，一般來(lái)說(shuō)磨礦細(xì)度200目占80-95%。如果金嵌布粒度細(xì)，需要磨到325目占90%以上。注意磨礦過(guò)細(xì)會(huì)產(chǎn)生更多礦泥，增加活性炭的機(jī)械磨損。甘肅某金礦將磨礦細(xì)度從200目占85%提高到90%，浸出率從86%升到89%，但炭消耗從0.22公斤每噸升到0.31公斤，經(jīng)濟(jì)上得不償失，最后調(diào)回87%作為平衡點(diǎn)。
礦漿濃度。炭浸法推薦浸出濃度40-45%。濃度太低設(shè)備利用率低，濃度太高攪拌效果差且炭與礦漿接觸不充分。可以通過(guò)濃密機(jī)或旋流器調(diào)整磨礦后的礦漿濃度。
浸出時(shí)間。炭浸法的浸出時(shí)間通常36-72小時(shí)。具體由浸出試驗(yàn)確定，以浸出曲線進(jìn)入平臺(tái)期的80-90%為經(jīng)濟(jì)點(diǎn)。注意炭浸法中因?yàn)橛刑课?，浸出曲線不會(huì)出現(xiàn)平臺(tái)期，而是緩慢上升。一般以尾渣金品位低于0.2-0.3克每噸為目標(biāo)。
氰化鈉用量。炭浸法中氰化鈉的消耗包括浸出消耗和活性炭再生時(shí)的消耗。初始濃度控制在0.05-0.1%，后續(xù)補(bǔ)加維持0.02-0.05%。每噸礦石總消耗0.6-1.5公斤。如果消耗超過(guò)2公斤，需要檢查礦石中是否存在耗氰礦物。
活性炭濃度。炭浸法中炭密度通常每升礦漿15-40克。前段炭濃度低，后段炭濃度高?？刂浦笜?biāo)是最后一個(gè)吸附槽的貧液金濃度，應(yīng)低于0.02毫克每升。炭的逆流輸送速度要匹配金的吸附速率，一般每天從首槽取出載金炭的量相當(dāng)于系統(tǒng)總炭量的10-20%。
pH值和溶氧量。pH控制在10.5-11.5，用石灰調(diào)節(jié)。低于10氰化物揮發(fā)損失，高于12氰化物水解加速。溶氧量維持在4-8毫克每升，通過(guò)底部充氣或添加雙氧水實(shí)現(xiàn)。西藏玉龍某金礦海拔高、氣壓低，空氣充氧效果差，改用純氧后浸出率從78%升到86%。
很多選廠在這兩個(gè)工藝之間猶豫。下面從幾個(gè)維度對(duì)比。
設(shè)備投資。炭浸法省去了獨(dú)立的浸出槽，吸附槽數(shù)量也略少，總體設(shè)備投資比炭漿法低15-20%。但炭浸法需要更強(qiáng)的攪拌以保持炭懸浮，電機(jī)功率略高。
回收率。對(duì)于慢浸出礦石和劫金礦石，炭浸法回收率比炭漿法高2-5個(gè)百分點(diǎn)。對(duì)于快浸出礦石，兩者差別不大，炭漿法可能略高0.5-1個(gè)百分點(diǎn)。
炭消耗。炭浸法中活性炭長(zhǎng)時(shí)間處于高剪切、高磨耗環(huán)境中，且要吸附劫金物質(zhì)，炭消耗通常比炭漿法高20-40%。炭漿法每噸礦消耗0.1-0.2公斤，炭浸法0.15-0.3公斤。
操作復(fù)雜性。炭浸法只有一套槽體，操作更集中。但炭浸法中炭分布在各槽，均勻取樣和炭流量控制比炭漿法略復(fù)雜。
綜合建議做浸出動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)。如果礦石在12小時(shí)內(nèi)能浸出80%以上，選炭漿法，炭消耗低。如果需要24小時(shí)以上才能達(dá)到70%浸出率，選炭浸法。如果礦石含劫碳，直接選炭浸法，別猶豫。
內(nèi)蒙古某金礦的實(shí)例很有說(shuō)服力。該礦礦石浸出速度中等，24小時(shí)浸出率75%，48小時(shí)85%。他們同時(shí)建設(shè)了CIP和CIL兩條線對(duì)比運(yùn)行一年。CIP線回收率83.2%，炭消耗0.16公斤每噸；CIL線回收率86.5%，炭消耗0.24公斤每噸。按年處理50萬(wàn)噸、金價(jià)450元計(jì)算，CIL線多回收金765萬(wàn)元，多消耗活性炭40噸價(jià)值約72萬(wàn)元，凈增效益693萬(wàn)元。最終全線改為CIL。
澳大利亞昆士蘭某金礦，處理氧化過(guò)渡帶礦石，金品位2.2克每噸。礦石中含有少量劫碳，且浸出速度中等。設(shè)計(jì)采用CIL炭浸法，日處理3000噸。磨礦細(xì)度200目占85%，浸出槽8個(gè)，總?cè)莘e7200立方米，浸出時(shí)間48小時(shí)?；钚蕴棵芏仁撞?0克每升，末槽35克每升。運(yùn)行指標(biāo)浸出率91%，總回收率88%，氰化鈉消耗0.7公斤每噸，炭消耗0.21公斤每噸。年處理100萬(wàn)噸，產(chǎn)金1.94噸，凈利潤(rùn)約1.2億元人民幣。這是大型炭浸法的成功范例。
福建紫金山金礦的氧化礦處理也采用了炭浸工藝。該礦礦石為低品位氧化礦，金品位1.2-1.8克每噸，含泥量高。采用露天開(kāi)采，破碎后直接進(jìn)入CIL系統(tǒng)。磨礦采用半自磨加球磨，細(xì)度200目占80%。浸出時(shí)間40小時(shí)，回收率86-90%。年產(chǎn)金4-5噸，是國(guó)內(nèi)最大的炭浸法應(yīng)用之一。
非洲某碳質(zhì)金礦的案例更具技術(shù)挑戰(zhàn)。礦石金品位4.5克每噸，但含碳質(zhì)物2-3%，直接CIP回收率僅45%。改造為CIL后，將炭濃度提高到每升40克，并在前段增加一道強(qiáng)化攪拌，同時(shí)添加煤油鈍化碳質(zhì)物。最終回收率達(dá)到72%，雖然仍不理想，但已經(jīng)具備經(jīng)濟(jì)性。這個(gè)案例說(shuō)明炭浸法雖不能完全解決劫碳問(wèn)題，但能顯著改善。
問(wèn)題一活性炭在浸出槽中沉底怎么辦
炭浸法要求炭保持懸浮狀態(tài)。如果槽底積炭嚴(yán)重，首先檢查攪拌葉輪的線速度，應(yīng)達(dá)到4-5米每秒。其次檢查葉輪安裝高度，通常距離槽底0.3-0.5倍葉輪直徑。還可以在槽底加裝導(dǎo)流板或擋板，改善流場(chǎng)。云南某金礦槽底積炭每月清理出2噸，改造葉輪形式后積炭減少90%。
問(wèn)題二浸出槽篩子堵塞嚴(yán)重
炭浸法的篩子用于分離礦漿和活性炭，通常安裝在槽內(nèi)或外置。堵塞物多為粗粒礦渣或木屑。解決措施在磨礦后增加除渣篩，去除木屑、纖維等雜物。篩子采用自清洗結(jié)構(gòu)，定期用高壓水槍沖洗。也可以采用外置篩分系統(tǒng)，用泵將礦漿炭混合液抽出過(guò)篩再返回。
問(wèn)題三載金炭品位偏低
炭浸法載金炭含金量一般比炭漿法低，因?yàn)樘吭谙到y(tǒng)中停留時(shí)間短。如果低于3000克每噸，檢查炭的逆流輸送速率是否過(guò)快，炭在系統(tǒng)中停留時(shí)間不足。適當(dāng)降低提炭頻率，或增加系統(tǒng)總炭量。同時(shí)確認(rèn)最后一段吸附槽的貧液金濃度，如果偏高說(shuō)明炭量不足。
問(wèn)題四氰化鈉消耗異常升高
炭浸法氰化鈉消耗比炭漿法高5-10%是正常的，因?yàn)椴糠智杌飼?huì)被活性炭吸附。但如果高出30%以上，檢查礦石是否含有耗氰礦物，以及前段預(yù)浸槽pH是否控制得當(dāng)。還可以在解吸工序回收氰化物，解吸后的溶液含有氰化鈉，返回浸出系統(tǒng)可降低消耗。
問(wèn)題五尾渣金品位降不下來(lái)
尾渣金高于0.3克每噸時(shí)，需要系統(tǒng)排查。先檢測(cè)尾渣中金的形態(tài)，是未溶解金還是溶解后被劫走的金。如果是未溶解金，需要提高磨礦細(xì)度或延長(zhǎng)浸出時(shí)間。如果是劫金，需要增加末段炭密度或添加鈍化劑。如果是機(jī)械損失，檢查篩子是否有破損導(dǎo)致細(xì)炭攜帶金流失。
以日處理1000噸礦石的炭浸法選廠為例進(jìn)行經(jīng)濟(jì)測(cè)算。原礦金品位2.5克每噸，綜合回收率87%，年處理33萬(wàn)噸。
年回收金2.5克乘33萬(wàn)噸乘87%等于717.75公斤。按金價(jià)450元每克，年收入3.23億元。
投資預(yù)算。設(shè)備包括破碎磨礦系統(tǒng)約800萬(wàn)元，浸出吸附系統(tǒng)10個(gè)槽約600萬(wàn)元，炭再生系統(tǒng)150萬(wàn)元，解吸電解系統(tǒng)200萬(wàn)元，輔助設(shè)施200萬(wàn)元。設(shè)備總投資約1950萬(wàn)元。土建和安裝約800萬(wàn)元，總投資2750萬(wàn)元。
運(yùn)行成本。磨礦電耗28度每噸，電價(jià)0.5元，每噸14元。鋼球和襯板每噸6元。氰化鈉0.8公斤每噸，單價(jià)12元每公斤，每噸9.6元。石灰2公斤每噸，0.8元?；钚蕴?.22公斤每噸，單價(jià)18元每公斤，每噸4元。解吸電解電耗和化學(xué)品每噸2元。人工25人，年薪8萬(wàn)，每噸6元。維修管理每噸6元。合計(jì)每噸48.4元。年總成本1600萬(wàn)元。
年凈利潤(rùn)3.23億元減1600萬(wàn)元減其他約200萬(wàn)元等于3.05億元。這看起來(lái)利潤(rùn)極高，但要注意金價(jià)和品位因素。如果金品位降到1.5克每噸，年收入降至1.94億元，扣除成本后凈利潤(rùn)約1.78億元，仍然可觀。實(shí)際上炭浸法主要應(yīng)用于低品位金礦，2.5克噸已經(jīng)算中等偏上。很多炭浸法選廠處理的金品位只有1.0-1.5克每噸，仍然盈利，這恰恰說(shuō)明了工藝的經(jīng)濟(jì)性。
投資回收期?？偼顿Y2750萬(wàn)元，年凈利潤(rùn)按1.5克噸品位計(jì)算約1.1億元，回收期僅3個(gè)月。即使考慮建設(shè)周期和市場(chǎng)波動(dòng)，一年內(nèi)回本是常態(tài)。
炭浸法誕生已經(jīng)五十年，不算新技術(shù)，但它在特定礦石類型上的優(yōu)勢(shì)至今沒(méi)有更好的替代方案。它不像高壓氧化那么高大上，也不如生物氧化那么環(huán)保，但它簡(jiǎn)單、可靠、投資低、見(jiàn)效快。對(duì)于中小型金礦，尤其是處理氧化礦和過(guò)渡礦的選廠，炭浸法往往是最務(wù)實(shí)的選擇。
記住三個(gè)數(shù)字。如果你的礦石浸出需要36小時(shí)以上，炭浸法比炭漿法回收率高3-5%。如果你的礦石含碳質(zhì)物0.5%以上，炭浸法是唯一可行的炭漿工藝。如果你的礦石含泥量高到無(wú)法過(guò)濾，炭浸法比傳統(tǒng)鋅粉置換節(jié)省投資40%。
炭浸法不是萬(wàn)能的，它不能處理高硫高砷難浸金礦，也不能替代浮選富集低品位金礦。但在它的適用范圍內(nèi)，它是性價(jià)比最高的提金工藝。
如果你想評(píng)估炭浸法是否適合你的項(xiàng)目，建議先做實(shí)驗(yàn)室柱浸和攪拌浸出對(duì)比試驗(yàn)，明確浸出動(dòng)力學(xué)和劫金程度。我們提供炭浸法工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備配置和技術(shù)培訓(xùn)服務(wù)，也可以根據(jù)你的礦石樣品出具可行性報(bào)告。選對(duì)工藝，少走彎路，每一克金都值得認(rèn)真對(duì)待。
【關(guān)于本文】本文所述炭浸法工藝參數(shù)、成本和回收率數(shù)據(jù)為行業(yè)典型示例，具體指標(biāo)以實(shí)際礦石的選礦試驗(yàn)報(bào)告為準(zhǔn)。炭浸法工藝選型需綜合考慮礦石性質(zhì)、規(guī)模和當(dāng)?shù)貤l件，建議咨詢專業(yè)機(jī)構(gòu)。
