Processo di estrazione dell'oro dalla tiourea: principi, operazioni e considerazioni

Introduzione

L'estrazione dell'oro è un processo cruciale nell'industria mineraria e dei metalli preziosi. Tra i vari metodi di estrazione, ThioureaEstrazione dell'oro Il processo ha ricevuto notevole attenzione negli ultimi anni. La tiourea, con formula chimica \(SCN_2H_4\), è un composto organico che svolge un ruolo fondamentale in questo processo. Questo articolo del blog esplorerà in modo completo il processo di estrazione dell'oro dalla tiourea, illustrandone i principi, le fasi operative, i fattori che lo influenzano e i vantaggi rispetto ai metodi tradizionali.

Principi di estrazione dell'oro dalla tiourea

Il principio fondamentale dell'estrazione dell'oro dalla tiourea risiede nella sua capacità di formare complessi stabili con ioni oro in un mezzo acido. In presenza di un agente ossidante, l'oro presente nel minerale viene ossidato e quindi reagisce con la tiourea per formare complessi solubili oro-tiourea. Gli agenti ossidanti più comuni utilizzati in questo processo sono gli ioni ferro(III) e l'ossigeno disciolto.

La tiourea è relativamente stabile in soluzioni acide, il che è un fattore chiave che consente questo processo di estrazione. In un ambiente acido, la tiourea può formare una serie di ioni complessi con cationi metallici. Tuttavia, fatta eccezione per MERCURY, la stabilità degli ioni complessi di tiourea con altri metalli è relativamente bassa. Questa caratteristica conferisce all'estrazione dell'oro a base di tiourea un'elevata selettività per l'oro.

Fasi operative nel processo di estrazione dell'oro dalla tiourea

Preparazione del minerale

Il primo passaggio del processo di estrazione dell'oro dalla tiourea è la preparazione del minerale. Il minerale deve essere frantumato e macinato fino a raggiungere una granulometria adeguata per aumentarne la superficie e migliorarne il contatto con la soluzione di tiourea. In genere, più fine è la granulometria, maggiore è la velocità di reazione tra il minerale e la soluzione contenente tiourea. Tuttavia, una macinazione estremamente fine può anche comportare effetti negativi, come un maggiore consumo energetico e difficoltà nella successiva separazione solido-liquido.

Lisciviazione della tiourea

Dopo la preparazione, il minerale macinato viene miscelato con una soluzione contenente tiourea. Poiché la tiourea è instabile in soluzioni alcaline e si decompone facilmente in solfuri e amminoacidi,cianuriLa soluzione di lisciviazione è solitamente una soluzione diluita di acido solforico e tiourea. È importante aggiungere prima l'acido e poi la tiourea per evitare il surriscaldamento locale della polpa, che potrebbe causare l'idrolisi della tiourea e ridurne l'efficacia.

Durante l' Processo di lisciviazioneFattori come la concentrazione di tiourea, il tipo e la quantità di agente ossidante, il pH della soluzione, la temperatura della polpa e il tempo di lisciviazione hanno tutti un impatto significativo sulla velocità di lisciviazione dell'oro. Ad esempio, la velocità di lisciviazione dell'oro generalmente aumenta con l'aumento della concentrazione di tiourea, ma una quantità eccessiva di tiourea può comportare un aumento dei costi e potenziali problemi ambientali. Il pH del mezzo è correlato alla concentrazione di tiourea. In condizioni normali di temperatura e dosaggio di tiourea, il pH del mezzo è preferibilmente inferiore a 1.5. Tuttavia, l'acidità non dovrebbe essere troppo elevata, altrimenti aumenterà la quantità di impurità solubili in acido nel minerale.

Separazione solido-liquido

Dopo il processo di lisciviazione, viene effettuata la separazione solido-liquido per separare la soluzione gravida contenente complessi oro-tiourea dai residui solidi. I metodi di separazione solido-liquido più comuni includono la filtrazione e la sedimentazione. La scelta del metodo di separazione dipende da fattori quali la natura del minerale, la granulometria del solido e la scala dell'operazione. Un'efficiente separazione solido-liquido è fondamentale per garantire la qualità della soluzione gravida e facilitare le successive operazioni di recupero dell'oro.

Recupero dell'oro dalla soluzione incinta

Esistono diversi metodi per recuperare l'oro dalla soluzione gravida ottenuta dopo la separazione solido-liquido. Due metodi comuni sono la sostituzione del metallo e l'elettroestrazione.

Sostituzione del metallo: Metalli come ferro e alluminio possono essere utilizzati come agenti riducenti per sostituire l'oro presente nel complesso oro-tiourea presente in soluzione. L'oro sostituito forma un precipitato solido, che può essere ulteriormente lavorato per ottenere oro puro.

elettrolitica: Nel processo di elettroestrazione, una corrente elettrica viene fatta passare attraverso la soluzione gravida. Gli ioni d'oro presenti nella soluzione vengono ridotti al catodo e depositati sulla sua superficie, mentre la tiourea e altre sostanze vengono ossidate all'anodo. Questo metodo può ottenere un recupero di oro ad elevata purezza, ma richiede apparecchiature elettriche specifiche e condizioni operative appropriate.

Raffinazione dei prodotti in oro

L'oro ottenuto dopo il recupero contiene solitamente alcune impurità e deve essere raffinato per ottenere prodotti di elevata purezza. Il processo di raffinazione è simile a quello dell'oro ottenuto con altri metodi di estrazione, come la cianurazione. I metodi di raffinazione più comuni includono la raffinazione chimica e quella elettrolitica, che possono rimuovere efficacemente le impurità e migliorare la purezza dell'oro per soddisfare i requisiti del mercato.

Fattori che influenzano il processo di estrazione dell'oro dalla tiourea

Composizione minerale del minerale

La composizione minerale del minerale ha un impatto significativo sul processo di estrazione dell'oro con tiourea. Il rame e gli ossidi di bismuto presenti nelle materie prime si dissolvono in ambiente acido e si complessano con la tiourea, riducendo l'effetto della lisciviazione dell'oro con tiourea e aumentandone il consumo. Inoltre, se le materie prime contengono una grande quantità di sostanze acido-solubili (come ferro bivalente, carbonati, ossidi di metalli non ferrosi, ecc.) e componenti riducenti, ciò aumenterà il consumo di ossidanti e acido solforico, riducendo la velocità di lisciviazione dell'oro. Tuttavia, minerali solfuri come rame, arsenico, antimonio e piombo hanno un effetto relativamente limitato sulla lisciviazione dell'oro con tiourea, il che rende possibile l'estrazione dell'oro con tiourea per estrarre selettivamente oro e argento da materie prime minerali aurifere refrattarie complesse.

Dimensione delle particelle d'oro nel minerale

La granulometria delle particelle d'oro presenti nel minerale è uno dei fattori che influenzano la velocità di lisciviazione dell'oro. Generalmente, più piccole sono le particelle d'oro, maggiore è la superficie specifica e più facile è il contatto con la soluzione di tiourea, con conseguente maggiore velocità di lisciviazione. Pertanto, nella fase di preparazione del minerale, sono necessarie opportune operazioni di macinazione per rendere completamente esposte le particelle d'oro presenti nel minerale e facilitare il processo di lisciviazione.

Temperatura

La temperatura ha un duplice effetto sul processo di estrazione dell'oro con tiourea. Da un lato, l'aumento della temperatura può accelerare la velocità di diffusione dei reagenti e la velocità di reazione tra oro e tiourea, aumentando così la velocità di lisciviazione dell'oro. Dall'altro lato, la tiourea ha una scarsa stabilità termica. Quando la temperatura è troppo elevata, la tiourea è soggetta a idrolisi e decomposizione, riducendo la sua efficacia nel processo di estrazione. Generalmente, la temperatura del processo di lisciviazione della tiourea è preferibilmente mantenuta al di sotto dei 55 °C e, in molti casi, viene eseguita a temperatura ambiente.

Valore pH della soluzione

Come accennato in precedenza, il pH della soluzione è strettamente correlato alla stabilità della tiourea e all'effetto lisciviante dell'oro. La tiourea è stabile in un mezzo acido e un ambiente acido appropriato favorisce la formazione di complessi oro-tiourea. Tuttavia, un pH troppo basso non solo aumenterà la quantità di impurità acido-solubili, ma potrebbe anche causare reazioni collaterali che non favoriscono il processo di estrazione. Pertanto, è necessario un controllo preciso del pH della soluzione per garantire un'estrazione ottimale.

Concentrazione di tiourea e agente ossidante

La concentrazione di tiourea influenza direttamente la quantità di complessi oro-tiourea formati. Generalmente, un aumento della concentrazione di tiourea può aumentare il tasso di lisciviazione dell'oro. Tuttavia, considerando i costi e i fattori ambientali, la concentrazione di tiourea deve essere ottimizzata. Anche il tipo e la concentrazione dell'agente ossidante svolgono un ruolo cruciale. Un agente ossidante adeguato è necessario per garantire la continua ossidazione dell'oro nel minerale, ma un eccesso di agente ossidante può anche portare all'ossidazione e alla decomposizione della tiourea, riducendone l'efficienza di utilizzo.

Vantaggi del processo di estrazione dell'oro dalla tiourea

1. Velocità di lisciviazione rapidaRispetto ad alcuni metodi tradizionali di estrazione dell'oro, come la cianurazione, il processo di estrazione dell'oro con tiourea presenta una velocità di lisciviazione relativamente elevata. La formazione di complessi oro-tiourea in un mezzo acido può dissolvere rapidamente l'oro, riducendo significativamente i tempi di estrazione.

2. Bassa tossicità: La tiourea è meno tossica rispetto a cianuro Utilizzato nei metodi tradizionali di cianurazione. Il cianuro è altamente tossico e rappresenta una grave minaccia per l'ambiente e la salute umana. L'uso della tiourea nell'estrazione dell'oro riduce i potenziali rischi ambientali e per la sicurezza associati alle sostanze tossiche.

3. Buona selettività: A causa della stabilità relativamente bassa degli ioni complessi di tiourea con la maggior parte dei metalli, eccetto mercurioIl processo di estrazione dell'oro a base di tiourea ha un'elevata selettività per l'oro. Può estrarre efficacemente l'oro da minerali complessi contenenti varie impurità metalliche, riducendo l'interferenza delle impurità nel processo di estrazione.

4. Post-trattamento più semplice della soluzione: Dopo il processo di estrazione dell'oro, la soluzione contenente tiourea è relativamente facile da trattare. Ad esempio, nella fase di recupero dell'oro, l'uso di metodi di sostituzione del metallo o di elettroestrazione può separare l'oro dalla soluzione con relativa facilità, e la soluzione rimanente può essere ulteriormente trattata per ridurre l'inquinamento ambientale.

Conclusione

Il processo di estrazione dell'oro con tiourea è un metodo promettente nel campo dell'estrazione aurifera. Comprendendone i principi, le fasi operative, i fattori che lo influenzano e i vantaggi, le aziende minerarie e i ricercatori possono ottimizzare il processo per migliorare l'efficienza di estrazione dell'oro, ridurre i costi e minimizzare l'impatto ambientale. Sebbene vi siano ancora alcune sfide da affrontare, come l'ottimizzazione del consumo di tiourea e il miglioramento della stabilità del processo in diverse condizioni del minerale, la continua ricerca e innovazione in questo settore promuoveranno sicuramente l'ulteriore sviluppo e applicazione del processo di estrazione dell'oro con tiourea.