Efek aktivasi dan pasivasi garam timbal pada proses sianidasi emas

Pengantar

Sianidasi emas merupakan proses yang banyak digunakan dalam industri pertambangan untuk mengekstraksi emas dari bijihnya. Penambahan bahan kimia tertentu dapat secara signifikan memengaruhi efisiensi proses ini. Di antara bahan tambahan ini, garam timbal telah menunjukkan efek kompleks, baik aktivasi dan deaktivasi, pada Sianidasi Emas reaksi. Memahami efek ini sangat penting untuk mengoptimalkan Ekstraksi Emas proses, mengurangi biaya, dan meminimalkan dampak lingkungan.

Dasar-dasar Proses Sianidasi Emas

Sianidasi emas, juga dikenal sebagai proses MacArthur-Forrest, melibatkan reaksi emas dengan sianida ion dalam keberadaan oksigen. Reaksi kimia ini memungkinkan emas larut dari matriks bijih ke dalam larutan, yang memungkinkan pemulihan selanjutnya. Namun, keberadaan berbagai kotoran dalam bijih dan kondisi reaksi dapat memengaruhi seberapa cepat dan tuntasnya emas larut.

Efek Aktivasi Garam Timbal

Mekanisme Aktivasi

Peran Katalitik dalam Reaksi Elektrokimia

Garam timbal dapat bertindak sebagai katalis dalam proses sianidasi emas. Di wilayah overpotensial rendah (– 0.35 V vs. Ag/AgCl), penambahan garam timbal telah terbukti mempercepat proses pelindian emas dalam larutan sianida. Eksperimen voltametri siklik (CV) menunjukkan bahwa timbal berpartisipasi dalam reaksi elektrokimia yang terjadi di permukaan emas. Dalam kondisi sianidasi, emas membentuk paduan dengan timbal. Paduan ini menciptakan sel elektrokimia kecil pada permukaan emas, tempat reaksi oksidasi dan reduksi berlangsung secara bersamaan. Reaksi oksidasi pada antarmuka paduan emas mendorong pemecahan emas, sementara reaksi reduksi melibatkan oksigen atau zat pengoksidasi lainnya dalam larutan. Tindakan elektrokimia ini secara signifikan mempercepat laju keseluruhan pelarutan emas.

Penghambatan Reaksi Pengotor

Pada bijih yang mengandung tembaga dan kotoran lainnya, garam timbal memainkan peran yang bermanfaat. Mineral tembaga dalam bijih dapat mengonsumsi sianida dan oksigen, bersaing dengan reaksi sianidasi emas. Garam timbal berinteraksi dengan ion tembaga atau mineral yang mengandung tembaga, membentuk senyawa yang tidak larut yang mencegah mineral tembaga larut. Hal ini mengurangi jumlah sianida yang dikonsumsi oleh tembaga, menyisakan lebih banyak sianida yang tersedia untuk reaksi sianidasi emas dan dengan demikian meningkatkan laju pelindian emas. Pada bijih yang mengandung emas dan tembaga tinggi, penambahan garam timbal telah diamati dapat mengurangi jumlah tembaga yang terlarut dalam larutan sianida, mempertahankan rasio yang baik untuk pelarutan emas.

Bukti Eksperimental Aktivasi

Baik penelitian laboratorium maupun industri telah mengkonfirmasi Efek Aktivasigaram timbal. Dalam satu penelitian pada bijih yang mengandung emas dengan 0.25% galena, penambahan garam timbal secara signifikan meningkatkan laju pelindian emas. Praktik industri juga mendukung temuan ini. Di beberapa tambang emas, saat memproses jenis bijih tertentu, penambahan garam timbal dalam jumlah yang tepat mengurangi konsumsi Natrium Sianida dari lebih dari 12 kg/t menjadi serendah 5 kg/t dan meningkatkan tingkat pemulihan emas hingga lebih dari 98%.

Efek Deaktivasi Garam Timbal

Kondisi Penonaktifan

Kehadiran Silikat dan Mineral Tertentu yang Mengandung Timbal

Dalam keadaan tertentu, terutama pada keberadaan silikat dan mineral tertentu yang mengandung timbal, penambahan timbal dapat memperlambat oksidasi emas. Pada potensial – 0.35 V (vs. Ag/AgCl), laju pelarutan emas menurun. Alasan pastinya rumit, tetapi mungkin melibatkan pembentukan lapisan permukaan atau interaksi zat timbal dengan permukaan emas, yang menghalangi ion sianida dan oksigen mencapai emas. Misalnya, beberapa mineral yang mengandung timbal bereaksi dengan larutan sianida untuk membentuk senyawa yang menutupi permukaan emas, sehingga menghambat kemajuan normal reaksi sianidasi.

Bijih Sulfur Tinggi

Pada bijih yang mengandung banyak sulfur, penambahan timbal mungkin tidak bermanfaat dan bahkan dapat menyebabkan penonaktifan. Bila kandungan sulfur dalam bijih tinggi, mineral sulfida teroksidasi menjadi sulfur unsur selama proses sianidasi. Sulfur unsur ini membentuk lapisan pada permukaan emas yang mencegahnya bereaksi dengan larutan oksigen-sianida. Timbal dapat mempercepat oksidasi mineral sulfida menjadi sulfur, yang selanjutnya menghambat reaksi sianidasi emas dan menyebabkan penurunan signifikan dalam laju pelarutan emas.

Bukti Analitis Penonaktifan

Analisis spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS) memberikan bukti efek deaktivasi. Dalam sampel dari proses sianidasi bijih berkadar sulfur tinggi dengan penambahan timbal, spektrum XPS menunjukkan adanya zat yang mengandung sulfur pada permukaan emas, yang menunjukkan terbentuknya lapisan sulfur pasif. Uji elektrokimia juga mengonfirmasi bahwa laju oksidasi emas menurun dengan adanya mineral silikat dan mineral yang mengandung timbal.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Keseimbangan antara Aktivasi dan Deaktivasi

Konsentrasi Garam Timbal

Jumlah garam timbal yang ditambahkan ke sistem sianidasi sangat penting. Pada konsentrasi rendah, garam timbal biasanya memiliki efek aktivasi, yang mendorong pelarutan emas. Namun, jika konsentrasinya terlalu tinggi, hal itu dapat menyebabkan pembentukan produk reaksi berlebihan yang menyebabkan penonaktifan. Misalnya, konsentrasi ion timbal yang terlalu tinggi dapat mengakibatkan pengendapan kompleks timbal-sianida yang melapisi permukaan emas dan menghentikan reaksi sianidasi.

Komposisi Bijih

Komposisi bijih, termasuk jenis dan jumlah mineral sulfida, silikat, dan pengotor lainnya, menentukan apakah garam timbal bertindak sebagai aktivator atau deaktivator. Bijih dengan kandungan mineral sulfida tertentu yang tinggi, seperti pirit dalam bijih berkadar sulfur tinggi, lebih mungkin mengalami deaktivasi saat timbal ditambahkan. Sebaliknya, bijih dengan jumlah mineral tembaga yang signifikan dapat memperoleh manfaat dari efek aktivasi garam timbal.

Kondisi Reaksi

Kondisi reaksi seperti suhu, pH, dan konsentrasi oksigen dan sianida dalam larutan juga memengaruhi efek aktivasi dan deaktivasi garam timbal. Suhu yang lebih tinggi dapat mempercepat reaksi yang menguntungkan dan merugikan terkait timbal. pH larutan memengaruhi keberadaan timbal dan ion logam lainnya, yang memengaruhi interaksinya dengan emas dan mineral lainnya. Konsentrasi oksigen yang memadai diperlukan agar reaksi sianidasi emas berlangsung normal, dan garam timbal dapat berinteraksi dengan oksigen dengan berbagai cara tergantung pada kondisinya, baik dengan meningkatkan atau menghambat reaksi.

Kesimpulan

Garam timbal memiliki efek aktivasi dan deaktivasi pada proses sianidasi emas. Efek aktivasi, seperti mengkatalisis reaksi elektrokimia dan mengurangi gangguan pengotor, dapat meningkatkan efisiensi ekstraksi emas secara signifikan. Namun, dalam kondisi tertentu, seperti adanya silikat, mineral pembawa timbal tertentu, atau bijih sulfur tinggi, garam timbal dapat menyebabkan deaktivasi dengan memperlambat oksidasi emas atau membentuk lapisan penghalang pada permukaan emas. Memahami faktor-faktor yang memengaruhi efek ini, termasuk konsentrasi garam timbal, komposisi bijih, dan kondisi reaksi, sangat penting untuk menggunakan garam timbal dengan sukses dalam sianidasi emas. Dengan mengendalikan faktor-faktor ini secara hati-hati, industri pertambangan dapat mengoptimalkan ekstraksi emas, mengurangi konsumsi reagen, meningkatkan profitabilitas, dan meminimalkan dampak lingkungan. Penelitian di masa mendatang dapat difokuskan pada pembuatan model yang lebih akurat untuk memprediksi perilaku garam timbal dalam situasi pemrosesan bijih yang berbeda dan menemukan cara baru untuk mengatasi efek deaktivasi.