Povećanje brzine ispiranja zlata i srebra u procesu cijanidacije bogate kisikom s amonijakom

Uvod

Ekstrakcija zlata i srebra iz ruda je složen i ključan proces u rudarskoj industriji. Cijanizacija je dugo bila dominantna metoda za tu svrhu. Međutim, ulažu se kontinuirani napori da se optimizira proces kako bi se poboljšala brzina ispiranja plemenitih metala i povećala ukupna efikasnost. Jedan takav pristup koji se pokazao obećavajućim je upotreba... amonijak u procesu cijanidacije bogate kisikom. Ovaj članak istražuje kako amonijak može igrati značajnu ulogu u povećanju brzine ispiranja zlata i srebra.

Osnove cijanidacije

Cijanizacija se zasniva na principu da slabi rastvori natrijuma ili kalijuma cijanid imaju preferencijalno djelovanje rastvaranja na male čestice metalnog zlata i srebra u odnosu na druge materijale koji se obično nalaze u rudama zlata. U ovom procesu, kada se svježe površine zlata izlože cijanidu u vodenom rastvoru koji sadrži slobodni kisik, dolazi do hemijske reakcije koja formira spoj cijanida zlata zajedno s hidroksidom.

Proces zahtijeva pažljivu kontrolu nekoliko faktora. Na primjer, jačina rastvora cijanida je ključna. Obično se koristi rastvor jačine od oko jedne funte cijanida (ekvivalent KCN) na tonu rastvora (vode), jer se pokazalo da je to dovoljno jako za većinu direktnih cijanidnih krugova. Eksperimentalni rad je pokazao da ova jačina pruža maksimalnu moć rastvaranja. Osim toga, na slab rastvor manje utiču cijanicidi (minerali koji mogu imati štetne efekte na proces cijanidacije), a smanjuje se i opasnost od trovanja parama nastalim isparavanjem po vrućem vremenu.

Temperatura također igra vitalnu ulogu. U hladnim klimama, rastvori se često zagrijavaju na oko 70 °C kako bi se održalo efikasno djelovanje rastvaranja. Iznad ove temperature, gubitak cijanida raspadanjem postaje značajna briga. Teoretski, zlato se najbrže rastvara u rastvoru na temperaturi od 138 °C.

Uloga amonijaka u procesu cijanidacije bogate kisikom

Kompleksiranje s metalnim ionima

Amonijak može formirati kompleksne spojeve s različitim metalnim ionima prisutnim u rudi. U kontekstu ekstrakcije zlata i srebra, može stupiti u interakciju s ionima bakra, koji se obično nalaze u mnogim rudama zlata. Bakar može konzumirati cijanid i ometati ispiranje zlata i srebra. Formiranjem kompleksa bakar-amonijak, amonijak smanjuje konkurenciju za cijanidne ione, čineći više cijanida dostupnim za rastvaranje zlata i srebra. Kao rezultat toga, prisustvo amonijaka pomaže u održavanju veće koncentracije slobodnih cijanidnih iona u rastvoru, što je korisno za ispiranje zlata i srebra.

Utjecaj na elektrohemijsko okruženje

Amonijak također može promijeniti elektrohemijsko okruženje sistema za luženje. Može utjecati na redoks potencijal otopine, što zauzvrat utiče na oksidaciju i rastvaranje zlata i srebra. U okruženju bogatom kisikom, prisustvo amonijaka može pojačati aktivaciju molekula kisika. Ova pojačana aktivacija kisika potiče oksidaciju zlata i srebra do njihovih odgovarajućih cijanidnih kompleksa. Na primjer, u slučaju zlata, reakcijski put može biti modificiran na način koji olakšava efikasnije formiranje relevantnog kompleksa cijanida zlata.

Poboljšanje svojstava mineralne površine

Amonijak može stupiti u interakciju s površinom minerala u rudi. Neki minerali koje je teško direktno ispirati mogu imati modificirana površinska svojstva amonijakom. Ova modifikacija može učiniti površinu reaktivnijom prema cijanidnim ionima, čime se poboljšava ukupna efikasnost ispiranja. Na primjer, određeni minerali koji sadrže srebro mogu imati površinski premaz koji sprječava pristup cijanidnim ionima. Amonijak može reagirati s ovim premazom ili se adsorbirati na površini minerala, mijenjajući njegovo naboje i hemijsku reaktivnost, te omogućavajući cijanidnim ionima da efikasnije reaguju sa srebrom unutar minerala.

Studije slučaja i praktične primjene

U praktičnoj primjeni u rudniku zlata i srebra, korištenje bočnog mljevenja tokom ispiranja i procesa cijanidacije bogate kisikom kombinovano je s dodatkom amonijaka. Pod uslovom da je originalni proizvodni proces ostao nepromijenjen, provedeno je dodavanje odgovarajuće količine amonijaka u prvoj fazi mljevenja. Rezultati su bili izuzetni. U poređenju sa situacijom bez dodavanja amonijaka, brzina ispiranja cijanidacije zlata povećala se za 0.47%, brzina ispiranja srebra povećala se za 5.33%, a brzina ispiranja bakra smanjila se za 6.50%. Ovo je ne samo poboljšalo iskorištavanje plemenitih metala, već je i smanjilo rastvaranje bakra, što je često neželjena nuspojava jer bakar može trošiti cijanid i komplicirati naknadne procese ispiranja metala.

U drugoj studiji o specifičnoj vrsti rude zlata i srebra, dodavanje amonijaka u proces cijanidacije bogate kisikom dovelo je do značajnog poboljšanja kinetike ispiranja. Vrijeme potrebno za postizanje visokog nivoa ispiranja zlata i srebra je smanjeno. Ovo je ne samo povećalo protok procesa ispiranja, već je i dugoročno uštedjelo energiju i resurse.

Optimizacija i razmatranja

Iako amonijak pokazuje veliki potencijal u povećanju brzine ispiranja zlata i srebra u procesu cijanidacije bogate kisikom, potrebno je optimizirati nekoliko faktora. Koncentracija dodanog amonijaka je ključna. Premala količina amonijaka možda neće imati značajan utjecaj na kompleksaciju, elektrohemijsko okruženje ili modifikaciju površine minerala. S druge strane, prekomjerna količina amonijaka može dovesti do povećanja troškova, potencijalnih ekoloških problema, pa čak i poremetiti ukupnu hemijsku ravnotežu sistema ispiranja.

pH vrijednost rastvora za ispiranje također treba pažljivo kontrolirati. Amonijak je slaba baza i njegovo dodavanje može utjecati na pH rastvora. Budući da je proces cijanidacije osjetljiv na pH, održavanje optimalnog raspona pH (obično oko 10 - 11) je neophodno za pravilno funkcioniranje cijanidnih iona i ukupnu kinetiku reakcije.

Nadalje, potrebno je uzeti u obzir kompatibilnost amonijaka s drugim reagensima koji se koriste u procesu, poput kreča (koji se često dodaje za podešavanje pH vrijednosti i sprječavanje stvaranja plinovitog vodikovog cijanida). Osiguravanje da sve kemijske reakcije u sistemu za luženje funkcioniraju u skladu ključno je za maksimiziranje brzine luženja zlata i srebra.

zaključak

Upotreba amonijaka u procesu cijanidacije bogate kisikom nudi održiv i efikasan način za povećanje brzine ispiranja zlata i srebra. Kompleksiranjem s metalnim ionima, modifikacijom elektrohemijskog okruženja i poboljšanjem svojstava mineralne površine, amonijak može značajno poboljšati efikasnost ekstrakcije plemenitih metala. Međutim, pažljiva optimizacija parametara kao što su koncentracija amonijaka, kontrola pH vrijednosti i kompatibilnost s drugim reagensima neophodna je kako bi se u potpunosti ostvarile prednosti ovog pristupa. Kako rudarska industrija nastavlja tražiti efikasnije i održivije načine za ekstrakciju plemenitih metala, uloga amonijaka u procesima cijanidacije vjerovatno će dobiti još više pažnje i daljnja istraživanja.