鉱石からより多くの金を抽出する無害な技術

鉱石からより多くの金を抽出する無害な技術化学

研究によると、新しい塩化物ベースのプロセスは、従来の方法で64%の金を回収したのに対し、84%の金を回収できました。

金は世界で最も人気のある金属の一つです。

可鍛性があり、導電性があり、腐食しないため、宝飾品や電子機器、さらには宇宙開発にも使用されています。

しかし、従来の金の製造には、有名な毒物であるシアン化合物が使用されており、いくつかの国では工業用途での使用が禁止されています。

しかし、フィンランドのアールト大学の研究チームは、鉱石から金を抽出する際の重要な部分でシアン化合物を代替することに成功しました。

この成果は、『Chemical Engineering』誌に掲載されました。

従来、地中から金鉱石が採掘されると、金鉱石は粉状に砕かれ、浸出と呼ばれる一連のタンクに通されます。

その後、青酸カリを使って金を鉱石から浸出液に分離します。

新しいプロセスでは、浸出と回収のプロセスを、食卓塩に含まれる2つの元素のうちの1つである塩化物で行います。

プロジェクトの研究者で博士号候補のIvan Korolev氏は、「これまで、工業用塩化物溶液から少量の金を回収する優れた方法は誰も開発していませんでした。私たちのプロセスでは、塩化物を使って回収できた金の量は84%にもなります。それに比べて、同じ鉱石を使って標準的なシアン化物プロセスを使用した場合、対照実験では64%しか回収できませんでした。」と語ります。

EDRR(electrodeposition-redox replacement)と呼ばれるこの新しいプロセスは、浸出した金を抽出する一般的な2つの方法の長所を組み合わせたものである。

電流を利用して浸出液に含まれる金やその他の金属を還元する電気分解と、他の金属の粒子を浸出液に加えて金と反応させるセメンテーションである。この開発には、アールト大学化学工学部教授のMari Lundström氏と大学講師のKirsi Yliniemiが携わっています。

「EDRRでは、短いパルス状の電気を流して、電極上に金属(この場合は銅)の薄い層を作り、金が銅の層を次々に置き換えるような反応を起こします。この方法はエネルギー消費量が少なく、他の元素を加える必要がありません。」とKorolev氏は言います。

業界レベルの共同研究

今回の研究は、EUの持続可能性に関する広範なプロジェクト「SOCRATES」の一環として、フィンランドの鉱山技術大手Metso Outotec社と共同で実施されました。

実験のほとんどは、フィンランド西部にある同社の研究センターで行われました。

「Metso Outotec社との共同作業により、実際の実施に近い形で手法を開発することができました。最初は9%程度の回収率でしたが、その後25%に増え、すぐに70%に達し、時には95%近くまで達成しました。このような実験を小規模で行うのは一つの方法ですが、私たちが行ったような規模で行った例はありませんでした。私たちの方法はまだ本当に新しいものですが、従来の工業的なプロセスに代わるものとして成功する可能性が大いにあることを示しました。」とKorolev氏は言います。

Korolev氏は、このプロジェクトに非常に個人的な関心も持っています。

シベリアの鉱山町ケメロボで生まれた彼は、この産業の良い面と悪い面の両方を見て育ちました。

最初はロシアで、その後ヨーロッパの大学で鉱山工学を学んだKorolev氏は、冶金学と廃棄物の回収に興味を持つようになりました。

「昔の採鉱方法では、必ず価値のある金属が残っていましたが、今は金属の需要がどんどん増えているので、わずかな量でも重要です。私たちのEDRR技術を使えば、まだまだ歩留まりを上げることができると思います。100%は無理でも、90%以上は達成できると思います。この技術に興味を持ち、自社の鉱石を使って現場でテストしてくれる鉱山会社があれば最高です。」

Published by Aalto University. Ivan Korolev et al, Electro-hydrometallurgical chloride process for selective gold recovery from refractory telluride gold ores: A mini-pilot study, Chemical Engineering Journal (2021). DOI: 10.1016/j.cej.2021.132283
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