Использование активированного угля для извлечения золота
Активированный уголь широко применяется в золотодобыче для адсорбции золота из цианистых растворов (метод CIP – Carbon in Pulp или CIL – Carbon in Leach).
Процесс извлечения золота с помощью активированного угля:
- Выщелачивание золота
o Золотоносную руду измельчают и обрабатывают цианидом натрия (NaCN) или другим растворителем, переводя золото в раствор в виде комплекса [Au(CN)₂]⁻.
- Адсорбция на угле
o В пульпу (смесь руды и раствора) добавляют активированный уголь.
o Золотоцианидный комплекс адсорбируется на поверхности угля благодаря высокой пористости и химическому сродству.
- Отделение угля от пульпы
o Уголь с адсорбированным золотом отсеивают, промывают и отправляют на десорбцию.
- Десорбция золота
o Уголь помещают в горячий раствор щелочи и цианида (или спиртово-щелочной раствор), чтобы выделить золото обратно в раствор.
o Затем золото осаждают электролизом или цинковой пылью (цементацией).
- Регенерация угля
o После десорбции уголь промывают, прокаливают и снова используют.
Что такое активированный уголь?
Активированный уголь – это высокопористый материал с огромной удельной поверхностью (500–1500 м²/г), способный адсорбировать молекулы и ионы.
Из чего и как его производят?
- Сырьё:
o Древесина (кокосовая скорлупа, берёза, дуб) – даёт наиболее пористый уголь.
o Каменный уголь, торф, косточки фруктов.
- Процесс активации:
o Карбонизация – сырьё нагревают без доступа кислорода (пиролиз) до 400–600°C, получая обычный уголь.
o Активация (2 способа):
§ Термическая (паровая) – уголь обрабатывают перегретым паром (800–1000°C), что создаёт микропоры.
§ Химическая – сырьё пропитывают ZnCl₂, H₃PO₄ или KOH, затем нагревают – это ускоряет формирование пор.
- Финальная обработка:
o Промывка от остатков химикатов.
o Дробление и сортировка по размеру гранул (для золотодобычи обычно 1–3 мм).
Почему именно активированный уголь?
· Высокая адсорбционная ёмкость – особенно для золотоцианидных комплексов.
· Механическая прочность – не разрушается в процессе перемешивания.
· Регенерация – можно использовать многократно.
В современных золотодобывающих фабриках активированный уголь – ключевой компонент, позволяющий извлекать до 99% золота из руды.
Производство активированного угля из абрикосовых косточек
Да, абрикосовые косточки – отличное сырьё для активированного угля благодаря высокой плотности и содержанию лигнина, что обеспечивает хорошую пористость после активации.
Анализ объемов абрикосовых косточек в России и Абхазии
- Россия
Производство абрикосов:
· Среднегодовой урожай абрикосов в России – около 70–100 тыс. тонн (данные Росстата и Минсельхоза).
· Основные регионы выращивания:
o Северный Кавказ (Краснодарский край, Дагестан, Ставрополье)
o Крым
o Ростовская область
o Волгоградская область
Расчёт косточек:
· Косточка составляет 10–15% от массы плода.
· Выход косточек: 7–15 тыс. тонн в год.
Дополнительные источники:
· Переработка абрикосов (соки, джемы, сухофрукты) – ещё 20–30% от общего урожая (14–30 тыс. тонн косточек).
· Итого по России: 20–45 тыс. тонн абрикосовых косточек в год.
- Абхазия
Производство абрикосов:
· Урожайность – 5–10 тыс. тонн в год (данные Минсельхоза Абхазии).
· Основные районы: Гудаутский, Сухумский, Гагрский.
Расчёт косточек:
· Косточка – 10–15% от массы плода.
· Выход: 0,5–1,5 тыс. тонн в год.
Дополнительные источники:
· Переработка (варенья, компоты) – ещё 1–2 тыс. тонн косточек.
· Итого по Абхазии: 1,5–3,5 тыс. тонн в год.
Выводы
- Россия может обеспечивать 20–45 тыс. тонн абрикосовых косточек ежегодно, что делает их перспективным сырьём для производства активированного угля.
- Абхазия даёт 1,5–3,5 тыс. тонн, что меньше, но может покрывать локальные нужды.
- Основные источники косточек:
o Отходы свежих фруктов (рынки, сады).
o Перерабатывающие предприятия (консервные заводы, сушильные цеха).
- Проблемы:
o Сезонность (урожай – июнь-август).
o Не все косточки собираются (часть выбрасывается).
Перспективы использования
· Если перерабатывать 50% доступных косточек, можно производить 2–5 тыс. тонн активированного угля в год (выход ~10–20% от массы сырья).
· Это рентабельно для малого и среднего бизнеса, особенно в южных регионах.
Технология производства
- Подготовка сырья
· Очистка: косточки отделяют от мякоти, промывают и сушат.
· Измельчение: дробление на частицы 5–10 мм (не слишком мелко, чтобы сохранить структуру).
· Сушка: снижение влажности до 10–15% (температура ~100–120°C).
- Карбонизация (пиролиз)
· Нагрев в бескислородной среде (ретортная печь, вращающийся барабан) при 400–600°C.
· Выход угля: ~20–30% от массы сырья.
· Побочные продукты: пиролизный газ (можно использовать для нагрева), смолы.
- Активация
Варианты:
а) Паровая активация
· Обработка перегретым паром (800–1000°C) в реакторе.
· Время: 1–4 часа.
· Образуются микропоры (удельная поверхность до 1000–1500 м²/г).
б) Химическая активация
· Пропитка ZnCl₂, H₃PO₄ или KOH перед пиролизом.
· Нагрев до 500–700°C (активация + карбонизация в одном процессе).
· Промывка кислотой/водой для удаления реагентов.
- Дробление и сортировка
· Уголь измельчают до нужной фракции (для золотодобычи – 1–3 мм).
· Просеивание через вибросита.
- Упаковка и хранение
· Герметичная тара (мешки, биг-бэги) для защиты от влаги.
Оборудование российского производства
- Дробилки и измельчители
· Дробилка молотковая («Тульские машины», «Механобр-техника»).
· Щековая дробилка («ЗАО Горные машины»).
- Сушильные установки
· Барабанные сушилки («Сибпроммаш», «Эксимпак»).
· Ленточные сушилки («Агрострой»).
- Пиролизные печи
· Ретортные печи («Пиролиз-Экопром», «БиоЭнергоТех»).
· Вращающиеся печи («Термотрон»).
- Активационные реакторы
· Парогазовые активаторы («Карбон-Лаб», «Уралхиммаш»).
· Многополочные печи («Спецметмаш»).
- Оборудование для промывки и сушки
· Фильтр-прессы («Канмаш», «Завод химического машиностроения»).
· Центрифуги («Роса»).
- Просеивающие машины
· Вибросита («Вибротехник», «КБ Интел»).
Преимущества абрикосовых косточек
✅ Высокая плотность → прочный уголь.
✅ Низкая зольность → чистота продукта.
✅ Доступность сырья (отходы консервных производств).
Применение полученного угля
· Извлечение золота (CIP/CIL).
· Очистка воды и воздуха.
· Медицина и пищевая промышленность.
· абрикосовые косточки – отличное сырьё для активированного угля благодаря высокой плотности и содержанию лигнина, что обеспечивает хорошую пористость после активации.
Технико-экономическое обоснование (ТЭО) производства активированного угля из абрикосовых косточек
Производительность: 2 000 тонн активированного угля в год
Регион: Юг России (Краснодарский край, Ставрополье, Дагестан)
Сырье: Абрикосовые косточки (20 000 т/год, выход 10%)
- Технологическая схема производства
Основные этапы:
- Подготовка сырья (сушка, дробление)
- Пиролиз (карбонизация) – получение угля-сырца
- Активация (паровая/химическая)
- Дробление, сортировка, упаковка
- Подробный перечень оборудования
- Линия подготовки сырья
- Пиролизная линия
- Линия активации
- Финальная обработка
Итого стоимость оборудования: ~31 400 000 руб.
- Затратная часть (капитальные и операционные расходы)
- Капитальные затраты (CAPEX)
- Операционные расходы (OPEX) в год
А. Сырье и материалы
Б. Энергозатраты
В. Трудовые ресурсы (20 человек)
Г. Прочие расходы
Итого OPEX в год: ~117 500 000 руб.
- Доходная часть
Продажи активированного угля
- Цена оптовая: 100–150 руб/кг (в зависимости от марки).
- Годовой доход:2 000 т × 120 000 руб/т = 240 000 000 руб.
Прибыль до налогов:
240 000 000 – 117 500 000 = 122 500 000 руб./год
Срок окупаемости:
CAPEX / Годовая прибыль = 58 680 000 / 122 500 000 ≈ 0,48 года (~6 месяцев)
- Выводы и рекомендации
✅ Проект высокорентабелен (прибыльность ~50%).
✅ Срок окупаемости – менее года за счет низкой стоимости сырья.
✅ Рынок сбыта:
- Золотодобывающие компании (CIP-процессы).
- Водоочистные станции.
- Химическая и пищевая промышленность.
Риски:
- Сезонность сырья (необходимы склады для хранения косточек).
- Конкуренция с импортным углем (Китай, Индия).
Оптимизация:
- Использование отходов пиролиза (газ для энергоснабжения).
- Расширение ассортимента (уголь для медицины, фильтров).
Итог: Производство активированного угля из абрикосовых косточек в ЮФО экономически выгодно и требует инвестиций ~60 млн руб. с потенциальной прибылью >120 млн руб./год.
Прочитать и скачать статью в формате PDF на нашем канале в ВК можно по настоящей ссылке.
