Proces hloriranja za tretman cijanidnog mulja zlata

Uvod

U industriji vađenja zlata, mulj cijanidnog zlata je nusproizvod koji nastaje tokom procesa cijanizacije. Ovaj mulj ne sadrži samo vrijedne metale poput zlata i srebra već i štetne tvari kao što su cijanid. Tretman mulja cijanidnog zlata ključan je i za oporavak resursa i za zaštitu okoliša. Proces hloriranja se pojavio kao efikasna metoda za tretiranje ovog mulja, nudeći način za odvajanje vrijednih metala i detoksikaciju supstanci koje sadrže cijanid.

Principi procesa hlorisanja

Oksidacija i selektivno otapanje

The proces hlorisanja koristi različite oksidaciono-redukcijske potencijale metala u određenom mediju. U kontekstu tretiranja mulja cijanidnog zlata, kada se doda sredstvo za hlorisanje (kao što je natrijum hlorat u kiseloj sredini), metali sa nižim potencijalom oksidacije - redukcije, kao što su cink, gvožđe, olovo i bakar, prvenstveno se oksidiraju i otapaju u rastvoru. Na primjer, u mediju hlorovodonične kiseline, metali u zlatnom mulju reaguju sa rastvorom. Nakon toga, kada se doda natrijum hlorat, on povećava potencijal rastvora, omogućavajući bakru i drugim nečistoćama koje su nerastvorljive u hlorovodoničnoj kiselini da budu u potpunosti oksidovani i rastvoreni. Preciznom kontrolom potencijala rješenja, plemeniti metali poput srebra i zlata mogu ostati u ostatku.

Uništavanje cijanida

Cijanid u zlatnom mulju je veoma toksičan. Hlorisanje takođe može igrati ulogu u uništavanju cijanida. U alkalnom okruženju, kada se doda oksidans na bazi hlora (kao što je hlorni gas, natrijum hipohlorit itd.), cijanid se prvo oksidira u cijanat, a zatim dalje oksidira u ugljen dioksid i dušik. Opći mehanizam reakcije je sljedeći: U prisustvu alkalnog rastvora, dodani oksidans koji sadrži hlor stvara spojeve kao što je OCl⁻. Cijanid (CN⁻) reaguje sa OCl⁻ i kroz niz oksidacijskih reakcija pretvara se u manje štetne supstance.

Koraci primjene procesa hloriranja u tretiranju mulja cijanidnog zlata

Pretradanje

Prije procesa hloriranja, mulj cijanidnog zlata obično treba prethodno tretirati. Ovo može uključivati ​​procese kao što je mljevenje kako bi se smanjila veličina čestica mulja, što može povećati kontaktnu površinu između mulja i sredstva za hlorisanje, čime se poboljšava efikasnost reakcije. Dodatno, ako mulj sadrži veliku količinu nečistoća koje mogu ometati reakciju hloriranja, kao što su prekomjerne količine određenih metalnih oksida ili sulfida, može se izvršiti predispiranje odgovarajućim reagensima kako bi se uklonile ove ometajuće tvari.

Reakcija hlorisanja

1. Prva faza hloriranja (uklanjanje nečistoća)

• U prvoj fazi reakcije hlorisanja, glavni cilj je uklanjanje baznih metala iz mulja cijanidnog zlata. Mulj se stavlja u reakcionu posudu sa odgovarajućim kiselim medijumom (obično hlorovodoničnom kiselinom). Zatim se postepeno dodaje sredstvo za hlorisanje, kao što je natrijum hlorat. Temperaturu reakcije, kiselost i brzinu dodavanja sredstva za hlorisanje treba pažljivo kontrolisati. Na primjer, temperatura reakcije se može održavati unutar određenog raspona, obično oko 40 - 60 °C, a kiselost otopine klorovodične kiseline se podešava na odgovarajuću koncentraciju, obično oko 1 - 3 mol/L.

• Tokom ovog procesa prati se oksidaciono-redukcioni potencijal reakcionog sistema. Kada potencijal dostigne određeni raspon (na primjer, za uklanjanje određenih osnovnih metala, potencijal se može kontrolirati između 400 - 450 mV), osnovni metali kao što su cink, željezo i dio bakra se oksidiraju i rastvaraju u otopini. Vrijeme reakcije varira u zavisnosti od sastava i veličine čestica mulja, općenito u rasponu od 2 - 4 sata.

2.Druga faza hloriranja (odvajanje zlata i srebra)

• Nakon prve - faze uklanjanja nečistoća, ostatak uglavnom sadrži zlato, srebro i nešto preostalih nečistoća. U drugoj fazi hlorisanja, uslovi se prilagođavaju da se selektivno rastvori zlato ili srebro. Ako je cilj rastvaranje zlata, reakcioni uslovi se prilagođavaju kako bi se povećao oksidaciono-redukcioni potencijal. Na primjer, dodavanjem više natrijum hlorata i odgovarajućim podešavanjem kiselosti i temperature, potencijal se može povećati do raspona u kojem se zlato može oksidirati i otopiti (obično oko 1000 - 1050 mV).

• Kako se reakcija odvija, zlato se pretvara u rastvorljive komplekse klorida zlata u otopini. Srebro može formirati nerastvorljivi srebrni hlorid pod određenim uslovima i ostati u ostatku. Vrijeme reakcije za ovu fazu može biti oko 0.5 - 1 sat, ovisno o količini zlata u mulju.

Metal Recovery

1.Gold Recovery

• Nakon što se zlato otopi u otopini u obliku kompleksa klorida zlata, može se dobiti redukcijom. Mogu se koristiti redukcioni agensi kao što su natrijum sulfit, oksalna kiselina ili hidrazin. Kada se koristi natrijum sulfit kao redukciono sredstvo, rastvor se podešava na odgovarajuću pH vrednost (obično oko 1 - 2), a zatim se postepeno dodaje natrijum sulfit. Jednačina reakcije za redukciju kompleksa klorida zlata natrijum sulfitom je: 3H₂O + 3Na₂SO₃+2HAuCl₄ = 3Na₂SO₄ + 8HCl + 2Au.

• Proces redukcije se također prati mjerenjem oksidacijsko-redukcionog potencijala otopine. Krajnja tačka redukcije može se odrediti kada potencijal dostigne određenu vrijednost (na primjer, za prvu fazu redukcije pomoću natrijum sulfita, potencijal krajnje tačke može biti oko 590 - 730 mV). Taloženo zlato se zatim filtrira, ispere i suši kako bi se dobili proizvodi čistog zlata.

2.Silver Recovery

• Ako srebro ostane u ostatku nakon druge faze hloriranja, može se dalje obraditi kako bi se srebro dobilo. Jedna uobičajena metoda je tretiranje ostatka odgovarajućim reagensom za otapanje srebra, kao što je korištenje dušične kiseline za otapanje srebrnog klorida da se formira otopina srebrnog nitrata. Zatim se srebro može dobiti iz otopine srebrnog nitrata metodama kao što su elektroliza ili redukcija s odgovarajućim redukcijskim sredstvom.

Tretman otpadnih voda koji sadrži cijanid

Otpadna voda nastala tokom procesa hlorisanja mulja cijanidnog zlata sadrži rezidualni cijanid. Da bi se ispunili ekološki standardi za ispuštanje, ova otpadna voda mora biti tretirana. Alkalno hlorisanje je uobičajena metoda za prečišćavanje ove vrste otpadnih voda. U alkalnoj sredini (pH > 10), oksidans na bazi hlora se dodaje u otpadnu vodu. Cijanid u otpadnoj vodi se prvo oksidira u cijanat, a zatim dalje oksidira u netoksični ugljični dioksid i dušik. Reakcija se izvodi uz odgovarajuće miješanje i vrijeme reakcije kako bi se osigurala potpuna oksidacija cijanida.

Prednosti procesa hlorisanja

Visoka stopa oporavka metala

Proces hloriranja može postići visoku stopu povrata vrijednih metala u mulju cijanidnog zlata. Preciznom kontrolom reakcionih uslova i potencijala oksidacije – redukcije, moguće je selektivno rastvoriti i povratiti zlato i srebro, uz efikasno uklanjanje nečistoća osnovnih metala. Na primjer, u dobro optimiziranim procesima, stopa izvlačenja zlata može doseći i preko 95%, a stopa povrata srebra također može biti relativno visoka, ovisno o početnom sastavu mulja.

Efikasno uništavanje cijanida

Kao što je gore spomenuto, proces hloriranja može efikasno uništiti visoko otrovni cijanid u zlatnom mulju. Ovo je od velikog značaja za zaštitu životne sredine, jer može sprečiti ispuštanje cijanida u životnu sredinu, smanjujući potencijalnu štetu po ljudsko zdravlje i ekološku sredinu.

Prilagodljivost na različite sastave mulja

Proces hloriranja pokazuje dobru prilagodljivost na muljeve cijanidnog zlata različitog sastava. Bez obzira da li mulj ima visok ili nizak sadržaj zlata, srebra i raznih baznih metala, može se izvršiti odgovarajuća prilagodba reakcionih uslova kao što su vrsta i količina agensa za hlorisanje, temperatura reakcije, kiselost i potencijal redukcije oksidacije kako bi se postigao efikasan tretman.

Izazovi i rješenja u procesu hloriranja

Korozija opreme

Kisela i oksidirajuća sredina u procesu hloriranja može uzrokovati ozbiljnu koroziju opreme. Upotreba oksidansa koji sadrže hlor i kiselih medija, posebno hlorovodonične kiseline, može korodirati reakcione posude, cjevovode i drugu opremu. Za rješavanje ovog problema potrebno je odabrati materijale otporne na koroziju. Na primjer, reakcione posude mogu biti napravljene od materijala kao što su visokokvalitetni nehrđajući čelik, legure titana ili obložene materijalima otpornim na koroziju kao što su guma ili grafit. Redovni pregledi i održavanje opreme takođe su neophodni da bi se na vreme otkrili i popravili problemi povezani sa korozijom.

Stvaranje toksičnih nusproizvoda

Tokom procesa hlorisanja, posebno kod tretmana supstanci koje sadrže cijanid, postoji opasnost od stvaranja toksičnih nusproizvoda. Na primjer, kada se cijanid oksidira, može se proizvesti cijanogen hlorid, koji je toksičan. Da bi se riješio ovaj problem, potrebno je strogo kontrolirati odgovarajuće uvjete reakcije. U slučaju oksidacije cijanidom, održavanje alkalne sredine može spriječiti stvaranje cijanog hlorida. Dodatno, u proizvodnom prostoru treba instalirati odgovarajuću ventilaciju i sisteme za tretman gasa kako bi se izbjeglo nakupljanje toksičnih plinova.

Velika potrošnja energije i reagensa

Proces hloriranja često zahtijeva određenu količinu energije za grijanje, miješanje i rad opreme. Osim toga, korištenje sredstava za hlorisanje i drugih reagensa također uzrokuje troškove. Da bi se smanjila potrošnja energije i reagensa, može se provesti optimizacija procesa. Na primjer, kroz poboljšanje efikasnosti reakcije optimiziranjem uvjeta reakcije, smanjenjem nepotrebnog vremena zagrijavanja i miješanja i poboljšanjem stope korištenja reagensa kroz bolji dizajn i kontrolu procesa.

zaključak

Proces hloriranja je obećavajuća metoda za tretiranje mulja cijanidnog zlata. Kombinira obnavljanje vrijednih metala i detoksikaciju supstanci koje sadrže cijanid. Iako postoje određeni izazovi u njegovoj primjeni, uz kontinuirano unapređenje tehnologije i usvajanje odgovarajućih rješenja, proces hloriranja može igrati sve važniju ulogu u industriji vađenja zlata, doprinoseći kako ekonomskoj koristi, tako i zaštiti okoliša.