Elettroestrazione diretta dell'oro dalla soluzione di cianuro

Introduzione

La cianurazione è da tempo il metodo principale per estrarre l'oro dai minerali. Dopo la cianuro processo di lisciviazione, l'oro è presente nel soluzione di cianuro, nota come soluzione di lisciviazione gravida. Tradizionalmente, metodi come Carbonio L'adsorbimento (come il processo Carbon-in-Column - CIC) e la cementazione con zinco (processo Merrill Crowe) sono stati utilizzati per recuperare l'oro da questa soluzione. Tuttavia, l'elettrolisi diretta da soluzioni di cianuro si è affermata come un'alternativa promettente, offrendo diversi vantaggi in termini di efficienza, costi e impatto ambientale.

Il principio dell'elettrovincita diretta

L'elettrovincita diretta è un processo elettrochimico. Nel contesto di estrazione dell'oro da soluzioni di cianuro, quando una corrente elettrica viene fatta passare attraverso la soluzione di cianuro contenente oro sotto forma di complessi di aurocianuro (Au(CN)_2^-), agli elettrodi si verificano le seguenti reazioni:

• Al catodo: Au(CN)_2^- + e^- \rightarrow Au + 2CN^-

Gli ioni d'oro nel complesso dell'aurocianuro acquistano un elettrone e si depositano come oro metallico sulla superficie del catodo.

• All'anodo: A seconda delle condizioni, può verificarsi l'ossidazione dell'acqua o l'ossidazione di altre specie nella soluzione. Ad esempio, 2H_2O \freccia destra O_2 + 4H^+ + 4e^-

Vantaggi dell'elettrovincita diretta

1. Semplicità: Rispetto ai processi multi-step come l'adsorbimento del carbonio seguito da eluizione ed elettrovincita (nel caso del CIC), l'elettrovincita diretta riduce il numero di operazioni unitarie. Ciò semplifica il flusso complessivo del processo, rendendolo più facile da usare e mantenere.

2. Rapporto costo-efficacia: Con meno fasi di processo, c'è il potenziale per costi di capitale e operativi inferiori. Non c'è bisogno di investire in impianti di rigenerazione del carbonio su larga scala (come nel CIC) o di acquistare grandi quantità di polvere di zinco (come nel processo Merrill Crowe).

3. Prodotto ad alta purezza: L'elettrodeposizione diretta dell'oro può dare origine a un deposito di oro ad alta purezza sul catodo. Ciò può ridurre la necessità di estesi processi di raffinazione a valle, con un ulteriore risparmio sui costi.

4. Benefici ambientali: Eliminando l'uso di zinco nel processo Merrill Crowe, si genera meno rifiuti contenenti zinco. Inoltre, la semplificazione del processo può portare a una riduzione dell'uso complessivo di sostanze chimiche e della generazione di rifiuti.

Considerazioni sul processo

1. Concentrazione della soluzione: La concentrazione di oro nella soluzione di cianuro è un fattore cruciale. Mentre l'elettrovincita diretta può essere applicata a soluzioni con un'ampia gamma di concentrazioni di oro, concentrazioni più elevate generalmente determinano velocità di deposizione più elevate. Tuttavia, concentrazioni di oro molto elevate potrebbero richiedere speciali design degli elettrodi per garantire una deposizione uniforme.

2. Materiali degli elettrodi: La scelta dei materiali degli elettrodi è importante. La lana di acciaio inossidabile è spesso utilizzata come materiale del catodo per la sua elevata area superficiale, che consente un'efficiente deposizione dell'oro. Per l'anodo, sono preferiti materiali resistenti alla corrosione nella soluzione di cianuro, come gli anodi dimensionalmente stabili (DSA).

3. pH e temperatura: Il pH della soluzione di cianuro deve essere attentamente controllato. Un pH leggermente alcalino è in genere mantenuto per prevenire la decomposizione del cianuro. Anche la temperatura della soluzione può influenzare la velocità di elettroestrazione, con temperature più elevate che generalmente aumentano la velocità di reazione ma aumentano anche potenzialmente il rischio di decomposizione del cianuro.

Flusso di processo

1. Preparazione della soluzione: La soluzione di lisciviazione di cianuro gravida proveniente dalla lisciviazione in cumulo o da altri processi di cianurazione viene prima sottoposta a pretrattamento. Ciò può comportare la filtrazione per rimuovere i solidi sospesi, in quanto possono interferire con il processo di elettroestrazione e causare cortocircuiti tra gli elettrodi.

2. Cella di elettrovincita: La soluzione pretrattata viene quindi immessa nella cella di elettroestrazione. La cella è dotata di un anodo e di un catodo. Quando viene applicata una corrente elettrica, l'oro inizia a depositarsi sul catodo.

3. Recupero dell'oro: Una volta che una quantità sufficiente di oro è stata depositata sul catodo, il catodo viene rimosso dalla cella. L'oro può essere rimosso dal catodo meccanicamente o chimicamente, a seconda della natura del materiale del catodo. L'oro rimosso viene quindi ulteriormente raffinato per ottenere oro ad alta purezza.

Sfide e prospettive future

1. Gestione del cianuro: Sebbene l'elettroestrazione diretta offra vantaggi, l'uso del cianuro nel processo complessivo di estrazione dell'oro pone comunque rischi per l'ambiente e la sicurezza. La ricerca futura potrebbe concentrarsi sull'integrazione dell'elettroestrazione diretta con metodi di lisciviazione alternativi e meno tossici.

2. Consumo di energia: Il processo di elettrovincita richiede una notevole quantità di energia elettrica. Lo sviluppo di materiali per elettrodi e design di celle più efficienti dal punto di vista energetico è un'area di ricerca attiva.

3. Scalabilità:Come per qualsiasi tecnologia emergente, il passaggio dall'elettroestrazione diretta su scala di laboratorio a quella industriale deve essere attentamente ottimizzato per garantire prestazioni costanti e un rapporto costi-efficacia ottimale.

L'elettroestrazione diretta dell'oro da soluzioni di cianuro rappresenta un significativo progresso tecnologico nel settore dell'estrazione dell'oro. Con ulteriori ricerche e sviluppi per affrontare le sfide esistenti, ha il potenziale per diventare un metodo dominante per recupero dell'oro nel prossimo futuro.