Procédé de chloration pour le traitement des boues d'or cyanurées

Introduction

Dans l'industrie de l'extraction de l'or, boues d'or au cyanure est un sous-produit généré lors du processus de cyanuration. Ces boues contiennent non seulement des métaux précieux comme l'or et l'argent, mais aussi des substances nocives comme cyanureLe traitement des boues d'or cyanurées est crucial pour la valorisation des ressources et la protection de l'environnement. La chloration s'est révélée une méthode efficace pour traiter ces boues, permettant de séparer les métaux précieux et de détoxifier les substances contenant du cyanure.

Principes du processus de chloration

Oxydation et dissolution sélective

L'espace procédé de chloration Exploite les différents potentiels d'oxydoréduction des métaux dans un milieu donné. Dans le cadre du traitement des boues d'or cyanurées, l'ajout d'un agent de chloration (comme le chlorate de sodium en milieu acide) favorise l'oxydation et la dissolution des métaux à potentiel d'oxydoréduction plus faible, comme le zinc, le fer, le plomb et le cuivre. Par exemple, en milieu acide chlorhydrique, les métaux présents dans les boues d'or réagissent avec la solution. Par la suite, l'ajout de chlorate de sodium augmente le potentiel de dissolution, permettant ainsi l'oxydation et la dissolution complète du cuivre et d'autres impuretés insolubles dans l'acide chlorhydrique. Un contrôle précis du potentiel de dissolution permet de conserver les métaux précieux comme l'argent et l'or dans le résidu.

Destruction au cyanure

Le cyanure présent dans les boues d'or est hautement toxique. La chloration peut également contribuer à sa destruction. En milieu alcalin, lorsqu'un oxydant à base de chlore (tel que le chlore gazeux, l'hypochlorite de sodium, etc.) est ajouté, le cyanure est d'abord oxydé en cyanate, puis à nouveau en dioxyde de carbone et en azote. Le mécanisme réactionnel général est le suivant : en présence d'une solution alcaline, l'oxydant contenant du chlore ajouté génère des espèces telles que l'OCl⁻. Le cyanure (CN⁻) réagit avec l'OCl⁻ et, par une série de réactions d'oxydation, se transforme en substances moins nocives.

Étapes d'application du procédé de chloration dans le traitement des boues d'or cyanurées

Prétraitement

Avant le processus de chloration, les boues d'or cyanurées nécessitent généralement un prétraitement. Ce prétraitement peut impliquer des procédés tels que le broyage pour réduire la granulométrie des boues, ce qui peut augmenter la surface de contact entre les boues et l'agent de chloration et améliorer ainsi l'efficacité de la réaction. De plus, si les boues contiennent une quantité importante d'impuretés susceptibles d'interférer avec la réaction de chloration, comme des quantités excessives de certains oxydes ou sulfures métalliques, une prélixiviation avec des réactifs appropriés peut être effectuée pour éliminer ces substances interférentes.

Réaction de chloration

1. Première étape de chloration (élimination des impuretés)

• Lors de la première étape de la réaction de chloration, l'objectif principal est d'éliminer les métaux de base des boues d'or cyanurées. Les boues sont placées dans un réacteur contenant un milieu acide approprié (généralement de l'acide chlorhydrique). Un agent de chloration, tel que le chlorate de sodium, est ensuite ajouté progressivement. La température de réaction, l'acidité et la vitesse d'ajout de l'agent de chloration doivent être soigneusement contrôlées. Par exemple, la température de réaction peut être maintenue dans une certaine plage, généralement entre 40 et 60 °C, et l'acidité de la solution d'acide chlorhydrique est ajustée à une concentration appropriée, généralement entre 1 et 3 mol/L.

• Au cours de ce processus, le potentiel d'oxydoréduction du système réactionnel est surveillé. Lorsque le potentiel atteint une plage spécifique (par exemple, pour l'élimination de certains métaux de base, il peut être contrôlé entre 400 et 450 mV), les métaux de base tels que le zinc, le fer et une partie du cuivre sont oxydés et dissous dans la solution. La durée de la réaction varie en fonction de la composition et de la granulométrie des boues, généralement entre 2 et 4 heures.

2. Chloration de deuxième étape (séparation de l'or et de l'argent)

• Après la première étape d'élimination des impuretés, le résidu contient principalement de l'or, de l'argent et quelques impuretés résiduelles. Lors de la deuxième étape de chloration, les conditions sont ajustées pour dissoudre sélectivement l'or ou l'argent. Si l'objectif est de dissoudre l'or, les conditions de réaction sont ajustées pour augmenter le potentiel d'oxydoréduction. Par exemple, en ajoutant du chlorate de sodium et en ajustant l'acidité et la température, le potentiel peut être augmenté jusqu'à une plage permettant l'oxydation et la dissolution de l'or (généralement autour de 1000 1050 à XNUMX XNUMX mV).

• Au cours de la réaction, l'or se transforme en complexes de chlorure d'or solubles dans la solution. Dans certaines conditions, l'argent peut former du chlorure d'argent insoluble et rester dans le résidu. La durée de réaction de cette étape peut être d'environ 0.5 à 1 heure, selon la quantité d'or présente dans la boue.

Récupération de métal

1. Récupération de l'or

• Une fois l'or dissous dans la solution sous forme de complexes de chlorure d'or, il peut être récupéré par réduction. Des agents réducteurs tels que le sulfite de sodium, l'acide oxalique ou l'hydrazine peuvent être utilisés. Lorsque le sulfite de sodium est utilisé comme agent réducteur, le pH de la solution est ajusté à un pH approprié (généralement autour de 1 à 2), puis le sulfite de sodium est ajouté progressivement. L'équation de réaction pour la réduction des complexes de chlorure d'or par le sulfite de sodium est : 3H₂O + 3Na₂SO₃ + 2HAuCl₄ = 3Na₂SO₄ + 8HCl + 2Au.

• Le processus de réduction est également surveillé par la mesure du potentiel d'oxydoréduction de la solution. Le point final de la réduction peut être déterminé lorsque le potentiel atteint une certaine valeur (par exemple, pour la première étape de réduction au sulfite de sodium, le potentiel final peut se situer autour de 590 à 730 mV). L'or précipité est ensuite filtré, lavé et séché pour obtenir des produits d'or pur.

2. Récupération de l'argent

• Si l'argent reste dans le résidu après la deuxième étape de chloration, il peut être traité pour le récupérer. Une méthode courante consiste à traiter le résidu avec un réactif approprié pour dissoudre l'argent, par exemple en utilisant de l'acide nitrique pour dissoudre le chlorure d'argent et former une solution de nitrate d'argent. L'argent peut ensuite être récupéré de la solution de nitrate d'argent par des méthodes telles que l'électrolyse ou la réduction avec un agent réducteur approprié.

Traitement des eaux usées contenant du cyanure

Les eaux usées générées lors du processus de chloration des boues d'or cyanurées contiennent du cyanure résiduel. Afin de respecter les normes environnementales de rejet, ces eaux usées doivent être traitées. La chloration alcaline est une méthode courante pour traiter ce type d'eaux usées. En milieu alcalin (pH > 10), un oxydant à base de chlore est ajouté aux eaux usées. Le cyanure présent dans les eaux usées est d'abord oxydé en cyanate, puis en dioxyde de carbone et en azote non toxiques. La réaction est réalisée dans des conditions de mélange et de temps de réaction appropriées pour garantir une oxydation complète du cyanure.

Avantages du procédé de chloration

Taux de récupération de métal élevé

Le procédé de chloration permet d'atteindre un taux élevé de récupération des métaux précieux dans les boues d'or cyanurées. Un contrôle précis des conditions de réaction et du potentiel d'oxydoréduction permet de dissoudre et de récupérer sélectivement l'or et l'argent, tout en éliminant efficacement les impuretés des métaux de base. Par exemple, dans des procédés bien optimisés, le taux de récupération de l'or peut atteindre plus de 95 %, et celui de l'argent peut également être relativement élevé, selon la composition initiale des boues.

Destruction efficace du cyanure

Comme mentionné précédemment, le procédé de chloration permet de détruire efficacement le cyanure hautement toxique présent dans les boues d'or. Ceci est essentiel pour la protection de l'environnement, car il permet d'empêcher le rejet de cyanure dans l'environnement, réduisant ainsi les risques potentiels pour la santé humaine et l'environnement.

Adaptabilité à différentes compositions de boues

Le procédé de chloration s'adapte bien aux boues d'or cyanurées de différentes compositions. Que les boues présentent une teneur élevée ou faible en or, en argent et en divers métaux de base, un ajustement approprié des conditions de réaction, telles que le type et la quantité d'agent de chloration, la température de réaction, l'acidité et le potentiel d'oxydoréduction, permet d'obtenir un traitement efficace.

Défis et solutions dans le processus de chloration

Corrosion des équipements

L'environnement acide et oxydant du procédé de chloration peut provoquer une corrosion importante des équipements. L'utilisation d'oxydants chlorés et de milieux acides, notamment l'acide chlorhydrique, peut corroder les cuves de réaction, les canalisations et autres équipements. Pour remédier à ce problème, il est nécessaire de choisir des matériaux résistants à la corrosion. Par exemple, les cuves de réaction peuvent être fabriquées en acier inoxydable de haute qualité, en alliages de titane, ou revêtues de matériaux résistants à la corrosion comme le caoutchouc ou le graphite. Une inspection et un entretien réguliers des équipements sont également nécessaires pour détecter et réparer rapidement les problèmes liés à la corrosion.

Génération de sous-produits toxiques

Lors du processus de chloration, notamment lors du traitement des substances contenant du cyanure, il existe un risque de génération de sous-produits toxiques. Par exemple, l'oxydation du cyanure peut produire du chlorure de cyanogène, un produit toxique. Pour résoudre ce problème, des conditions de réaction appropriées doivent être strictement contrôlées. En cas d'oxydation du cyanure, le maintien d'un environnement alcalin peut empêcher la formation de chlorure de cyanogène. De plus, des systèmes de ventilation et de traitement des gaz appropriés doivent être installés dans la zone de production afin d'éviter l'accumulation de gaz toxiques.

Consommation élevée d'énergie et de réactifs

Le procédé de chloration nécessite souvent une certaine quantité d'énergie pour le chauffage, l'agitation et le fonctionnement des équipements. De plus, l'utilisation d'agents de chloration et d'autres réactifs engendre des coûts. Pour réduire la consommation d'énergie et de réactifs, il est possible d'optimiser le procédé. Par exemple, il est possible d'améliorer l'efficacité de la réaction en optimisant les conditions de réaction, en réduisant les temps de chauffage et d'agitation inutiles et en améliorant le taux d'utilisation des réactifs grâce à une meilleure conception et un meilleur contrôle du procédé.

Conclusion

Le procédé de chloration est une méthode prometteuse pour le traitement des boues d'or cyanurées. Il combine la récupération des métaux précieux et la détoxification des substances contenant du cyanure. Bien que son application présente des difficultés, grâce à l'amélioration continue des technologies et à l'adoption de solutions adaptées, le procédé de chloration peut jouer un rôle de plus en plus important dans l'industrie de l'extraction de l'or, contribuant à la fois à des avantages économiques et à la protection de l'environnement.