Aktivacijski i pasivacijski efekti soli olova na proces cijanizacije zlata

Uvod

Cijanidacija zlata je široko korišten proces u rudarskoj industriji za ekstrakciju zlata iz ruda. Dodavanje određenih hemikalija može značajno utjecati na efikasnost ovog procesa. Među tim aditivima, olovne soli pokazali su složene efekte, i aktivaciju i deaktivaciju, na Cijanidacija zlata reakcija. Razumijevanje ovih efekata je ključno za optimizaciju Ekstrakcija zlata procese, smanjujući troškove i minimizirajući utjecaj na okoliš.

Osnove procesa cijanidacije zlata

Cijanidacija zlata, poznata i kao MacArthur-Forrestov proces, uključuje reakciju zlata sa cijanid iona u prisustvu kisika. Ova hemijska reakcija omogućava zlatu da se rastvori iz matrice rude u rastvor, što omogućava njegovo naknadno izdvajanje. Međutim, prisustvo različitih nečistoća u rudi i uslovi reakcije mogu uticati na to koliko brzo i potpuno se zlato rastvara.

Aktivacijski efekti olovnih soli

Mehanizam aktivacije

Katalitička uloga u elektrohemijskim reakcijama

Olovne soli mogu djelovati kao katalizatori u procesu cijanidacije zlata. U području niskog prenapona (–0.35 V u odnosu na Ag/AgCl), dodavanje olovne soli ubrzava proces ispiranja zlata u rastvorima cijanida. Eksperimenti cikličke voltametrije (CV) pokazuju da olovo učestvuje u elektrohemijskim reakcijama koje se odvijaju na površini zlata. U uslovima cijanidacije, zlato formira legure sa olovom. Ove legure stvaraju sitne elektrohemijske ćelije na površini zlata, gdje se istovremeno odvijaju reakcije oksidacije i redukcije. Oksidacijska reakcija na granici zlata i legure potiče razgradnju zlata, dok reakcija redukcije uključuje kisik ili druge oksidirajuće supstance u rastvoru. Ovo elektrohemijsko djelovanje značajno ubrzava ukupnu brzinu rastvaranja zlata.

Inhibicija reakcija nečistoća

U rudama koje sadrže bakar i druge nečistoće, soli olova igraju korisnu ulogu. Minerali bakra u rudi mogu konzumirati cijanid i kisik, konkurirajući reakciji cijanidacije zlata. Soli olova stupaju u interakciju s ionima bakra ili mineralima koji sadrže bakar, formirajući nerastvorljive spojeve koji sprječavaju otapanje minerala bakra. To smanjuje količinu cijanida koju bakar troši, ostavljajući više cijanida dostupnim za reakciju cijanidacije zlata i time povećavajući brzinu ispiranja zlata. U rudama s visokim sadržajem bakra i zlata, uočeno je da dodavanje soli olova smanjuje količinu bakra rastvorenog u otopini cijanida, održavajući povoljan omjer za otapanje zlata.

Eksperimentalni dokaz aktivacije

I laboratorijske i industrijske studije su potvrdile Efekat aktivacijeolovnih soli. U jednoj studiji o rudi koja sadrži zlato i 0.25% galenita, dodavanje olovne soli značajno je poboljšalo brzinu ispiranja zlata. Industrijske prakse također podržavaju ove nalaze. U nekim rudnicima zlata, prilikom obrade određenih vrsta ruda, dodavanje prave količine olovnih soli smanjilo je potrošnju Sodium Cyanide sa preko 12 kg/t na samo 5 kg/t i povećao stopu iskorištenja zlata na preko 98%.

Efekti deaktivacije olovnih soli

Uslovi za deaktivaciju

Prisustvo silikata i određenih minerala koji sadrže olovo

Pod određenim okolnostima, posebno u prisustvu silikata i specifičnih minerala koji sadrže olovo, dodavanje olova može usporiti oksidaciju zlata. Pri potencijalu od –0.35 V (u odnosu na Ag/AgCl), brzina rastvaranja zlata se smanjuje. Tačan razlog je složen, ali može uključivati ​​formiranje površinskih filmova ili interakciju olovnih supstanci sa površinom zlata, što blokira dolazak cijanidnih iona i kisika do zlata. Na primjer, neki minerali koji sadrže olovo reaguju sa rastvorom cijanida formirajući spojeve koji prekrivaju površinu zlata, ometajući normalan napredak reakcije cijanidacije.

Rude s visokim sadržajem sumpora

U rudama s visokim sadržajem sumpora, dodavanje olova može biti nekorisno i čak dovesti do deaktivacije. Kada je sadržaj sumpora u rudi visok, sulfidni minerali se oksidiraju do elementarnog sumpora tokom procesa cijanidacije. Ovaj elementarni sumpor formira sloj na površini zlata koji ga sprječava da reaguje s rastvorom cijanida i kisika. Olovo može pospješiti oksidaciju sulfidnih minerala do sumpora, dodatno inhibirajući reakciju cijanidacije zlata i uzrokujući značajan pad brzine rastvaranja zlata.

Analitički dokazi o deaktivaciji

Rendgenska fotoelektronska spektroskopija (XPS) analiza pruža dokaze o efektima deaktivacije. U uzorcima iz procesa cijanidacije ruda s visokim udjelom sumpora s dodatkom olova, XPS spektri pokazuju prisutnost tvari koje sadrže sumpor na površini zlata, što ukazuje na formiranje pasivizirajućeg sloja sumpora. Elektrokemijski testovi također potvrđuju da se brzina oksidacije zlata smanjuje u prisutnosti silikatnih i minerala koji sadrže olovo.

Faktori koji utiču na ravnotežu između aktivacije i deaktivacije

Koncentracija olovnih soli

Količina olovnih soli dodanih u sistem cijanidacije je ključna. Pri niskim koncentracijama, olovne soli obično imaju aktivirajući učinak, potičući otapanje zlata. Ali ako je koncentracija previsoka, to može dovesti do stvaranja prekomjerne količine reakcijskih produkata koji uzrokuju deaktivaciju. Na primjer, previsoka koncentracija olovnih iona može rezultirati taloženjem olovno-cijanidnih kompleksa koji prekrivaju površinu zlata i zaustavljaju reakciju cijanidacije.

Sastav rude

Sastav rude, uključujući vrste i količine sulfidnih minerala, silikata i drugih nečistoća, određuje da li soli olova djeluju kao aktivatori ili deaktivatori. Rude sa visokim sadržajem određenih sulfidnih minerala, poput pirita u rudama sa visokim sadržajem sumpora, imaju veću vjerovatnoću da dožive deaktivaciju kada se doda olovo. Suprotno tome, rude sa značajnom količinom minerala bakra mogu imati koristi od aktivacijskog efekta soli olova.

Uslovi reakcije

Reakcijski uslovi poput temperature, pH vrijednosti i koncentracije kisika i cijanida u rastvoru također utiču na aktivacijske i deaktivacijske efekte soli olova. Viša temperatura može ubrzati i korisne i štetne reakcije povezane s olovom. pH vrijednost rastvora utiče na to kako olovo i drugi metalni ioni postoje, utičući na njihove interakcije sa zlatom i drugim mineralima. Adekvatna koncentracija kisika je neophodna da bi reakcija cijanidacije zlata normalno tekla, a soli olova mogu reagovati s kisikom na različite načine, ovisno o uslovima, bilo pojačavajući ili inhibirajući reakciju.

zaključak

Olovne soli imaju i aktivacijske i deaktivacijske efekte na proces cijanidacije zlata. Aktivacijski efekti, poput kataliziranja elektrohemijskih reakcija i smanjenja interferencije nečistoća, mogu značajno poboljšati efikasnost ekstrakcije zlata. Međutim, pod određenim uslovima, kao što je prisustvo silikata, specifičnih minerala koji sadrže olovo ili ruda s visokim sadržajem sumpora, olovne soli mogu uzrokovati deaktivaciju usporavanjem oksidacije zlata ili formiranjem blokirajućih slojeva na površini zlata. Razumijevanje faktora koji utiču na ove efekte, uključujući koncentraciju olovnih soli, sastav rude i reakcijske uslove, ključno je za uspješnu upotrebu olovnih soli u cijanidaciji zlata. Pažljivom kontrolom ovih faktora, rudarska industrija može optimizirati ekstrakciju zlata, smanjiti potrošnju reagensa, povećati profitabilnost i minimizirati uticaj na okolinu. Buduća istraživanja mogla bi se fokusirati na stvaranje preciznijih modela za predviđanje ponašanja olovnih soli u različitim situacijama obrade rude i pronalaženje novih načina za suzbijanje efekata deaktivacije.