Os efectos de activación e pasivación dos sales de chumbo no proceso de cianuración do ouro

introdución

A cianuración do ouro é un proceso amplamente utilizado na industria mineira para extraer ouro dos seus minerais. A adición de certos produtos químicos pode influír significativamente na eficiencia deste proceso. Entre estes aditivos, os sales de chumbo demostraron efectos complexos, tanto de activación como de desactivación, na reacción de cianuración do ouro . Comprender estes efectos é crucial para optimizar os procesos de extracción de ouro , reducir os custos e minimizar os impactos ambientais.

Fundamentos do proceso de cianuración do ouro

A cianuración do ouro, tamén coñecida como proceso MacArthur-Forrest, implica a reacción do ouro con ións de cianuro en presenza de osíxeno. Esta reacción química permite que o ouro se disolva da matriz do mineral na solución, o que permite a súa posterior recuperación. Non obstante, a presenza de diversas impurezas no mineral e as condicións de reacción poden afectar a rapidez e a completa disolución do ouro.

Efectos de activación das sales de chumbo

Mecanismo de activación

Papel catalítico nas reaccións electroquímicas

Os sales de chumbo poden actuar como catalizadores no proceso de cianuración do ouro. Na rexión de baixo sobrepotencial (– 0.35 V fronte a Ag/AgCl), a adición de sal de chumbo demostrou que acelera o proceso de lixiviación do ouro en solucións de cianuro. Os experimentos de voltametría cíclica (CV) indican que o chumbo participa nas reaccións electroquímicas que ocorren na superficie do ouro. En condicións de cianuración, o ouro forma aliaxes con chumbo. Estas aliaxes crean pequenas células electroquímicas na superficie do ouro, onde teñen lugar simultáneamente reaccións de oxidación e redución. A reacción de oxidación na interface da aliaxe ouro promove a descomposición do ouro, mentres que a reacción de redución implica osíxeno ou outras substancias oxidantes na solución. Esta acción electroquímica acelera significativamente a taxa global de disolución do ouro.

Inhibición das reaccións á impureza

Nos minerais que conteñen cobre e outras impurezas, os sales de chumbo xogan un papel beneficioso. Os minerais de cobre do mineral poden consumir cianuro e osíxeno, competindo coa reacción de ouro - cianuración. Os sales de chumbo interactúan con ións de cobre ou minerais que conteñen cobre, formando compostos insolubles que impiden que os minerais de cobre se disolvan. Isto reduce a cantidade de cianuro consumida polo cobre, deixando máis cianuro dispoñible para a reacción de ouro - cianuración e aumentando así a taxa de lixiviación do ouro. En minerais con alto contido en ouro de cobre, observouse que a adición de sales de chumbo diminúe a cantidade de cobre disolto na solución de cianuro, mantendo unha proporción favorable para a disolución do ouro.

Evidencia experimental de activación

Tanto estudos de laboratorio como industriais confirmaron os efectos de activación dos sales de chumbo. Nun estudo sobre un mineral aurífero cun 0.25 % de galena, engadir sal de chumbo mellorou significativamente a taxa de lixiviación de ouro. As prácticas industriais tamén corroboran estes achados. Nalgunhas minas de ouro, ao procesar tipos específicos de minerais, engadir a cantidade correcta de sales de chumbo reduciu o consumo de cianuro de sodio de máis de 12 kg/t a un mínimo de 5 kg/t e aumentou a taxa de recuperación de ouro a máis do 98 %.

Efectos de desactivación dos sales de chumbo

Condicións para a Desactivación

Presenza de silicatos e certos minerais que conteñen chumbo

En determinadas circunstancias, especialmente na presenza de silicatos e minerais específicos que conteñen chumbo, engadir chumbo pode retardar a oxidación do ouro. A un potencial de – 0.35 V (vs Ag/AgCl), a velocidade á que se disolve o ouro diminúe. O motivo exacto é complexo, pero pode implicar a formación de películas superficiais ou a interacción de substancias de chumbo coa superficie do ouro, que impide que os ións cianuro e osíxeno cheguen ao ouro. Por exemplo, algúns minerais con chumbo reaccionan coa solución de cianuro para formar compostos que cobren a superficie do ouro, o que dificulta o progreso normal da reacción de cianuración.

Alto - Minerais de xofre

Nos minerais con alto contido de xofre, a adición de chumbo pode non ser beneficioso e mesmo pode levar á desactivación. Cando o contido de xofre no mineral é alto, os minerais de sulfuro oxídanse a xofre elemental durante o proceso de cianuración. Este xofre elemental forma unha capa na superficie dourada que impide que reaccione coa solución de cianuro - osíxeno. O chumbo pode promover a oxidación dos minerais de sulfuro a xofre, inhibindo aínda máis a reacción de cianuración do ouro e provocando unha caída significativa na taxa de disolución do ouro.

Evidencia analítica de desactivación

A análise da espectroscopia de fotoelectróns de raios X (XPS) proporciona evidencia dos efectos da desactivación. Nas mostras de procesos de cianuración de mineral de alto contido en xofre con adición de chumbo, os espectros XPS mostran a presenza de substancias que conteñen xofre na superficie do ouro, o que indica a formación da capa de xofre pasivada. As probas electroquímicas tamén confirman que a taxa de oxidación do ouro diminúe en presenza de minerais de silicato e chumbo.

Factores que inflúen no equilibrio entre a activación e a desactivación

Concentración de sales de chumbo

A cantidade de sales de chumbo engadidas ao sistema de cianuración é crucial. En concentracións baixas, as sales de chumbo adoitan ter un efecto activador, promovendo a disolución do ouro. Pero se a concentración é demasiado alta, pode levar á formación de produtos de reacción excesivos que provocan a desactivación. Por exemplo, unha concentración excesivamente alta de ións chumbo pode provocar a precipitación de complexos chumbo-cianuro que recubren a superficie do ouro e deteñen a reacción de cianuración.

Composición do mineral

A composición do mineral, incluíndo os tipos e cantidades de minerais de sulfuro, silicatos e outras impurezas, determina se os sales de chumbo actúan como activadores ou desactivadores. Os minerais cun alto contido de certos minerais de sulfuro, como a pirita en minerais con alto contido de xofre, teñen máis probabilidades de sufrir desactivación cando se engade chumbo. Pola contra, os minerais cunha cantidade importante de minerais de cobre poden beneficiarse do efecto de activación dos sales de chumbo.

Condicións de reacción

As condicións de reacción como a temperatura, o pH e a concentración de osíxeno e cianuro na solución tamén afectan os efectos de activación e desactivación das sales de chumbo. Unha temperatura máis alta pode acelerar tanto as reaccións beneficiosas como nocivas relacionadas co chumbo. O pH da solución afecta a forma en que existen chumbo e outros ións metálicos, influíndo nas súas interaccións co ouro e outros minerais. É necesaria unha concentración adecuada de osíxeno para que a reacción de ouro - cianuración desenvolva con normalidade, e as sales de chumbo poden interactuar co osíxeno de diferentes xeitos segundo as condicións, xa sexa potenciando ou inhibindo a reacción.

Conclusión

Os sales de chumbo teñen efectos de activación e desactivación no proceso de cianuración do ouro. Os efectos de activación, como catalizar reaccións electroquímicas e reducir a interferencia de impurezas, poden mellorar significativamente a eficiencia da extracción de ouro. Non obstante, baixo certas condicións, como en presenza de silicato, minerais específicos que conteñen chumbo ou minerais altos en xofre, os sales de chumbo poden provocar a desactivación ao ralentizar a oxidación do ouro ou formando capas de bloqueo na superficie do ouro. Comprender os factores que inflúen nestes efectos, incluíndo a concentración de sal de chumbo, a composición do mineral e as condicións de reacción, é esencial para usar con éxito os sales de chumbo na cianuración do ouro. Ao controlar coidadosamente estes factores, a industria mineira pode optimizar a extracción de ouro, reducir o consumo de reactivos, aumentar a rendibilidade e minimizar os impactos ambientais. As investigacións futuras poderían centrarse na creación de modelos máis precisos para predicir o comportamento do sal de chumbo en diferentes situacións de procesamento do mineral e atopar novas formas de contrarrestar os efectos da desactivación.