“扰乱”金加工工业的低成本纳米技术

欧洲足球赛事 注：目前的金加工工业一直由活性炭所主导，不仅回收率低，成本还高，而现在，一位分子印迹聚合物及其应用方面的专家——Glen Southard博士和其他研究者们一起，研发出一个叫做IXOS®的产品——一种用于金采矿业的纳米滚球体育 珠子，不仅提高了金回收率，还极大地节约了成本。

近一个世纪以来，金加工工业一直被一种用在氰化物浸出工艺的原始材料——活性炭所主导。

简单来说，在与氰化物溶液混合之前，含金矿石需要被碾成微粒，然后通过活性炭过滤——活性炭来源于烧焦的椰子壳。

在回转炉700℃下重新锻造之前，被活性炭吸附的金粒需要通过洗脱过程回收。

然而活性炭作为这一种流行的回收金的物质也有其限制。对于金颗粒的吸附能力取决于矿物的冶金性质，活性炭的品质，浸出液的pH和其他因素。

在此工艺过程中，大约有10%的碳流失，这增加了制造商的投入成本。此外，活性炭不具有高的选择性，这就意味着在浸出液中其他的矿物质被活性炭所吸附——从而带来有机污染问题。也有其他污垢和其他金属离子吸附与金吸附形成竞争关系，从而很难被洗脱。

因此需要寻找一种方法来使整个工艺流程更加高效。Glen Southard博士，一位分子印迹聚合物及其应用方面的专家，接受了这一挑战，他在这相关领域很有经验，已经写了许多篇技术上的同行评议期刊文章，并拥有一些专利。

在2014年，Southard博士作为首席科学主任，加盟了6^thWave Innovations。这个坐落在犹他洲的公司于一年前成立，其第一批商业化的产品中，有一项是爆炸物的探测滚球体育 ，由美国海军爆炸物处理小组（NAVEOD）购买。6^thWave Innovations在此基础上，开始寻求其他商业机会。历经过去三年研发金加工的应用， 6^thWave Innovations最近推出了一个叫做IXOS®的产品——一种用于金采矿业的纳米滚球体育 珠子。

该公司预测其分子印迹聚合物离子交换树脂同活性炭（目前应用最广泛的提取媒介）相比，可以增加金采矿的利润，在加工过程中每盎司节省100美元，而且可以直接回收金。据6^thWave Innovations所说，每年生产九千万盎司的金的过程中，IXOS的广泛应用可以给企业带来数百亿美元的利润。

Sherman McGill总经理在MINING.com中说道：“这是一种纳米滚球体育 树脂，专门用来从含金矿石碱性氰化物处理过程中回收氰金酸钾。它有着很大的容量和不依赖于浸渍液中其他金属的选择性。我们的分子囊排斥其他金属，这正是我们纯度高的原因。”

在采矿过程中，每一个获得专利的IXOS®珠子被印迹到分子中以吸引金，同时对浸渍出的其他元素不起作用。与传统离子交换树脂不同，IXOS®树脂使用寿命长（负载/卸载循环多于50次）、容量高（约30 g/kg）、对金的选择性大于95%并且在没有溶液损失的情况下，可回收98%的金。此外，其容量和选择性不会随着循环次数的增多而衰减。同活性炭相比，卸载（即洗脱）过程操作简便且成本低廉。该珠子重新使用时不需要活化。将该树脂制备成一系列的颗粒尺寸可用来适应大量浸渍和树脂浸渍/破碎回路。

McGill将IXOS珠子比作一个微型的锁和钥匙，或是七巧板的最后一块。Sherman McGill谈道：“这种珠子有着数以亿计的纳米位点，只针对于专门的分子。这使得它对金具有极好的选择性，因为它排斥由活性炭捕获的其他金属。”

对于金矿公司来说， 6^thWave Innovations提供的纳米滚球体育 可为其产业转变成低成本和高收入。金捕获量的增加、碳粉中金损失量的减少、再利用时IXOS®低的损耗增加了每吨矿石处理中金的含量。吸附、脱附和精炼（ADR）设备的操作费用也降低了，因为需要的设备更小，而且从IXOS®珠子中剥离金可在低温下操作，同时比活性炭速率更快。因此，比平常的金处理方法更节能。该公司估计其IXOS-金分子印迹聚合物在处理过程中每盎司可节约100美元的成本。

IXOS捕获更多的金（每千克中捕获30克），其捕获量是活性炭的十倍，而且纯度更高。根据6^thWave Innovations所报道，由IXOS-金珠子所获得金的纯度大于85%，而活性炭的则为40%。McGill说道：“这意味着生产一个畅销的金棒需要更少的工作量、成本和能量。”

另一个主要的好处在于这种珠子可以循环利用，长达两年，而通过活性炭获得的金，会导致一部分碳损失。McGill谈道：“使用我们的产品仅会有非常少量的损失，而且只需洗脱和水洗珠子即可。”

他说6^thWave Innovations目前正与一些矿业协商尝试推广其IXOS技术，以期改变处理媒介。该公司有两个金采矿商感兴趣的方案。第一个方案将正式停用现有的装置，将之替换为一个由IXOS运行的设备。

第二个方案6^thWave Innovations称之为“溶液损失回收（SLR）方案”，使得该公司在大量浸渍之前，利用一种矿业氰化物溶液，从而在活性炭吸附之后，回收留在溶液中的金，这也是采矿商花费时间和资金所获得的。

例如一个采矿商处理100,000盎司的金矿石，但是由于溶液损失，未能捕获5%到10%的金，以目前金的价格来算的话，就会损失一千万到一千两百万美元的收益。

6^thWave Innovations将会支付和安装溶液损失回收设备，作为纯化金的股份。该公司预算一个采矿商每年生产200,000盎司的金矿石，会损失5%的溶液，这些溶液经回收后每年会额外增加一千三百万美元的收入。

据6^thWave Innovations报道，在过去三年实验室和现场试验中，IXOS®的性能更优于活性炭和传统的离子交换树脂。这些试验是同一些世界级最大的金采矿公司合作后开展的，在一系列条件下完成，包括优质、劣质和耐火的矿石的测试。

该公司还与SGS，一个一流的检测、测验和鉴定公司，一同测试了IXOS®-金、活性炭、离子交换树脂Minix和A500的性能。

SGS在一篇技术评估中写道：“测试工作的结果证明了IXOS®-金对于金氰化物确实有非常好的选择性，并对铜、锌、镍和铁氰化合成物极大的排斥。IXOS®的选择曲线明显优于Minix和A500树脂。这对于铜来说是很重要的，因为在采金业，铜氰化物是氰化物浸渍液中最常见的致污物。”

至于IXOS®最终是否会替代活性炭，McGill说道这是公司的目标，然而他承认这种转变将是一个逐渐的过程，一旦IXOS®的作用被确认，它的价值将被证明。

McGill预测道：“一旦我们有一些设备，通过手机就可以启动开关。这个世界将很快知道这种设备有多奇妙。”

原文链接：Cost-saving nanotechnology set to disrupt gold processing industry

本文由材料人编辑部杨树提供素材，朱星烨编译，丁菲菲审核，点我加入材料人编辑部。

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