Az ólomsók aktiváló és passziváló hatása az arany cianidálási folyamatára

Bevezetés

Az arany-cianidálás egy széles körben elterjedt eljárás a bányászatban az arany kinyerésére az ércekből. Bizonyos vegyi anyagok hozzáadása jelentősen befolyásolhatja a folyamat hatékonyságát. Ezen adalékanyagok közül a következők: Ólomsók komplex hatásokat mutattak ki, mind aktiválódást, mind deaktiválódást a Arany-cianidáció reakció. Ezen hatások megértése kulcsfontosságú az optimalizáláshoz Arany kivonás folyamatokat, csökkentve a költségeket és minimalizálva a környezeti hatásokat.

Az arany-cianidálási folyamat alapjai

Az arany-cianidálás, más néven MacArthur-Forrest eljárás, az arany és a ... reakcióját foglalja magában. cianid ionok oxigén jelenlétében. Ez a kémiai reakció lehetővé teszi az arany feloldódását az ércmátrixból az oldatba, lehetővé téve annak későbbi kinyerését. Az ércben lévő különféle szennyeződések jelenléte és a reakciókörülmények azonban befolyásolhatják az arany feloldódásának sebességét és teljességét.

Az ólomsók aktiválási hatásai

Aktiválási mechanizmus

Katalitikus szerep az elektrokémiai reakciókban

Az ólomsók katalizátorként működhetnek az arany-cianidálási folyamatban. Az alacsony túlfeszültségű tartományban (–0.35 V vs. Ag/AgCl) az ólomsó hozzáadása felgyorsítja az arany kioldódási folyamatát a cianidoldatokban. A ciklikus voltammetriás (CV) kísérletek azt mutatják, hogy az ólom részt vesz az arany felületén lejátszódó elektrokémiai reakciókban. Cianidálási körülmények között az arany ötvözeteket képez az ólommal. Ezek az ötvözetek apró elektrokémiai cellákat hoznak létre az arany felületén, ahol oxidációs és redukciós reakciók egyidejűleg zajlanak le. Az arany és az ötvözet határfelületén lejátszódó oxidációs reakció elősegíti az arany lebomlását, míg a redukciós reakcióban oxigén vagy más oxidáló anyagok vesznek részt az oldatban. Ez az elektrokémiai folyamat jelentősen felgyorsítja az arany oldódásának teljes sebességét.

Szennyeződéssel járó reakciók gátlása

A rezet és más szennyeződéseket tartalmazó ércekben az ólomsók jótékony szerepet játszanak. Az ércben lévő rézásványok cianidot és oxigént fogyaszthatnak, versenyezve az arany-cianidációs reakcióval. Az ólomsók kölcsönhatásba lépnek a rézionokkal vagy a réztartalmú ásványokkal, oldhatatlan vegyületeket képezve, amelyek megakadályozzák a rézasványok oldódását. Ez csökkenti a réz által elfogyasztott cianid mennyiségét, így több cianid marad az arany-cianidációs reakció számára, és így növekszik az arany kioldódási sebessége. A magas réztartalmú aranyércekben az ólomsók hozzáadása csökkentette a cianidoldatban oldott réz mennyiségét, így kedvező arányt tartott fenn az arany oldódása szempontjából.

Az aktiválás kísérleti bizonyítékai

Mind laboratóriumi, mind ipari vizsgálatok megerősítették a Aktiválási hatásólomsók. Egy 0.25% galenit tartalmú aranytartalmú ércen végzett vizsgálatban az ólomsó hozzáadása jelentősen javította az arany kioldódási sebességét. Az ipari gyakorlat is alátámasztja ezeket a megállapításokat. Egyes aranybányákban bizonyos típusú ércek feldolgozásakor a megfelelő mennyiségű ólomsó hozzáadása csökkentette az aranyfogyasztást. Nátrium-cianid több mint 12 kg/t-ról akár 5 kg/t-ra is csökkent, és az arany kinyerési aránya több mint 98%-ra nőtt.

Az ólomsók deaktivációs hatásai

A deaktiválás feltételei

Szilikát és bizonyos ólomtartalmú ásványok jelenléte

Bizonyos körülmények között, különösen szilikát és specifikus ólomtartalmú ásványok jelenlétében, az ólom hozzáadása lelassíthatja az arany oxidációját. –0.35 V potenciálon (az Ag/AgCl-hoz képest) az arany oldódási sebessége csökken. A pontos ok összetett, de magában foglalhatja a felületi filmek kialakulását vagy az ólomtartalmú anyagok kölcsönhatását az arany felületével, ami megakadályozza, hogy a cianidionok és az oxigén elérje az aranyat. Például egyes ólomtartalmú ásványok reakcióba lépnek a cianidoldattal, és olyan vegyületeket képeznek, amelyek beborítják az arany felületét, akadályozva a cianidációs reakció normális lefolyását.

Magas kéntartalmú ércek

Magas kéntartalmú ércek esetén az ólom hozzáadása nem feltétlenül előnyös, sőt deaktiválódáshoz is vezethet. Amikor az érc kéntartalma magas, a szulfidásványok elemi kénné oxidálódnak a cianidációs folyamat során. Ez az elemi kén egy réteget képez az arany felületén, amely megakadályozza, hogy az reakcióba lépjen a cianid-oxigén oldattal. Az ólom elősegítheti a szulfidásványok kénné oxidációját, tovább gátolva az arany cianidációs reakcióját, és jelentősen csökkentve az arany oldódási sebességét.

A deaktiválás analitikai bizonyítéka

A röntgen-fotoelektron spektroszkópiai (XPS) elemzés bizonyítékot szolgáltat a deaktivációs hatásokra. A magas kéntartalmú érc-cianidálási folyamatokból ólom hozzáadásával származó mintákban az XPS spektrumok kéntartalmú anyagok jelenlétét mutatják az arany felületén, ami a passziváló kénréteg kialakulására utal. Az elektrokémiai vizsgálatok azt is megerősítik, hogy az arany oxidációjának sebessége csökken szilikát és ólomtartalmú ásványok jelenlétében.

Az aktiválás és a deaktiválás közötti egyensúlyt befolyásoló tényezők

Ólomsók koncentrációja

A cianidációs rendszerhez hozzáadott ólomsók mennyisége kulcsfontosságú. Alacsony koncentrációban az ólomsók általában aktiváló hatásúak, elősegítve az arany oldódását. De ha a koncentráció túl magas, túlzott mennyiségű reakciótermék képződéséhez vezethet, ami deaktiválódást okoz. Például az ólomionok túl magas koncentrációja ólom-cianid komplexek kicsapódását eredményezheti, amelyek bevonják az arany felületét és leállítják a cianidációs reakciót.

Érc összetétele

Az érc összetétele, beleértve a szulfidásványok, szilikátok és egyéb szennyeződések típusát és mennyiségét, határozza meg, hogy az ólomsók aktivátorként vagy deaktivátorként hatnak-e. Azok az ércek, amelyek bizonyos szulfidásványokat, például a magas kéntartalmú ércekben található piritet tartalmaznak, nagyobb valószínűséggel deaktiválódnak ólom hozzáadásakor. Ezzel szemben a jelentős mennyiségű rézásványt tartalmazó ércek profitálhatnak az ólomsók aktiváló hatásából.

Reakciókörülmények

Az olyan reakciókörülmények, mint a hőmérséklet, a pH, valamint az oxigén és a cianid koncentrációja az oldatban, szintén befolyásolják az ólomsók aktiválási és deaktiválási hatásait. A magasabb hőmérséklet felgyorsíthatja mind az ólommal kapcsolatos jótékony, mind káros reakciókat. Az oldat pH-ja befolyásolja az ólom és más fémionok létezését, befolyásolva kölcsönhatásukat az arannyal és más ásványokkal. Megfelelő oxigénkoncentráció szükséges ahhoz, hogy az arany-cianidációs reakció normálisan lezajljon, és az ólomsók a körülményektől függően különböző módon kölcsönhatásba léphetnek az oxigénnel, akár fokozva, akár gátolva a reakciót.

Összegzés

Az ólomsók aktiváló és deaktiváló hatással is bírnak az arany-cianidálási folyamatra. Az aktiváló hatások, mint például az elektrokémiai reakciók katalizálása és a szennyeződések interferenciájának csökkentése, jelentősen javíthatják az arany kinyerésének hatékonyságát. Bizonyos körülmények között, például szilikát, specifikus ólomtartalmú ásványok vagy magas kéntartalmú ércek jelenlétében azonban az ólomsók deaktiválódást okozhatnak azáltal, hogy lelassítják az arany oxidációját vagy blokkoló rétegeket képeznek az arany felületén. Az ólomsók arany-cianidálásban való sikeres alkalmazásához elengedhetetlen az ezeket a hatásokat befolyásoló tényezők megértése, beleértve az ólomsó koncentrációját, az érc összetételét és a reakciókörülményeket. Ezen tényezők gondos szabályozásával a bányászati ​​ipar optimalizálhatja az arany kitermelését, csökkentheti a reagensfogyasztást, növelheti a jövedelmezőséget és minimalizálhatja a környezeti hatásokat. A jövőbeli kutatások az ólomsók viselkedésének különböző ércfeldolgozási helyzetekben történő előrejelzésére szolgáló pontosabb modellek létrehozására, valamint a deaktiváló hatások ellensúlyozására szolgáló új módszerek megtalálására összpontosíthatnak.