ციანიდის ხსნარიდან ოქროს პირდაპირი ელექტრომორევა

შესავალი

ციანიზაცია დიდი ხანია მადნებიდან ოქროს მოპოვების ძირითად მეთოდს წარმოადგენს. ციანიდით გამორეცხვის პროცესის შემდეგ, ოქრო ციანიდის ხსნარში გვხვდება , რომელიც ცნობილია როგორც დალექილი გამორეცხვის ხსნარი. ტრადიციულად, ამ ხსნარიდან ოქროს მისაღებად გამოიყენება ისეთი მეთოდები, როგორიცაა ნახშირბადის ადსორბცია (მაგალითად, ნახშირბადი სვეტში - CIC პროცესი) და თუთიის ცემენტაცია (მერილ კროუს პროცესი). თუმცა, ციანიდის ხსნარებიდან პირდაპირი ელექტრომოპოვება პერსპექტიულ ალტერნატივად იქცა, რომელიც რამდენიმე უპირატესობას გვთავაზობს ეფექტურობის, ღირებულებისა და გარემოზე ზემოქმედების თვალსაზრისით.

პირდაპირი ელექტრომომარაგების პრინციპი

პირდაპირი ელექტრომოპოვება ელექტროქიმიური პროცესია. ციანიდის ხსნარებიდან ოქროს მოპოვების კონტექსტში , როდესაც ელექტრული დენი გადის ციანიდის ხსნარში, რომელიც შეიცავს ოქროს აუროციანიდის კომპლექსების ( Au(CN)_2^- ) სახით , ელექტროდებზე ხდება შემდეგი რეაქციები:

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

ოქროს იონები ავროციანიდის კომპლექსში იძენენ ელექტრონს და დეპონირდება მეტალის ოქროს სახით კათოდის ზედაპირზე.

• ანოდზე : პირობებიდან გამომდინარე, შეიძლება მოხდეს წყლის ან ხსნარში სხვა სახეობების დაჟანგვა. მაგალითად, 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-

პირდაპირი ელექტრომომარაგების უპირატესობები

1. სიმარტივე : მრავალსაფეხურიან პროცესებთან შედარებით, როგორიცაა ნახშირბადის ადსორბცია, რასაც მოჰყვება ელუცია და ელექტრომოპოვება (CIC-ის შემთხვევაში), პირდაპირი ელექტრომოპოვება ამცირებს ერთეულოვანი ოპერაციების რაოდენობას. ეს ამარტივებს პროცესის მთლიან ნაკადს, აადვილებს მის მუშაობას და მოვლას.

2. ეკონომიურობა : პროცესის ნაკლები ეტაპის გათვალისწინებით, არსებობს კაპიტალური და საოპერაციო ხარჯების შემცირების პოტენციალი. არ არის საჭირო დიდი მასშტაბის ნახშირბადის რეგენერაციის ობიექტებში ინვესტირება (როგორც CIC-ში) ან დიდი რაოდენობით თუთიის ფხვნილის შეძენა (როგორც Merrill Crowe-ს პროცესში).

3. მაღალი სისუფთავის პროდუქტი : ოქროს პირდაპირმა ელექტროდეპონირებამ შეიძლება გამოიწვიოს მაღალი სისუფთავის ოქროს ნალექი კათოდზე. ამან შეიძლება შეამციროს ინტენსიური რაფინირების პროცესების საჭიროება წარმოების შემდგომ ეტაპზე, რაც კიდევ უფრო დაზოგავს ხარჯებს.

4. გარემოსდაცვითი სარგებელი : Merrill Crowe-ს პროცესში თუთიის გამოყენების გაუქმებით, თუთიის შემცველი ნარჩენების წარმოქმნა მცირდება. გარდა ამისა, პროცესის გამარტივებამ შესაძლოა ქიმიური ნივთიერებების საერთო გამოყენებისა და ნარჩენების წარმოქმნის შემცირება გამოიწვიოს.

პროცესის მოსაზრებები

1. ხსნარის კონცენტრაცია : ციანიდის ხსნარში ოქროს კონცენტრაცია გადამწყვეტი ფაქტორია. მიუხედავად იმისა, რომ პირდაპირი ელექტრომოპოვება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ოქროს კონცენტრაციის ფართო დიაპაზონის მქონე ხსნარებში, უფრო მაღალი კონცენტრაციები, როგორც წესი, უფრო სწრაფ დეპონირების სიჩქარეს იწვევს. თუმცა, ოქროს ძალიან მაღალი კონცენტრაციების შემთხვევაში, ერთგვაროვანი დეპონირების უზრუნველსაყოფად, შეიძლება საჭირო გახდეს ელექტროდების სპეციალური დიზაინი.

2. ელექტროდის მასალები : ელექტროდის მასალების შერჩევა მნიშვნელოვანია. კათოდის მასალად ხშირად გამოიყენება უჟანგავი ფოლადის ბამბა მისი მაღალი ზედაპირის ფართობის გამო, რაც ოქროს ეფექტურად დალექვის საშუალებას იძლევა. ანოდისთვის უპირატესობა ენიჭება მასალებს, რომლებიც ციანიდის ხსნარში კოროზიის მიმართ მდგრადია, როგორიცაა განზომილებით სტაბილური ანოდები (DSA).

3. pH და ტემპერატურა : ციანიდის ხსნარის pH-ის ფრთხილად კონტროლია საჭირო. ციანიდის დაშლის თავიდან ასაცილებლად, როგორც წესი, შენარჩუნებულია ოდნავ ტუტე pH. ხსნარის ტემპერატურას ასევე შეუძლია გავლენა მოახდინოს ელექტრომოპოვების სიჩქარეზე, უფრო მაღალი ტემპერატურა ზოგადად ზრდის რეაქციის სიჩქარეს, მაგრამ ასევე პოტენციურად ზრდის ციანიდის დაშლის რისკს.

პროცესის ნაკადი

1. ხსნარის მომზადება : გროვის გამორეცხვის ან სხვა ციანიზაციის პროცესებიდან მიღებული ციანიდის გამორეცხვის ხსნარი თავდაპირველად გადის წინასწარ დამუშავებას. ეს შეიძლება მოიცავდეს ფილტრაციას შეწონილი მყარი ნაწილაკების მოსაშორებლად, რადგან მათ შეუძლიათ ხელი შეუშალონ ელექტრომოპოვების პროცესს და გამოიწვიონ მოკლე ჩართვა ელექტროდებს შორის.

2. ელექტრომოპოვების უჯრედი : წინასწარ დამუშავებული ხსნარი შემდეგ მიეწოდება ელექტრომოპოვების უჯრედს. უჯრედი აღჭურვილია ანოდით და კათოდით. ​​ელექტრული დენის გამოყენებისას, ოქრო იწყებს კათოდზე დალექვას.

3. ოქროს აღდგენა : მას შემდეგ, რაც კათოდზე საკმარისი რაოდენობის ოქრო დაილექება, კათოდი ამოღებულია უჯრედიდან. კათოდის მასალის ბუნებიდან გამომდინარე, ოქროს კათოდიდან მოშორება შესაძლებელია მექანიკურად ან ქიმიურად. მოშორებული ოქრო შემდეგ კიდევ უფრო რაფინირდება მაღალი სისუფთავის ოქროს მისაღებად.

გამოწვევები და მომავალი მსოფლმხედველობა

1. ციანიდის მართვა : მიუხედავად იმისა, რომ პირდაპირი ელექტრომოპოვება უპირატესობებს გვთავაზობს, ოქროს მოპოვების პროცესში ციანიდის გამოყენება მაინც ქმნის გარემოსდაცვით და უსაფრთხოების რისკებს. სამომავლო კვლევები შესაძლოა ფოკუსირებული იყოს პირდაპირი ელექტრომოპოვების ალტერნატიულ, ნაკლებად ტოქსიკურ გამორეცხვის მეთოდებთან ინტეგრირებაზე.

2. ენერგიის მოხმარება : ელექტრომოპოვების პროცესი მოითხოვს ელექტროენერგიის მნიშვნელოვან რაოდენობას. უფრო ენერგოეფექტური ელექტროდების მასალებისა და უჯრედების დიზაინის შემუშავება აქტიური კვლევის სფეროა.

3. მასშტაბირება : ნებისმიერი ახალი ტექნოლოგიის მსგავსად, პირდაპირი ელექტრომოპოვების ლაბორატორიული მასშტაბიდან სამრეწველო მასშტაბის ოპერაციებზე გადასვლის მასშტაბირება ფრთხილად უნდა იყოს ოპტიმიზირებული, რათა უზრუნველყოფილი იყოს თანმიმდევრული მუშაობა და ეკონომიურობა.

ციანიდის ხსნარებიდან ოქროს პირდაპირი ელექტრომოპოვება ოქროს მოპოვების ინდუსტრიაში მნიშვნელოვან ტექნოლოგიურ წინსვლას წარმოადგენს. არსებული გამოწვევების გადასაჭრელად შემდგომი კვლევისა და განვითარების შედეგად, მას აქვს პოტენციალი, უახლოეს მომავალში ოქროს მოპოვების დომინანტურ მეთოდად იქცეს.