Forbedring af guld- og sølvudvaskningshastigheder i den iltrige cyanideringsproces med ammoniak

Introduktion

Udvinding af guld og sølv fra malm er en kompleks og afgørende proces i mineindustrien. Cyanidering har længe været en dominerende metode til dette formål. Der gøres dog en løbende indsats for at optimere processen for at forbedre udvaskningshastigheden af ​​ædle metaller og øge den samlede effektivitet. En sådan tilgang, der har vist sig lovende, er brugen af ammoniak i den iltrige cyanideringsproces. Denne artikel undersøger, hvordan ammoniak kan spille en betydelig rolle i at øge udvaskningshastigheden af ​​guld og sølv.

Grundlæggende om cyanidering

Cyanidering er baseret på princippet om, at svage opløsninger af natrium eller kalium cyanid har en fortrinsvis opløsende virkning på små partikler af metallisk guld og sølv frem for andre materialer, der typisk findes i guldmalm. I denne proces, når friske overflader af guld udsættes for cyanid i en vandig opløsning indeholdende frit ilt, forekommer en kemisk reaktion, der danner en guldcyanidforbindelse sammen med et hydroxid.

Processen kræver omhyggelig kontrol af flere faktorer. For eksempel er cyanidopløsningens styrke afgørende. Normalt anvendes en opløsningsstyrke på omkring et pund cyanid (KCN-ækvivalent) til et ton opløsning (vand), da dette har vist sig at være tilstrækkeligt stærkt til de fleste lige cyanidkredsløb. Eksperimentelt arbejde har vist, at denne styrke giver maksimal opløsningsevne. Derudover påvirkes en svag opløsning mindre af cyanicider (mineraler, der kan have skadelige virkninger på cyanideringsprocessen), og faren for forgiftning fra dampe dannet ved fordampning i varmt vejr reduceres.

Temperaturen spiller også en afgørende rolle. I kolde klimaer opvarmes opløsninger ofte til omkring 70 °C for at opretholde en effektiv opløsningsvirkning. Over denne temperatur bliver tabet af cyanid ved nedbrydning en betydelig bekymring. Teoretisk set opløses guld hurtigst i en opløsning ved en temperatur på 138 °C.

Ammoniaks rolle i iltrig cyanideringsprocessen

Kompleksdannelse med metalioner

Ammoniak kan danne komplekse forbindelser med forskellige metalioner, der er til stede i malmen. I forbindelse med guld- og sølvudvinding kan det interagere med kobberioner, som almindeligvis findes i mange guldmalme. Kobber kan forbruge cyanid og forstyrre udvaskningen af ​​guld og sølv. Ved at danne kobber-ammoniakkomplekser reducerer ammoniak konkurrencen om cyanidioner, hvilket gør mere cyanid tilgængeligt til opløsning af guld og sølv. Som et resultat hjælper tilstedeværelsen af ​​ammoniak med at opretholde en højere koncentration af frie cyanidioner i opløsningen, hvilket er gavnligt for udvaskningen af ​​guld og sølv.

Indflydelse på det elektrokemiske miljø

Ammoniak kan også ændre det elektrokemiske miljø i udvaskningssystemet. Det kan påvirke opløsningens redoxpotentiale, hvilket igen påvirker oxidationen og opløsningen af ​​guld og sølv. I et iltrigt miljø kan tilstedeværelsen af ​​ammoniak forstærke aktiveringen af ​​iltmolekyler. Denne forbedrede iltaktivering fremmer oxidationen af ​​guld og sølv til deres respektive cyanidkomplekser. For eksempel kan reaktionsvejen i tilfælde af guld modificeres på en måde, der letter dannelsen af ​​det relevante guldcyanidkompleks mere effektivt.

Forbedring af mineraloverfladeegenskaber

Ammoniak kan interagere med overfladen af ​​mineralerne i malmen. Nogle mineraler, der er vanskelige at udvaske direkte, kan få deres overfladeegenskaber ændret af ammoniak. Denne modifikation kan gøre overfladen mere reaktiv over for cyanidioner og dermed forbedre den samlede udvaskningseffektivitet. For eksempel kan visse sølvholdige mineraler have en overfladebelægning, der hæmmer adgangen af ​​cyanidioner. Ammoniak kan reagere med denne belægning eller adsorbere på mineraloverfladen, hvilket ændrer dets ladning og kemiske reaktivitet og tillader cyanidioner at reagere mere effektivt med sølvet i mineralet.

Casestudier og praktiske anvendelser

I en praktisk anvendelse i en guld-sølvmine blev brugen af ​​sideformaling under udvaskning og iltrig cyanidering kombineret med tilsætning af ammoniak. Under forudsætning af at den oprindelige produktionsproces forblev uændret, blev der tilsat en passende mængde ammoniak i første formalingstrin. Resultaterne var bemærkelsesværdige. Sammenlignet med situationen uden ammoniaktilsætning steg udvaskningshastigheden for guldcyanidering med 0.47%, udvaskningshastigheden for sølv steg med 5.33%, og udvaskningshastigheden for kobber faldt med 6.50%. Dette forbedrede ikke kun udvindingen af ​​ædle metaller, men reducerede også opløsningen af ​​kobber, hvilket ofte er en uønsket bivirkning, da kobber kan forbruge cyanid og komplicere de efterfølgende metaludvindingsprocesser.

I et andet studie af en specifik type guld-sølvmalm førte tilsætning af ammoniak i den iltrige cyanideringsprocessen til en betydelig forbedring af udvaskningskinetikken. Den tid, det tog at nå et højt niveau af guld- og sølvudvaskning, blev reduceret. Dette øgede ikke kun gennemløbshastigheden af ​​udvaskningsprocessen, men sparede også energi og ressourcer i det lange løb.

Optimering og overvejelser

Selvom ammoniak viser et stort potentiale til at forbedre udvaskningshastigheden af ​​guld og sølv i den iltrige cyanideringsproces, skal flere faktorer optimeres. Koncentrationen af ​​tilsat ammoniak er kritisk. For lidt ammoniak har muligvis ikke en betydelig indflydelse på kompleksdannelse, det elektrokemiske miljø eller modifikation af mineraloverflader. På den anden side kan en for stor mængde ammoniak føre til øgede omkostninger, potentielle miljøproblemer og endda forstyrre den samlede kemiske balance i udvaskningssystemet.

Udvaskningsopløsningens pH-værdi skal også kontrolleres omhyggeligt. Ammoniak er en svag base, og tilsætning heraf kan påvirke opløsningens pH. Da cyanideringsprocessen er følsom over for pH, er det afgørende at opretholde et optimalt pH-område (normalt omkring 10-11) for cyanidionernes korrekte funktion og den samlede reaktionskinetik.

Derudover skal ammoniaks kompatibilitet med andre reagenser, der anvendes i processen, såsom kalk (som ofte tilsættes for at justere pH-værdien og forhindre dannelsen af ​​hydrogencyanidgas), overvejes. Det er afgørende at sikre, at alle de kemiske reaktioner i udvaskningssystemet fungerer i harmoni for at maksimere udvaskningshastighederne for guld og sølv.

Konklusion

Brugen af ​​ammoniak i den iltrige cyanideringsproces tilbyder en levedygtig og effektiv måde at forbedre udvaskningshastigheden af ​​guld og sølv. Gennem kompleksdannelse med metalioner, modifikation af det elektrokemiske miljø og forbedring af mineraloverfladeegenskaber kan ammoniak forbedre effektiviteten af ​​ædelmetalekstraktion betydeligt. Imidlertid er omhyggelig optimering af parametre som ammoniakkoncentration, pH-kontrol og kompatibilitet med andre reagenser nødvendig for fuldt ud at realisere fordelene ved denne tilgang. Efterhånden som mineindustrien fortsætter med at søge mere effektive og bæredygtige måder at udvinde ædelmetaller på, vil ammoniaks rolle i cyanideringsprocesser sandsynligvis få endnu mere opmærksomhed og yderligere forskning.