JP7043454B2 - 金産出性酸化物鉱石の前処理のためのシステム - Google Patents

Description

本開示は概して、貴金属含有材料からの貴金属の回収に関し、特に、金含有材料からの金の回収に関する。

背景
従来のシアン化法及びカーボンインパルププロセスは数十年にわたって主要な金の抽出方法であった。シアン化法は、一部の炭素質鉱石又は複雑鉱から金を浸出するのに有効であるが、一方では金の浸出プロセスにおけるシアン化物の使用に関連して重大な環境問題が存在する。チオ硫酸塩は、金の有効な浸出について成功している代替の浸出剤（ｌｉｘｉｖｉａｎｔ）のうちの１つである。貴金属含有材料（ｐｒｅｃｉｏｕｓ ｍｅｔａｌ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）に対するチオ硫酸塩浸出プロセスの一例は、特許文献１に示されている。

いくつかの酸化物鉱石は本来難溶性である場合がある。これらの酸化物鉱石は、チオ硫酸塩浸出システムにおいて十分な金浸出を得ることもないし、シアン化物と比較して効率的に浸出されることもない。いくつかの酸化物鉱石からのチオ硫酸塩金抽出が最小となることもある。酸化物鉱石は硫化物を含んでいない（又はごく低レベルの硫化物しか有していない）ので、難溶性質を硫化鉱と同じ方法で（例えば焙焼、バイオ酸化又は圧力酸化により）緩和させることはできない。

米国特許第７，５４４，２３２号明細書

チオ硫酸塩浸出システムにおいて、ある種の酸化物鉱石の難溶性質に対処するための、チオ硫酸塩浸出方法が必要とされている。

上記及びその他のニーズは、本開示の様々な態様、実施形態、及び構成によって対処される。本開示は概して、チオ硫酸塩貴金属浸出に先立つ貴金属含有材料の前処理に関する。

前処理プロセスは、
（ａ）貴金属含有材料を炭素及び酸化剤（例えば分子状酸素含有ガス）と接触させて前処理済みスラリを形成するステップと；
（ｂ）任意選択で、前処理済みスラリから炭素を除去して炭素枯渇スラリ（例えば、前処理済みスラリより炭素が顕著に少ないスラリ）を形成するステップと；
（ｃ）前処理済みスラリ又は炭素枯渇スラリをチオ硫酸塩と接触させて、前処理済み貴金属含有材料から貴金属を浸出させるステップと
を含むことができる。

貴金属は例えば金であってよい。
炭素が除去されるかどうかは、使用される炭素の粒子径に依存する。粒子の粗い炭素が使用される場合、炭素は典型的にはチオ硫酸塩浸出の前に除去される。粒子の細かい炭素が使用される場合、炭素は典型的にはチオ硫酸塩浸出の前に除去されない。

微細な大きさの炭素は、貴金属含有材料の粉砕後に別途、又は粉砕前及び粉砕中のうち少なくともいずれか一方の間に、貴金属含有材料と接触させることができる。後者の場合、炭素粒子は粗い大きさであってもよいが、粉砕された貴金属含有材料の粒度分布に類似した微細な粒度分布へと粉砕される。

ステップ（ｃ）における浸出の前には、貴金属含有材料は、実質的にチオ硫酸塩との接触がなくてよい。換言すれば、スラリ化された貴金属含有材料は、ステップ（ａ）の前及びステップ（ａ）の間、典型的には０．００５Ｍ未満、より典型的には約０．００２５Ｍ以下、さらにより典型的には約０．００１Ｍ以下のチオ硫酸塩しか含まない。いくつかの適用では、チオ硫酸塩又は他の浸出剤はステップ（ａ）における前処理の前又は前処理の間には貴金属含有材料と接触させられない。

貴金属含有材料は、シアン化物浸出に適している（従ってシアン化物難溶性ではない）が、チオ硫酸塩浸出には適していない（すなわち該材料はチオ硫酸塩に難溶性の貴金属含有材料である）。換言すれば、シアン化物による貴金属含有材料からの貴金属の浸出はチオ硫酸塩による貴金属浸出よりも有効なことがある。貴金属含有材料の浸出が、浸出剤としてシアン化物又はチオ硫酸塩のいずれを使用しても同様の貴金属回収率を有する場合でも、前処理プロセスはチオ硫酸塩によるさらなる貴金属回収率を高めることができる。貴金属含有材料は濃縮されてもよいし、濃縮されなくてもよい。一般に、貴金属は、１以上の酸化物が大部分である母材中にある。例を挙げると、貴金属含有材料は硫化物より多くの酸化物を含有することがある。

前処理の前のスラリ及び前処理済みスラリはいずれも、約ｐＨ３以上（かつ場合によってはｐＨ７以上）のｐＨ；約１００～約６００ｍＶの範囲の前処理中の酸化還元電位（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極）；及び、前処理中の分子状酸素含有ガスとスラリとの接触速度が約０．１０Ｌ Ｏ_２／Ｌスラリ／分以上、のうち少なくともいずれかを有することができる。

概して、貴金属産出性材料と炭素との重量比は約５０：１～約１：０．０１であるが、任意の適用において使用される炭素の量は炭素粒子の大きさによって変わりうる。貴金属産出性材料と粗い大きさの炭素との重量比は、一般的に約１：５～約１：０．０１の範囲であり、より一般的には約１：３～約１：０．５の範囲である。貴金属産出性材料と微細な大きさの炭素との重量比は、一般的に約１：１～約５０：１の範囲であり、より一般的には約１０：１～約３０：１の範囲である。

前処理プロセスは周囲条件（室温及び大気圧）下で２４時間未満で行なうことができる。プロセス温度を高めることにより金回収率及び前処理反応速度をさらに改善することができる。

炭素は、通常は前処理済みスラリから篩過によって除去されるが、これは概して、炭素の約９５％以上、さらにより一般的には約９８％以上が上に保持されると同時に、貴金属含有材料の約９０％以上、より一般的には約９５％以上が篩を通過することを必要とする。少なくとも上記の分離レベルを達成するために、炭素及び貴金属含有材料の相対平均粒子径、中央粒子径、最頻粒子径、及びＰ_８０粒子径が選択される。

炭素の分離後、前処理プロセスからの放出スラリは、チオ硫酸塩浸出へと直接進めることが可能である。炭素枯渇スラリは、ｐＨ調整及びスラリ密度調整のうち少なくともいずれかがほとんどなされない状態でチオ硫酸塩と接触させることが可能である。例として、炭素枯渇スラリのｐＨは一般的には約ｐＨ０．１以下だけしか調整されず、スラリ密度は約５％以下だけしか調整されない。

本開示は、特定の構成に応じて多くの利点を備えることができる。活性炭又はその他の炭素系材料が存在する状態で酸素化水の中で酸化物鉱石を前処理することにより、チオ硫酸塩浸出による金回収を著しく改善することが可能である。該プロセスは運転費用が低く、金のチオ硫酸塩浸出が後続することになっている酸化物鉱石のための簡潔な前処理方法を提供することができる。スラリの混合に起因する摩損は、一般的には炭素損失の唯一の原因であり、撹拌機及び反応器の適正な設計によって最小化されうる。炭素系材料は再生及び再使用されることにより運転費用を減少させることができる。低価格の空気（又はより高価な酸素ガス）が消費される唯一の試薬であることから、該プロセスの経済的な面が非常に魅力的となっている。

上記及びその他の利点は、本明細書中に包含された態様、実施形態、及び構成の開示から明白となろう。
本明細書中で使用されるように、「少なくとも１つ」、「１以上」、「～のうち少なくともいずれか」は、運用において連言的及び選言的のうちいずれでもあるオープンエンドの表現である。例えば、それぞれの表現「Ａ、Ｂ及びＣのうち少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、又はＣのうち少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、及びＣのうち１以上」、「Ａ、Ｂ、又はＣのうち１以上」、並びに「Ａ、Ｂ、及びＣのうち少なくともいずれか」は、Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、ＡとＢ共に、ＡとＣ共に、ＢとＣ共に、又は、Ａ、Ｂ及びＣ共に、を意味している。上記の表現におけるＡ、Ｂ、及びＣの各々が、Ｘ、Ｙ、及びＺのような要素、又はＸ_１‐Ｘ_ｎ、Ｙ_１‐Ｙ_ｍ、及びＺ_１‐Ｚ_ｏのような要素群を指す場合、その言葉はＸ、Ｙ、及びＺから選択された単一の要素、同じ群から選択された要素の組み合わせ（例えばＸ_１とＸ_２）、並びに２以上の群から選択された要素の組み合わせ（例えばＹ_１とＺ_ｏ）、を指すように意図される。

用語「１つの」実体は、１以上のその実体を指す。そういうものとしての用語「１つの」、「１以上の」及び「少なくとも１つの」は、本明細書中において互換的に使用可能である。さらに注意すべきなのは、用語「備える」、「含む」、及び「有する」は互換的に使用されうることである。

用語「活性炭」は、吸着又は化学反応に利用可能な表面積を増大させる小さな低体積の孔を多数備えるように処理された炭素の一形態である。活性炭は、顆粒状、押出し加工状、ビーズ状、含浸状、及びポリマーコーティング付きのうち少なくともいずれかであってよい。

用語「炭素」には、炭素含有有機材料、例えば１以上の活性炭（又は活性チャコール若しくは活性コール）、コール（例えばピート、亜炭、亜瀝青炭、瀝青炭、一般炭、アンスラサイト、及びグラファイト）、褐炭、コークス、ココナッツシェル由来の硬質炭素若しくは元素状炭素、焼成樹脂、並びにこれらの混合物が含まれる。

本明細書中で使用されるような用語「手段」には、米国特許法第１１２条第６段落に従って該用語のできるかぎり広い解釈が与えられるものとする。従って、該用語「手段」を組み込んでいるクレームは、本明細書中に述べられた全ての構造、材料、又は行為、及びこれらの等価物の全てを対象とするものとする。さらに、該構造、材料又は行為及びこれらの等価物は、本発明の概要、図面の簡単な説明、詳細な説明、要約書、及び特許請求の範囲自体に記載されたものをすべて含むものとする。

用語「貴金属」は金及び銀を指す。
「チオ硫酸塩に難溶性の」貴金属含有材料とは、その貴金属含有材料の少なくとも一部が本来チオ硫酸塩浸出による回収に抵抗性である材料である。チオ硫酸塩に難溶性の鉱石の回収率は、チオ硫酸塩浸出に先立つ前処理により、又はシアン化物浸出の使用により、高めることが可能である。

別途記載のないかぎり、全ての構成成分又は組成物のレベルはその構成成分又は組成物の有効な部分に関するものであり、そのような構成成分又は組成物の市販の供給源の中に存在しうる不純物、例えば残存溶媒又は副産物は除外する。

別途指摘のないかぎり、百分率（％）及び比率はすべて合計の組成物重量によって計算される。
本開示を通じて与えられたすべての最大数値の限定は、代替値として、より小さいあらゆる数値の限定を、あたかもそのような小さい数値の限定が本明細書中に明らかに記されているかのように、含んでいるものと見なされることが理解されよう。本開示を通じて与えられたすべての最小数値の限定は、代替値として、より大きいあらゆる数値の限定を、あたかもそのような大きい数値の限定が本明細書中に明らかに記されているかのように、含んでいるものと見なされる。本開示を通じて与えられたすべての数値範囲は、そのような広い数値範囲の範囲内にあるあらゆるより狭い数値範囲を、あたかもそのような狭い数値範囲が本明細書中に全て明らかに記されているかのように、含んでいるものと見なされる。例を挙げると、約２～約４という言葉には、整数及び約２～約３、約３～約４の整数範囲のうち少なくともいずれか並びに実数（例えば、無理数及び有理数のうち少なくともいずれか）に基づいた個々の可能な範囲、例えば約２．１～約４．９、約２．１～約３．４など、が含まれる。

前述は、本開示のいくつかの態様についての理解を提供するための、本開示の単純化された概要である。この概要は、本開示並びに本開示の様々な態様、実施形態、及び構成の広範な概観でも網羅的な概観でもない。この概要は、本開示の主要な要素又は重大な要素を同定するのでも本開示の範囲を明記するのでもなく、以下に提示されるより詳細な説明への導入として選択された本開示の概念を簡単な形で示すように意図されている。当然ながら、本開示のその他の態様、実施形態、及び構成は、上述又は以下に詳細に説明される特徴のうち１以上を、単独又は組み合わせとして、利用することが可能である。さらに、本開示は実例の実施形態に関して示されているが、本開示の個々の態様について別々に特許請求されることが可能であることは理解されよう。

添付の図面は、本開示のいくつかの例を図示するために本明細書に組み込まれて本明細書の一部を形成する。この図面は、記述説明とともに、本開示の原理について説明している。本図面は、本開示がどのように作製及び使用されうるかについての好ましい実施例及び代替実施例を単に図示するものであり、本開示を図示及び記述説明された実施例だけに限定するものと解釈されるべきではない。さらなる特徴及び利点は、以下に参照される図面に示されるような、本開示の様々な態様、実施形態、及び構成についての以降のより詳細な説明から明白となろう。

本開示の実施形態によるプロセスフローの概略図。

［概観］
本開示は貴金属産出性材料（ｐｒｅｃｉｏｕｓ ｍｅｔａｌ－ｂｅａｒｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）を前処理するためのプロセスを提供する。該プロセスは、チオ硫酸塩浸出に先立って実施され、チオ硫酸塩に難溶性の貴金属含有材料の全体的な貴金属回収率を改善することができる。前処理は、貴金属含有材料、水、炭素系材料、及び溶解された分子状酸素（酸化剤として）を含有しているスラリを、所定の滞留時間の間混合することにより行われる。

貴金属産出性材料は、酸化物鉱石、精鉱、尾鉱、浸出残渣、か焼物、及びその他の貴金属産出性酸化物材料であってよい。典型的な貴金属産出性酸化物鉱石及び精鉱は、ケイ酸塩、リン酸塩、酸化鉄、及び水酸化物、並びに比較的低レベルの残存硫化物を含有しうる。

前処理プロセスにおいて、貴金属産出性材料は、撹拌槽、建浴、又はその他の適切な反応器の中で、活性炭のような炭素系材料及び水と混合されてスラリを形成する。分子状酸素は、典型的にはスラリのスパージングにより接触させられる。分子状酸素は、適切な供給源、例えば空気、酸素富化空気、又は工業用純酸素により、好ましくは外気とともに、供給されることが可能である。該プロセスは、原水であれ比較的清浄なプロセス用水であれ、任意の水源で行なうことが可能である。その他の適切な反応器、例えばパルスカラムは、炭素、スラリ化された貴金属含有材料、及びガスを十分に混合することができる任意の反応器となりうる。

適正な反応条件により比較的高い反応速度が提供されうる。典型的には、前処理プロセスは大気圧及び周囲温度で行なわれるが、より高い操作温度（例えば、典型的には約３５℃以上及びより典型的には約５０℃以上）を使用すると改善された反応速度が提供されうる。スラリのｐＨは、典型的には約ｐＨ７以上、より典型的には約ｐＨ８以上、さらにより典型的にはｐＨ９以上である。スラリの酸化還元電位（「ＯＲＰ」）は、典型的には約１００ｍＶより大きく、より典型的には約２００ｍＶより大きく、かつ典型的には約７５０ｍＶ未満、より典型的には約５００ｍＶ未満である（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極）。前処理中にスラリを通る分子状酸素のスパージングの速度は、典型的には約０．０５～約５、より典型的には約０．１０～約２．５Ｌ Ｏ_２／Ｌスラリ／分の範囲にある。混合容器中のスラリの滞留時間は、温度、溶液中の溶存酸素濃度、及び鉱石の種類に応じて、典型的には約１時間超～約２４時間の範囲にある。究極的には、前処理条件、特に前処理プロセスの時間及び温度、炭素系材料の用量、並びに酸素添加の比率は、貴金属回収率を最適化するために調整される。

炭素系材料と貴金属産出性材料との重量比は、その個別の鉱石の要件、炭素系材料自体の性質、及び所望の貴金属回収レベルに応じて様々となりうる。典型的には、粗い大きさの炭素については貴金属産出性材料と炭素系材料との重量比は約１：３～約１：０．０１、より典型的には約１：３～約１：０．１である。貴金属含有材料と粗い大きさの炭素系材料とのより典型的な重量比は約１：０．５である。典型的には、微細な大きさの炭素については貴金属産出性材料と炭素系材料との重量比は一般的には約１：１～約５０：１、より一般的には約１０：１～約３０：１である。貴金属含有材料と微細な大きさの炭素系材料とのより典型的な重量比は約２０：１である。炭素系材料は、概して前処理プロセスでは消費されず、炭素摩損の補給を伴って、再利用及び再使用されることが可能である。酸素ガスは通常、消費される唯一の試薬であるが、オゾン、及び過酸化水素のような過酸素化合物を含む任意の他の酸化剤も使用されうる。

該プロセスはバッチ式でも連続式でも行うことが可能であるが、後者が好ましい。
前処理が完成した後、炭素系材料は前処理済みスラリ中の前処理済み貴金属産出性材料から適切な技法によって分離されうる。分離は、粗い大きさの炭素粒子を使用する適用では概して行われるが、微細な大きさの炭素粒子では行われない。粗い大きさの炭素粒子の分離は粒子径の違いを使用して行われうる。これを有効にするためには、炭素系材料の粗い大きさの粒子と、より微細な大きさの貴金属含有材料の粒子との間の相当な粒子径の違いが通常は必要である。使用される分離技法にかかわらず、粗い大きさの炭素系材料は前処理プロセスに何度も再利用されうる。

粗い大きさの炭素粒子を使用する操作とは異なり、微細な大きさの炭素粒子を使用する操作は、概して、前処理済み貴金属含有材料の粒子から炭素粒子を分離しない。貴金属回収の後、微細な大きさの炭素粒子は、貴金属を欠いた材料と共に尾鉱へ送られる。

前処理済みスラリはその後、チオ硫酸塩浸出プロセスに直接供給されることが可能である。チオ硫酸塩浸出の前のスラリの濾過は概して必要とされない。鉱石の種類によって、前処理済みスラリは、一般的には約ｐＨ３よりも大きい、より一般的には約ｐＨ７よりも大きい、さらにより一般的には約ｐＨ８よりも大きいｐＨを有する。ある場合には、浸出を開始するために前処理済みスラリをチオ硫酸塩浸出剤と接触させる前のｐＨ調整は必要ない。チオ硫酸塩浸出は概して、約ｐＨ７．５～ｐＨ１０のｐＨで実施されることは理解されよう。

本発明の方法は、チオ硫酸塩浸出プロセスの金回収率を改善するために、チオ硫酸塩浸出に先立って、金産出性酸化物鉱石（ｇｏｌｄ－ｂｅａｒｉｎｇ ｏｘｉｄｅ ｏｒｅｓ）及び精鉱を前処理するのに特に適している。一部の金産出性鉱石の直接的なチオ硫酸塩浸出は、不十分な金回収率しかもたらさない場合があり、浸出プロセスの前の前処理は、金回収率の大幅な増大をもたらすことができる。

［実例の貴金属の前処理及び回収プロセス］
図１は、チオ硫酸塩浸出に先立つ金産出性酸化物鉱石の前処理の単位操作を示している実例の概略フロー図である。該プロセスは概して、金産出性鉱石を酸素化水の中で炭素系材料（例えば活性炭）を用いて前処理し、任意選択で前処理後に炭素系材料を除去し、前処理済みスラリをチオ硫酸塩浸出プロセスに直接供給する。金産出性酸化物鉱石に関して議論がなされたが、該プロセスは任意の種類の貴金属産出性材料に適用することができる。

図１を参照すると、貴金属産出性材料１００は、ステップ１１６において、ミキサーユニット（図示せず）中にて水１０４と混合されて、前処理されるべきスラリが形成される。ｐＨ調整は概して必要ないが、ｐＨ調整の必要性は、材料の組成並びにスラリ中の材料、水及び炭素の比に依存する。ｐＨは前処理の間に上昇する場合がある。初期のｐＨは、適用に応じて、酸性であっても塩基性であってもよい。例えば、初期ｐＨは一般的に約ｐＨ３～約ｐＨ９の範囲である。典型的には約ｐＨ７～約ｐＨ１０、より典型的には約ｐＨ７～約ｐＨ９の最終ｐＨへの、ｐＨの上昇が観察されているが、これにより、前処理済み貴金属産出性材料とのチオ硫酸塩浸出剤１３２の接触に先立って如何なるｐＨ調整も伴わず（すなわちｐＨ調整がなされない状態で）、チオ硫酸塩浸出が進行することが可能となりうる。

ステップ１１６において、未使用かまたは再利用の炭素系材料１２８並びに酸化剤１９８（例えば分子状酸素／空気又は富化空気）は、ミキサーユニット中でスラリと接触させられる。ミキサーは一般的に、酸素化条件で周囲温度及び大気圧にて様々なスラリ構成物質を混合する。酸化剤１０８は、空気、酸素富化空気、又は純酸素の使用によって供給可能であり、酸化剤ガスの未反応分は排ガス１１２として放出されうる。ミキサーユニット中のスラリの滞留時間は材料の種類に応じて変わり、約１時間～約２４時間の範囲となりうる。

１つの構成において、炭素系材料は、前処理の前に貴金属産出性材料とともに細砕される。その場合、細砕された貴金属産出性材料の粒度分布は細砕された炭素の粒度分布とほぼ同じとなりうる。

任意選択のステップ１２４では、粗い大きさの炭素系材料の大部分又は全てが、前処理済みスラリ１２０から除去（例えば、篩過により排除）されて、炭素系材料が枯渇したスラリ１３６が形成される。既述のとおり、炭素系材料スクリーンユニット（図示せず）において篩過することにより粗い大きさの炭素系材料を除去することは、前処理済みスラリ１２０の中の、粗い大きさの炭素系材料とその他の固相との間に相当な大きさの違いがある場合に、特に有効である。篩過は、典型的には前処理済みスラリから粗い大きさの炭素の９５％以上を除去することができる。篩過された粗い大きさの炭素系材料１２８は、前処理ステップ１１６に戻って直接再利用されてミキサーユニット内に導入されることが可能であり、典型的にはさらなる洗浄又は加工処理を必要としない。必要又は所望の場合には酸又は塩基での洗浄が実施されうる。

炭素系材料枯渇スラリ１３６、又は場合によっては前処理済みスラリ１２０は、貴金属回収ステップ１４０へと進められ、該ステップにおいてスラリ１３６又は１２０は、貴金属産出性材料からほとんどの貴金属を浸出又は溶解するためにチオ硫酸塩浸出剤と接触させられる。溶解された貴金属は、既知の技法、例えばレジンインリーチ、セメンテーション、析出、電気分解、カーボン吸着などによって回収されて、貴金属産物１４４を形成することができる。

ミキサーユニット中の固体（貴金属産出性材料及び炭素系材料を含む）のパルプ濃度は、炭素系材料１２８の除去を伴うか否かに関わらずチオ硫酸塩浸出のために必要な固体パルプ濃度を達成するように設計されうる。炭素系材料枯渇スラリ１３６はその後、いかなる濾過又は水添加も必要とせずに、チオ硫酸塩浸出に直接供給されることが可能である。

＜実験＞
以下の実施例は、本開示のある種の態様、実施形態、及び構成を例示するために提供されており、添付の特許請求の範囲において述べるように、本開示に対する限定として解釈するべきではない。部及び百分率（％）は別段の定めがない限りいずれも重量比による。

実施例１：チオ硫酸塩浸出及びシアン化物浸出を用いた基準の金回収
金を含有する３種の異なる酸化物鉱石サンプル（８０μｍのＰ８０）が、チオ硫酸塩を用いて浸出された。浸出は、ｐＨ８（水酸化カルシウムで調整）で、０．１Ｍチオ硫酸カルシウム、５０ｐｐｍのＣｕ、０．５～１Ｌ／分の空気及び２０ｍＬ／Ｌの樹脂を使用して５０℃で２４時間実施された。このサンプルに対して前処理は実施されなかった。

これらサンプルの別の一式に対して、シアン化物カーボンインリーチ前処理プロセスを使用して浸出を行った。表２は、鉱石の組成及び各サンプルに対するチオ硫酸塩浸出による金回収結果を概括している。サンプルＡ及びＢの金回収率は極めて低く、サンプルＣからの金回収率はおよそ７１％である。

表１に示されるように、鉱石の性質はかなり類似しており、酸素及びケイ素に加えて他の化合物を含む：

表２はチオ硫酸塩浸出及びシアン化による金回収率を示す。

上記に実証されるように、チオ硫酸塩による金回収率は場合によってはシアン化により達成される金回収率よりも著しく低い。
実施例２：チオ硫酸塩浸出による金回収率に対する炭素前処理の効果
実施例１からの同じ３種の酸化物鉱石サンプルは、大気温度及び大気圧にて２４時間、酸素化水の中で活性炭を用いて前処理された。鉱石と活性炭との重量比は３回の試験全てにおいて２：１であった。前処理プロセスにおけるスラリの全体的な固体パルプ濃度（鉱石及び活性炭を含めて）は約４５％であったが、これは結果として炭素の分離後には鉱石‐水スラリ中に３５％の固体パルプ濃度となった。必要な酸素ガスは、０．５Ｌ Ｏ_２／Ｌスラリ／分のスパージング速度にて工業用純酸素ガスを用いてスラリをスパージングすることにより供給された。前処理中のスラリの酸化還元電位（「ＯＲＰ」）は約１００ｍＶより大きく約５００ｍＶ未満であった（Ａｇ／ＡｇＣｌ）。使用されるＯＲＰは鉱石の種類及びスラリの組成に応じて変化することは理解されよう。

活性炭は、前処理済みスラリから篩過により排除され、スラリは実施例１に記載されるようにしてチオ硫酸塩を用いて浸出された。浸出プロセスの金回収結果は、以下に表３において提示されている。

３種のサンプルはすべて、炭素前処理プロセスの使用後に、チオ硫酸塩浸出による金回収率の著しい増加を示している。サンプルＡはシアン化物浸出で得られた回収率には達してしない。サンプルＢはシアン化物浸出に類似の回収率を示している。サンプルＣはシアン化物浸出よりも良好な回収率を示している。

実施例３：酸素のみを用いる前処理
実施例２の同じ試験が同じ鉱石について繰り返されたが、前処理プロセスに炭素は添加されなかった（すなわち鉱石は酸素化水の中で混合された）。サンプルからの最終的な金回収率は、実施例１の回収率に非常に類似していた。換言すれば、炭素系材料を用いない前処理はチオ硫酸塩浸出による金回収率に対して有益な効果を持たない。

実施例４：前処理持続時間
実施例２のサンプルＢについて実施例２のプロセスと同一のプロセスで前処理及び浸出がなされたが、ただし前処理は２４時間ではなく６時間行われた。２４時間から６時間への前処理持続時間の短縮により、金回収率は７１．１％から６０．７％へと低下した。

実施例５：酸素濃度の影響
純酸素ガス、空気又は酸素富化空気のような様々な酸素含有ガスが、酸素化のために使用されうる。鉱石サンプルＡは、酸素が（ｉ）純酸素ガス及び（ｉｉ）空気として供給されたことを除いて実施例２に記載されたのと同じ方法で前処理された。前処理に続いて、実施例１に記載されたようにしてチオ硫酸塩浸出が実施された。金回収率は、前処理が酸素を用いて実施された場合は８６．２％であり、空気を用いて実施された場合は８１．４％であった。

実施例６：前処理温度の効果
金産出性酸化物鉱石（＞９５％の酸化物、＜１％のＦｅ、＜２％の炭素、及び１８．５ｐｐｍのＡｕ）の２つのサンプルは、酸素化水中で活性炭を用いて大気圧で２４時間前処理された。鉱石と活性炭との重量比は３回の試験全てにおいて２：１であった。前処理プロセスの全体的な固体パルプ濃度（鉱石及び活性炭を含めて）は約４５％であったが、これは結果として炭素の分離後には鉱石‐水スラリ中に３５％の固体パルプ濃度となった。一方のサンプルは２５℃で、他方は５０℃で前処理された。２５及び５０℃での前処理後に得られた金回収率は、それぞれ８０．８％及び８２．２％であった。前処理を伴わない（すなわち鉱石の直接的なチオ硫酸塩浸出）、鉱石からの金回収率は、わずか４４．７％であった。

実施例６：炭素微粒子の大きさの効果
一連の試験は同じ鉱石サンプルについて行なわれた。標準的なカーボンインリーチ（ＣＩＬ）シアン化技法を使用する基準の試験では９０．１％の金抽出が得られた。同じ鉱石の、チオ硫酸塩溶液（０．１Ｍのチオ硫酸カルシウム、５０ｐｐｍのＣｕ、０．５～１Ｌ／分の空気及び２０ｃｃ／Ｌの樹脂、ｐＨは水酸化カルシウムで調整）を使用した浸出では、２４時間の浸出の後に５７．４％の金回収率が得られた。

試験３～６では、サンプルは、粗い活性炭及び微細に粉砕された活性炭のうち少なくともいずれかが存在する状態で１リットルの水の中で６時間前処理された。粗い活性炭はチオ硫酸塩浸出の前に鉱石から分離され、微細に粉砕された炭素は浸出時に鉱石とともに残っていた。全ての炭素添加レジメンは、チオ硫酸塩による金抽出を基準の５７．４％より上に増大させている。最も大きな金抽出の向上は、鉱石が粗い活性炭を用いて鉱石と炭素との比を２：１として前処理されたときに生じる（８２．９％）。高い金抽出（８１．８％）は、サンプルが微細に粉砕された炭素を用いて鉱石と炭素との比を２０：１として前処理されたときにも生じる。これは、微細に粉砕された炭素が添加される場合、金回収率を改善するのに必要とされる炭素の量がより少ないことを示している。微細な炭素は別々に添加されてもよいし、鉱石とともに相互粉砕（ｉｎｔｅｒ－ｇｒｏｕｎｄ）されてもよい。

本開示の数多くの変形形態及び改変形態が使用されうる。本開示の一部の特徴の提供が、他の特徴の提供を伴わずになされることも可能であろう。
例えば、粗い大きさの炭素は、スラリに炭素を連続的に添加する必要を回避し、かつ連続操作モードにおいて炭素の再利用を可能にするために好ましい一方、微細な大きさの炭素が使用されてもよい。微細な炭素を使用する場合、炭素は前処理段階で導入されうるだけではなく、貴金属を産生する供給材料と炭素とをともに粉砕して、前処理段階への、貴金属を含有しかつ炭素を含有する複合供給物を形成するために、粉砕段階にも添加されうる。このようにして微細な炭素を使用することにより、１部未満の炭素及び２部の貴金属を含有する供給材料へと、消費される炭素の量を低減することができる。酸化剤は前処理を行うために粉砕中又は粉砕後に添加可能である。

本開示は、様々な態様、実施形態、及び構成において、おおむね本明細書中に描写及び記載されるような構成要素、方法、プロセス、システム及び装置のうち少なくともいずれかを、これらの様々な態様、実施形態、構成、サブコンビネーション、及びサブセットも含めて、含んでいる。当業者は、本開示を理解すれば様々な態様、態様、実施形態、及び構成を作製及び使用する方法を理解することになろう。本開示は、様々な態様、実施形態、及び構成において、本明細書中に描写及び記載のうち少なくともいずれかがなされていないアイテム又はその様々な態様、実施形態、及び構成のアイテムが存在しない状態で、例えば過去のデバイス又はプロセスにおいて例えば性能の改善、容易さの達成、または実装コストの低減のために使用され得るアイテムが存在しない状態で、デバイス及びプロセスを提供することを含んでいる。

本開示についての以上の議論は例証及び説明の目的で提示されてきた。以上の議論は、本開示を本明細書中に開示された１又は複数の形態に限定するようには意図されていない。例えば先述の詳細な説明においては、本開示の様々な特徴は、本開示を簡素化する目的で１又は複数の、態様、実施形態、及び構成にまとめられている。本開示の態様、実施形態、及び構成の特徴は、上記に議論されたもの以外の代替の態様、実施形態、及び構成に組み合わされることもできる。本開示のこの方法は、特許請求の範囲に記載された開示が各クレームに明示的に挙げられているよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映していると解釈してはならない。むしろ、添付の特許請求の範囲が反映しているように、本発明の態様は、唯一上記に開示された態様、実施形態、及び構成の全ての特徴よりも少ない中にある。よって、添付の特許請求の範囲はこれによりこの詳細な説明に組み込まれ、各クレームは本開示の個別の好ましい実施形態として独立している。

さらに、本開示の記載には１以上の態様、実施形態、又は構成並びにある種の変形形態及び改変形態が含まれているが、その他の変形形態、組み合わせ、及び改変形態は、本開示について理解した後には、例えば当業者の技術及び知識の範囲内にあるように、本開示の範囲内にある。特許請求の範囲に記載されたものに対して代替的、互換的及び等価のうち少なくともいずれかである構造、機能、範囲又はステップを含む、代替の態様、実施形態、及び構成を、そのような代替的、互換的及び等価のうち少なくともいずれかである構造、機能、範囲又はステップが本明細書中に開示されているかどうかにかかわらず、許容される程度まで含む権利を得ることが意図されており、かついかなる特許可能な主題も公的に献じるようには意図されていない。

以下に、上記実施形態から把握できる技術思想を付記として記載する。
［付記１］
チオ硫酸塩に難溶性の貴金属含有材料を炭素及び酸化剤と接触させて、前処理済みスラリを形成し、
前記前処理済みスラリをチオ硫酸塩と接触させて、前処理済み貴金属含有材料から貴金属を浸出させることを備えるプロセス。

［付記２］
プロセスであって、
金含有材料を炭素及び酸化剤と接触させて、前処理済み金含有材料を含む前処理済みスラリを形成し
前記前処理済み金含有材料をチオ硫酸塩と接触させて、前記前処理済み金含有材料から金を浸出させることを備えるプロセス。

［付記３］
金含有材料を炭素及び酸化剤と接触させて、前処理済みスラリを形成し、
前記前処理済みスラリから前記炭素を除去して、炭素枯渇スラリを形成し
前記炭素枯渇スラリをチオ硫酸塩と接触させて、前処理済み金含有材料から金を浸出させることを備え、
接触させるステップにおいて、前記金含有材料は実質的にチオ硫酸塩との接触がなく、
前記金含有材料は硫化物より多くの酸化物を含有し、
前記金含有材料は、シアン化による金回収に適しかつチオ硫酸塩に難溶性である酸化物鉱石であり、
前記酸化剤は分子状酸素であり、
前記金含有材料を炭素及び酸化剤と接触させることによる前処理の前のスラリは少なくともｐＨ３のｐＨを有し、
前記金含有材料を炭素及び酸化剤と接触させる間のスラリはｐＨ７～ｐＨ１０のｐＨを有し、
前記金含有材料を炭素及び酸化剤と接触させる間のスラリは１００～７５０ｍＶ（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極）の範囲の酸化還元電位を有し、
前記金含有材料を炭素及び酸化剤と接触させる間のスラリと分子状酸素との接触速度は少なくとも０．１０Ｌ Ｏ_２／Ｌスラリ／分であり、
前記金産出性材料と炭素との重量比は１：３～１：０．０１の範囲である、プロセス。

［付記４］
ａ）活性炭、活性チャコール、コークス、ココナッツシェルおよび元素状炭素のうちの少なくとも１つに由来する硬質炭素、焼成樹脂、並びにこれらの混合物の１つ以上を含む微粒子炭素を供給するステップと、
ｂ）前記微粒子炭素との事前の接触を行わずに、第１の貴金属チオ硫酸塩浸出値を有する貴金属含有材料を供給するステップと、
ｃ）前記貴金属含有材料を、前記微粒子炭素および酸化剤と接触させて、前処理済み貴金属含有材料を含む前処理済みスラリを形成するステップと、
ｄ）前記前処理済みスラリをチオ硫酸塩と接触させて、前記前処理済み貴金属含有材料から貴金属を浸出させるステップと、
を含み、前記前処理済み貴金属含有材料は、接触させるステップｃ）の後に、前記第１の貴金属チオ硫酸塩浸出値より大きい第２の貴金属チオ硫酸塩浸出値を有する、プロセス。

［付記５］
ａ）金含有材料を炭素及び酸化剤と接触させて、前処理済みスラリを形成するステップであって、前記炭素は、活性炭、活性チャコール、コークス、ココナッツシェルおよび元素状炭素のうちの少なくとも１つに由来する硬質炭素、焼成樹脂、並びにこれらの混合物の１つ以上を含み、前記炭素は平均炭素粒子径を有するとともに前記金含有材料は平均金含有材料粒子径を有し、かつ前記平均炭素粒子径が前記平均金含有材料粒子径より大きい、ステップと、
ｂ）前記前処理済みスラリから前記炭素を除去して、炭素枯渇スラリを形成するステップであって、前記炭素は篩過により前記前処理済みスラリから除去される、ステップと、
ｃ）前記炭素枯渇スラリをチオ硫酸塩と接触させて、前記炭素枯渇スラリから金を浸出させるステップと、
を含むプロセス。

［付記６］
接触させるステップにおいて、貴金属含有材料は実質的にチオ硫酸塩との接触がない、付記１または４に記載のプロセス。

［付記７］
接触させるステップにおいて、金含有材料は実質的にチオ硫酸塩との接触がない、付記２、３および５のいずれか一項に記載のプロセス。

［付記８］
前記貴金属含有材料は硫化物より多くの酸化物を含有する、付記１または４に記載のプロセス。

［付記９］
前記金含有材料は硫化物より多くの酸化物を含有する、付記２、３および５のいずれか一項に記載のプロセス。

［付記１０］
ｐＨ調整及びスラリ密度調整のうち少なくともいずれかを実質的に行わずに、前記前処理済みスラリがチオ硫酸塩と接触させられる、付記１～５のいずれか一項に記載のプロセス。

Claims (34)

1. 前処理済みスラリを形成するために、貴金属材料と、活性炭と、酸化剤とを混合する反応器と、
   前記前処理済みスラリから前記活性炭を分離して、炭素枯渇スラリを形成するための分離器であって、前記前処理済みスラリから前記活性炭の大部分または全てを除去して、前記炭素枯渇スラリを形成する分離器と、
   前記前処理済みスラリから前記活性炭を分離した後に、浸出剤を前記炭素枯渇スラリと接触させるように構成される浸出システムと、
   前記分離器から前記反応器まで分離された活性炭を再利用するために、前記分離器および前記反応器と相互に連結されているとともに同分離器および同反応器と流体連通している活性炭再利用システムと、
   を含み、
   前記浸出剤はチオ硫酸塩である、システム。
2. 前記酸化剤を前記反応器に導入し、同酸化剤を前記貴金属材料および前記活性炭と接触させるために、同反応器と相互に連結されているとともに同反応器と流体連通している酸化剤導入システムをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記酸化剤導入システムは、スパージングシステムである、請求項２に記載のシステム。
4. 前記酸化剤導入システムは、酸化剤源と相互に連結されているとともに同酸化剤源と流体連通しており、前記酸化剤は、空気、分子状酸素、酸素富化空気、オゾン、過酸素化合物、過酸化水素、および工業用純酸素のうちの１つを含む、請求項２に記載のシステム。
5. スパージングシステムは、スラリの体積流量に対する分子状酸素の体積流量の比が０．０５～５にて操作される、請求項４に記載のシステム。
6. スパージングシステムは、スラリの体積流量に対する分子状酸素の体積流量の比が０．１～２．５にて操作される、請求項４に記載のシステム。
7. 前記反応器は、撹拌するように構成された撹拌槽、撹拌するように構成された建浴、および振動させるように構成されたカラムのうちの１つを含む、請求項１に記載のシステム。
8. 前記反応器は、大気圧及び周囲温度で操作される、請求項１に記載のシステム。
9. 前記反応器は、３５℃以上の温度にて操作される、請求項１に記載のシステム。
10. 前記反応器は、５０℃以上の温度にて操作される、請求項１に記載のシステム。
11. 前記反応器は、バッチ式の反応器または連続式の反応器の一方である、請求項１に記載のシステム。
12. 前記分離器は、篩過により前記前処理済みスラリから前記活性炭を除去する、請求項１に記載のシステム。
13. 前記分離器は、前記前処理済みスラリから前記活性炭の９５％以上を除去して、前記炭素枯渇スラリを形成する、請求項１に記載のシステム。
14. 前記活性炭を前記貴金属材料とともに細砕するための細砕システムをさらに含み、前記細砕システムは前記反応器と相互に連結されているとともに同反応器と流体連通している、請求項１に記載のシステム。
15. 水を前記反応器に導入するために、前記反応器と相互に連結されているとともに同反応器と流体連通している水導入システムをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
16. 前記貴金属材料を前記反応器に導入するために、前記反応器と相互に連結されているとともに同反応器と流体連通している貴金属産出性材料導入システムをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
17. 前記前処理済みスラリは、活性炭、活性チャコール、コークス、ココナッツシェル若しくは元素状炭素のうちの少なくとも１つに由来の硬質炭素、焼成樹脂、並びにこれらの混合物のうちの１つ以上と、貴金属含有材料と、を含み、その少なくとも一部は、チオ硫酸塩浸出剤による貴金属の回収に本来抵抗性である、請求項１に記載のシステム。
18. 前記浸出剤を前記浸出システムに導入するために、前記浸出システムと相互に連結されているとともに同浸出システムと流体連通している浸出剤導入システムをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
19. 貴金属材料と、活性炭と、を混合する反応器と、
    酸化剤を反応器に導入するスパージングシステムであって、前処理済みスラリを形成するために、前記酸化剤を前記貴金属材料および前記活性炭と接触させるスパージングシステムと、
    貴金属材料から貴金属を回収するために、浸出剤を前記前処理済みスラリと接触させるように構成された浸出システムと、
    前記前処理済みスラリから前記活性炭を分離するために、前記反応器および前記浸出システムと相互に連結されているとともに同反応器および同浸出システムと流体連通している分離器であって、前処理済みスラリから前記活性炭の大部分または全てを除去して、炭素枯渇スラリを形成する分離器と、
    前記分離器から前記反応器まで分離された活性炭を再利用するために、前記分離器および前記反応器と相互に連結されているとともに同分離器および同反応器と流体連通している活性炭再利用システムと、
    を含み、
    前記浸出剤はチオ硫酸塩である、システム。
20. 前記分離器は、篩過により前記前処理済みスラリから前記活性炭を除去する、請求項１９に記載のシステム。
21. 前記分離器は、前記前処理済みスラリから前記活性炭の９５％以上を除去して、炭素枯渇スラリを形成する、請求項１９に記載のシステム。
22. 前記活性炭を前記貴金属材料とともに細砕するための細砕システムをさらに含み、前記細砕システムは前記反応器と相互に連結されているとともに同反応器と流体連通している、請求項１９に記載のシステム。
23. 水を前記反応器に導入するために、前記反応器と相互に連結されているとともに同反応器と流体連通している水導入システムをさらに含む、請求項１９に記載のシステム。
24. 前記貴金属材料を前記反応器に導入するために、前記反応器と相互に連結されているとともに同反応器と流体連通している貴金属産出性材料導入システムをさらに含む、請求項１９に記載のシステム。
25. 前記前処理済みスラリは、活性炭、活性チャコール、コークス、ココナッツシェル若しくは元素状炭素のうちの少なくとも１つに由来の硬質炭素、焼成樹脂、並びにこれらの混合物のうちの１つ以上と、貴金属含有材料と、を含み、その少なくとも一部は、チオ硫酸塩浸出剤による貴金属の回収に本来抵抗性である、請求項１９に記載のシステム。
26. 前記浸出剤を前記浸出システムに導入するために、前記浸出システムと相互に連結されているとともに同浸出システムと流体連通している浸出剤導入システムをさらに含む、請求項１９に記載のシステム。
27. 前記反応器は、大気圧及び周囲温度で操作される、請求項１９に記載のシステム。
28. 前記反応器は、３５℃以上の温度にて操作される、請求項１９に記載のシステム。
29. 前記反応器は、５０℃以上の温度にて操作される、請求項１９に記載のシステム。
30. 前記反応器は、バッチ式の反応器または連続式の反応器の一方である、請求項１９に記載のシステム。
31. 前記スパージングシステムは、酸化剤源と相互に連結されているとともに同酸化剤源と流体連通しており、前記酸化剤は、空気、分子状酸素、酸素富化空気、オゾン、過酸素化合物、過酸化水素、および工業用純酸素のうちの１つを含む、請求項１９に記載のシステム。
32. 前記スパージングシステムは、スラリの体積流量に対する分子状酸素の体積流量の比が０．０５～５にて操作される、請求項１９に記載のシステム。
33. 前記スパージングシステムは、スラリの体積流量に対する分子状酸素の体積流量の比が０．１～２．５にて操作される、請求項１９に記載のシステム。
34. 前記スパージングシステムおよび前記反応器は、１００～６００ｍＶ（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極に対して）の範囲の前処理中の酸化還元電位を有するように操作される、請求項１９に記載のシステム。

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