“擾亂”金加工工業的低成本納米技術

材料牛注：目前的金加工工業一直由活性炭所主導，不僅回收率低，成本還高，而現在，一位分子印跡聚合物及其應用方面的專家——Glen Southard博士和其他研究者們一起，研發出一個叫做IXOS?的產品——一種用于金采礦業的納米科技珠子，不僅提高了金回收率，還極大地節約了成本。

近一個世紀以來，金加工工業一直被一種用在氰化物浸出工藝的原始材料——活性炭所主導。

簡單來說，在與氰化物溶液混合之前，含金礦石需要被碾成微粒，然后通過活性炭過濾——活性炭來源于燒焦的椰子殼。

在回轉爐700℃下重新鍛造之前，被活性炭吸附的金粒需要通過洗脫過程回收。

然而活性炭作為這一種流行的回收金的物質也有其限制。對于金顆粒的吸附能力取決于礦物的冶金性質，活性炭的品質，浸出液的pH和其他因素。

在此工藝過程中，大約有10%的碳流失，這增加了制造商的投入成本。此外，活性炭不具有高的選擇性，這就意味著在浸出液中其他的礦物質被活性炭所吸附——從而帶來有機污染問題。也有其他污垢和其他金屬離子吸附與金吸附形成競爭關系，從而很難被洗脫。

因此需要尋找一種方法來使整個工藝流程更加高效。Glen Southard博士，一位分子印跡聚合物及其應用方面的專家，接受了這一挑戰，他在這相關領域很有經驗，已經寫了許多篇技術上的同行評議期刊文章，并擁有一些專利。

在2014年，Southard博士作為首席科學主任，加盟了6^th Wave Innovations。這個坐落在猶他洲的公司于一年前成立，其第一批商業化的產品中，有一項是爆炸物的探測科技，由美國海軍爆炸物處理小組（NAVEOD）購買。6^th Wave Innovations在此基礎上，開始尋求其他商業機會。歷經過去三年研發金加工的應用， 6^th Wave Innovations最近推出了一個叫做IXOS?的產品——一種用于金采礦業的納米科技珠子。

該公司預測其分子印跡聚合物離子交換樹脂同活性炭（目前應用最廣泛的提取媒介）相比，可以增加金采礦的利潤，在加工過程中每盎司節省100美元，而且可以直接回收金。據6^th Wave Innovations所說，每年生產九千萬盎司的金的過程中，IXOS的廣泛應用可以給企業帶來數百億美元的利潤。

Sherman McGill總經理在MINING.com中說道：“這是一種納米科技樹脂，專門用來從含金礦石堿性氰化物處理過程中回收氰金酸鉀。它有著很大的容量和不依賴于浸漬液中其他金屬的選擇性。我們的分子囊排斥其他金屬，這正是我們純度高的原因。”

在采礦過程中，每一個獲得專利的IXOS?珠子被印跡到分子中以吸引金，同時對浸漬出的其他元素不起作用。與傳統離子交換樹脂不同，IXOS?樹脂使用壽命長（負載/卸載循環多于50次）、容量高（約30 g/kg）、對金的選擇性大于95%并且在沒有溶液損失的情況下，可回收98%的金。此外，其容量和選擇性不會隨著循環次數的增多而衰減。同活性炭相比，卸載（即洗脫）過程操作簡便且成本低廉。該珠子重新使用時不需要活化。將該樹脂制備成一系列的顆粒尺寸可用來適應大量浸漬和樹脂浸漬/破碎回路。

McGill將IXOS珠子比作一個微型的鎖和鑰匙，或是七巧板的最后一塊。Sherman McGill談道：“這種珠子有著數以億計的納米位點，只針對于專門的分子。這使得它對金具有極好的選擇性，因為它排斥由活性炭捕獲的其他金屬。”

對于金礦公司來說， 6^th Wave Innovations提供的納米科技可為其產業轉變成低成本和高收入。金捕獲量的增加、碳粉中金損失量的減少、再利用時IXOS?低的損耗增加了每噸礦石處理中金的含量。吸附、脫附和精煉（ADR）設備的操作費用也降低了，因為需要的設備更小，而且從IXOS?珠子中剝離金可在低溫下操作，同時比活性炭速率更快。因此，比平常的金處理方法更節能。該公司估計其IXOS-金分子印跡聚合物在處理過程中每盎司可節約100美元的成本。

IXOS捕獲更多的金（每千克中捕獲30克），其捕獲量是活性炭的十倍，而且純度更高。根據6^th Wave Innovations所報道，由IXOS-金珠子所獲得金的純度大于85%，而活性炭的則為40%。McGill說道：“這意味著生產一個暢銷的金棒需要更少的工作量、成本和能量。”

另一個主要的好處在于這種珠子可以循環利用，長達兩年，而通過活性炭獲得的金，會導致一部分碳損失。McGill談道：“使用我們的產品僅會有非常少量的損失，而且只需洗脫和水洗珠子即可。”

他說6^th Wave Innovations目前正與一些礦業協商嘗試推廣其IXOS技術，以期改變處理媒介。該公司有兩個金采礦商感興趣的方案。第一個方案將正式停用現有的裝置，將之替換為一個由IXOS運行的設備。

第二個方案6^th Wave Innovations稱之為“溶液損失回收（SLR）方案”，使得該公司在大量浸漬之前，利用一種礦業氰化物溶液，從而在活性炭吸附之后，回收留在溶液中的金，這也是采礦商花費時間和資金所獲得的。

例如一個采礦商處理100,000盎司的金礦石，但是由于溶液損失，未能捕獲5%到10%的金，以目前金的價格來算的話，就會損失一千萬到一千兩百萬美元的收益。

6^th Wave Innovations將會支付和安裝溶液損失回收設備，作為純化金的股份。該公司預算一個采礦商每年生產200,000盎司的金礦石，會損失5%的溶液，這些溶液經回收后每年會額外增加一千三百萬美元的收入。

據6^th Wave Innovations報道，在過去三年實驗室和現場試驗中，IXOS?的性能更優于活性炭和傳統的離子交換樹脂。這些試驗是同一些世界級最大的金采礦公司合作后開展的，在一系列條件下完成，包括優質、劣質和耐火的礦石的測試。

該公司還與SGS，一個一流的檢測、測驗和鑒定公司，一同測試了IXOS?-金、活性炭、離子交換樹脂Minix和A500的性能。

SGS在一篇技術評估中寫道：“測試工作的結果證明了IXOS?-金對于金氰化物確實有非常好的選擇性，并對銅、鋅、鎳和鐵氰化合成物極大的排斥。IXOS?的選擇曲線明顯優于Minix和A500樹脂。這對于銅來說是很重要的，因為在采金業，銅氰化物是氰化物浸漬液中最常見的致污物。”

至于IXOS?最終是否會替代活性炭，McGill說道這是公司的目標，然而他承認這種轉變將是一個逐漸的過程，一旦IXOS?的作用被確認，它的價值將被證明。

McGill預測道：“一旦我們有一些設備，通過手機就可以啟動開關。這個世界將很快知道這種設備有多奇妙。”

原文鏈接：Cost-saving nanotechnology set to disrupt gold processing industry

本文由材料人編輯部楊樹提供素材，朱星燁編譯，丁菲菲審核，點我加入材料人編輯部。

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