Consumo di cianuro di sodio spiegato nell'estrazione dell'oro

Nel processo di estrazione dell'oro dai composti di cianuro, Cianuro di sodio viene consumato in diversi modi. Il cianuro di sodio è il più comunemente usato agente lisciviante nell'estrazione dell'oro, e teoricamente, solo 0.5 grammi di Cianuro di sodio è necessario per lisciviare 1 grammo di oro. Tuttavia, nella maggior parte degli impianti di cianurazione dell'oro, il consumo effettivo di cianuro è significativamente più alto, spesso superando i calcoli teorici di 50-100 volte.

I principali fattori che contribuiscono all'elevato consumo di cianuro nell' processo di cianurazione dell'oro includono:

1. Consumo di cianuro nel processo di dissoluzione dell'oro

Gli impianti di cianuro sono stati utilizzati cianuro di sodio per sciogliere l'oro dal minerale per recuperare l'oro dal percolato. Le reazioni chimiche coinvolte sono le seguenti:

• [2Au+4NaCN+O2+2H2O→2Na[Au(CN)2]+2NaOH+H2O2]

• [ 2Au+4NaCN+H2O2→2Na[Au(CN)2]+2NaOH]

Dalle reazioni elettrochimiche si sa che per sciogliere 1 grammo d'oro è necessario consumare 0.92 grammi di cianuro di sodio.

2. Consumo di cianuro nelle reazioni con metalli di base associati

(1) Alcuni minerali d'oro contengono minerali associati come pirite, magnetite, calcopirite, minerali solfati, idrossidi e ossidi. Durante la fase di frantumazione, viene generata polvere di ferro, che reagisce lentamente con il cianuro di sodio, aumentando consumo di cianuroLe reazioni sono le seguenti:

• [FeS2+NaCN→FeS+NaCNS]

• [Fe(OH)2+2NaCN→Fe(CN)2+2NaOH]

• [ Fe+6NaCN+2H2O→Na4Fe(CN)6+2NaOH+H2↑]

• [ S+NaCN→NaCNS]

(2) Se il minerale d'oro contiene diversi tipi di minerali di rame, reagiranno anche con il cianuro di sodio per formare complessi di cianuro di rame, consumando cianuro nel processo. Le reazioni sono le seguenti:

• [ 2CuSO4+4NaCN→Cu2(CN)2+2Na2SO4+(CN)2↑]

• [ 2Cu2S+4NaCN+2H2O+O2→Cu2(CN)2+Cu2(CNS)2+4NaOH]

A causa della forte reattività del cianuro di sodio con molti minerali di rame, in genere sono necessari da 2.3 a 3.4 grammi di cianuro per sciogliere 1 grammo di rame.

(3) Se il minerale d'oro originale contiene sfalerite o smithsonite, reagiranno anche con il cianuro di sodio per formare cianuro di zinco e carbonati. Le reazioni sono le seguenti:

• [ ZnS+4NaCN→Na2[Zn(CN)4]+Na2S]

• [ ZnCO3+4NaCN→Na2Zn(CN)4+Na2CO3]

(4) Se il minerale d'oro contiene arsenopirite, mercurio, selenio, tellurio, ecc., reagiranno anche con il cianuro di sodio. Quando il corpo del minerale contiene rocce carboniose, specialmente quelle ricche di carbonio organico, l'adsorbimento del cianuro diventa più forte, rendendo più difficile la lisciviazione dell'oro tramite cianuro.

3. Idrolisi dei cianuri

In soluzione, cianuri subiscono vari gradi di idrolisi a seconda del pH, con la quantità di acido cianidrico prodotta correlata all'alcalinità della soluzione. La reazione può essere rappresentata come segue:

• [NaCN + H2O → NaOH + HCN↑]

• [CN⁻ + 2H2O → HCOO⁻ + NH3]

Dopo l'idrolisi, una parte del cianuro genera acido cianidrico, mentre un'altra parte viene idrolizzata ossidativamente, producendo gradualmente acido formico e ammoniaca. A 100°C, CN⁻ perde il 50% e a 130°C, perde l'85%.

Nel processo di cianurazione per l'estrazione dell'oro, l'acido cianidrico è un gas altamente tossico. Se non gestito correttamente, può portare a un maggiore utilizzo di NaCN, aumentando i costi di produzione e causando inquinamento ambientale, oltre a presentare rischi per la salute degli operatori. La quantità di HCN prodotta varia in base al pH della soluzione: a pH 10.5, viene prodotto solo il 6.1% di acido cianidrico; a pH 10, aumenta al 17%; a pH 9.5, raggiunge il 39.2%; e a pH 9.0, è il 67.1%. Pertanto, negli impianti CIP (Carbon-in-Pulp) dell'oro, il pH viene in genere regolato tra 11 e 12 per controllare l'idrolisi dei cianuri.

4. L'ossidazione del cianuro (CN-) da parte dell'ossigeno disciolto (O2)

Per aumentare la velocità di dissoluzione dell'oro, sia CN- che O2 devono essere coinvolti nella reazione. A temperatura e pressione ambiente, la massima solubilità dell'ossigeno è di 8.2 mg/L. L'aggiunta di un forte agente ossidante può aumentare la concentrazione di ossigeno nella soluzione, accelerando significativamente il processo di lisciviazione. Tuttavia, il rapporto tra ossigeno e cianuro deve essere bilanciato; altrimenti, la velocità di lisciviazione potrebbe diminuire. L'ossigeno disciolto reagisce con il cianuro per formare cianato, che è stabile in soluzioni alcaline. Tuttavia, a un pH inferiore a 7, si idrolizza per produrre ammoniaca e bicarbonato. Le equazioni di reazione sono le seguenti:

• [1/2 O2 + CN– → (CNO)–]

• [(CNO)– + 2 H2O → HCO3– + NH3]

Pertanto questa reazione può portare al consumo di cianuro durante i processi di lisciviazione o elettrolisi.

5. Adsorbimento del cianuro da parte dell'argilla

Durante il processo di cianurazione, il solfuro di ferro nel minerale genera idrossido di ferro, mentre i silicati nel minerale formano silice colloidale in un mezzo alcalino. Entrambe queste sostanze hanno una certa capacità di adsorbire il cianuro, portando alla perdita di cianuro insieme al residuo di lisciviazione.

6. Consumo di cianuro da parte di altre sostanze

(1) Quando la sospensione viene agitata e riempita con aria, la soluzione conterrà CO2. La CO2 reagirà anche con il cianuro.

• [2NaCN+CO2+H2O→Na2CO3+2HCN↑]

(2) I minerali solfuri come la pirite nel minerale originale reagiscono con l'ossigeno disciolto (O2) nella polpa del minerale e i solfiti e i solfati risultanti reagiranno anche con il cianuro.

• [FeS+2O2→FeSO4]

• [FeSO4+6NaCN→Na4Fe(CN)6+Na2SO4]

Prima della lisciviazione è possibile aggiungere una piccola quantità di CaO o Ca(OH)2 per neutralizzare l'acido e impedire che si verifichi la reazione di cui sopra.

in conclusione

Quelli sopra sono i 6 aspetti del consumo di cianuro nel processo di cianurazione dell'oro. Oltre al cianuro necessario per la normale dissoluzione dell'oro, ci sono molti consumi non essenziali, come la reazione con altri minerali associati, l'autoidrolisi, ecc. 

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