Direkte elektrovinding af guld fra Cyanid Solution

Introduktion

Cyanidering har længe været den primære metode til udvinding af guld fra malm. Efter cyanidudvaskningsprocessen er guldet til stede i cyanidopløsningen , kendt som den prænatante udvaskningsopløsning. Traditionelt er metoder som kulstofadsorption (såsom Carbon-in-Column - CIC-processen) og zinkcementering (Merrill Crowe-processen) blevet brugt til at udvinde guld fra denne opløsning. Direkte elektrolytisk udvinding fra cyanidopløsninger er dog fremkommet som et lovende alternativ, der tilbyder adskillige fordele med hensyn til effektivitet, omkostninger og miljøpåvirkning.

Princippet om direkte elektrovinding

Direkte elektrolytisk udvinding er en elektrokemisk proces. I forbindelse med guldudvinding fra cyanidopløsninger, når en elektrisk strøm ledes gennem cyanidopløsningen, der indeholder guld i form af aurocyanidkomplekser ( Au(CN)_2^- ), forekommer følgende reaktioner ved elektroderne:

• Ved katoden : Au(CN)₂ + e₂ \rightarrow Au + 2CN₂

Guldioner i aurocyanidkomplekset får en elektron og aflejres som metallisk guld på katodeoverfladen.

• Ved anoden : Afhængigt af forholdene kan der forekomme vandoxidation eller oxidation af andre stoffer i opløsningen. For eksempel 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-

Fordele ved direkte elektrovinding

1. Enkelhed : Sammenlignet med flertrinsprocesser som kulstofadsorption efterfulgt af eluering og elektrolytisk udvinding (i tilfælde af CIC) reducerer direkte elektrolytisk udvinding antallet af enhedsoperationer. Dette forenkler det samlede procesflow, hvilket gør det nemmere at betjene og vedligeholde.

2. Omkostningseffektivitet : Med færre procestrin er der potentiale for lavere kapital- og driftsomkostninger. Der er ikke behov for at investere i store kulstofregenereringsanlæg (som i CIC) eller købe store mængder zinkpulver (som i Merrill Crowe-processen).

3. Højrent produkt : Direkte elektroaflejring af guld kan resultere i en højrent guldaflejring på katoden. Dette kan reducere behovet for omfattende raffineringsprocesser efterfølgende og dermed yderligere spare omkostninger.

4. Miljømæssige fordele : Ved at eliminere brugen af ​​zink i Merrill Crowe-processen er der mindre produktion af zinkholdigt affald. Derudover kan forenklingen af ​​processen føre til en reduktion af det samlede kemikalieforbrug og affaldsproduktion.

Procesovervejelser

1. Opløsningskoncentration : Koncentrationen af ​​guld i cyanidopløsningen er en afgørende faktor. Mens direkte elektrolytisk udvinding kan anvendes på opløsninger med et bredt udvalg af guldkoncentrationer, resulterer højere koncentrationer generelt i hurtigere aflejringshastigheder. Meget høje guldkoncentrationer kan dog kræve specielle elektrodedesigns for at sikre ensartet aflejring.

2. Elektrodematerialer : Valget af elektrodematerialer er vigtigt. Rustfrit ståluld bruges ofte som katodemateriale på grund af dets store overfladeareal, hvilket muliggør effektiv guldaflejring. Til anoden foretrækkes materialer, der er modstandsdygtige over for korrosion i cyanidopløsningen, såsom dimensionsstabile anoder (DSA).

3. pH og temperatur : Cyanidopløsningens pH-værdi skal kontrolleres omhyggeligt. En let alkalisk pH-værdi opretholdes typisk for at forhindre nedbrydning af cyanid. Opløsningens temperatur kan også påvirke hastigheden af ​​elektrolytisk udvinding, hvor højere temperaturer generelt øger reaktionshastigheden, men også potentielt øger risikoen for cyanidnedbrydning.

Procesflow

1. Forberedelse af opløsning : Den prægede cyanidudvaskningsopløsning fra bunkeudvaskningen eller andre cyanideringsprocesser underkastes først en forbehandling. Dette kan involvere filtrering for at fjerne suspenderede stoffer, da disse kan forstyrre elektroudvindingsprocessen og forårsage kortslutninger mellem elektroderne.

2. Elektrolytisk celle : Den forbehandlede opløsning føres derefter ind i elektrolytisk celle. Cellen er udstyret med en anode og en katode. Når en elektrisk strøm tilføres, begynder guld at aflejres på katoden.

3. Guldudvinding : Når en tilstrækkelig mængde guld er blevet aflejret på katoden, fjernes katoden fra cellen. Guldet kan strippes fra katoden enten mekanisk eller kemisk, afhængigt af katodematerialets art. Det strippede guld raffineres derefter yderligere for at opnå guld af høj renhed.

Udfordringer og fremtidsudsigter

1. Cyanidhåndtering : Selvom direkte elektrolytisk udvinding tilbyder fordele, udgør brugen af ​​cyanid i den samlede guldudvindingsproces stadig miljømæssige og sikkerhedsmæssige risici. Fremtidig forskning kan fokusere på at integrere direkte elektrolytisk udvinding med alternative, mindre giftige udvaskningsmetoder.

2. Energiforbrug : Elektrolytisk udvindingsprocessen kræver en betydelig mængde elektrisk energi. Udvikling af mere energieffektive elektrodematerialer og celledesign er et område med aktiv forskning.

3. Skalerbarhed : Som med enhver ny teknologi skal opskalering af direkte elektrolytisk udvinding fra laboratorieskala til industriel skala omhyggeligt optimeres for at sikre ensartet ydeevne og omkostningseffektivitet.

Direkte elektrolytisk udvinding af guld fra cyanidopløsninger repræsenterer et betydeligt teknologisk fremskridt i guldmineindustrien. Med yderligere forskning og udvikling for at imødegå de eksisterende udfordringer har det potentiale til at blive en dominerende metode til guldudvinding i den nærmeste fremtid.