ციანიდის ხსნარიდან ოქროს პირდაპირი ელექტრომორევა

შესავალი

ციანიდაცია დიდი ხანია იყო მადნებიდან ოქროს მოპოვების ძირითადი მეთოდი. მას შემდეგ, რაც ციანიდი გაჟონვის პროცესში, ოქრო იმყოფება ციანიდის ხსნარი, ცნობილია როგორც ორსული სარეცხი ხსნარი. ტრადიციულად, მეთოდები, როგორიცაა ნახშირბადის ადსორბცია (როგორიცაა Carbon-in-Column - CIC პროცესი) და თუთიის ცემენტაცია (Merrill Crowe პროცესი) გამოიყენება ამ ხსნარიდან ოქროს მოსაპოვებლად. თუმცა, ციანიდის ხსნარებიდან პირდაპირი ელექტრომოგება გამოჩნდა, როგორც პერსპექტიული ალტერნატივა, რომელიც გთავაზობთ რამდენიმე უპირატესობას ეფექტურობის, ღირებულებისა და გარემოზე ზემოქმედების თვალსაზრისით.

პირდაპირი ელექტრომომარაგების პრინციპი

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

• 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 დაჟანგვა ან ხსნარში სხვა სახეობების დაჟანგვა. მაგალითად, 2H_2O \მარჯვენა ისარი O_2 + 4H^+ + 4e^-

პირდაპირი ელექტრომომარაგების უპირატესობები

1. სიმარტივის: მრავალსაფეხურიან პროცესებთან შედარებით, როგორიცაა ნახშირბადის ადსორბცია, რასაც მოჰყვება გამორეცხვა და ელექტრომოგება (CIC-ის შემთხვევაში), პირდაპირი ელექტრომოგება ამცირებს ერთეულის ოპერაციების რაოდენობას. ეს ამარტივებს პროცესის მთლიან ნაკადს, რაც ამარტივებს მუშაობას და შენარჩუნებას.

2. ღირებულება - ეფექტურობა: ნაკლები პროცესის საფეხურებით, არსებობს დაბალი კაპიტალისა და საოპერაციო ხარჯების პოტენციალი. არ არის საჭირო ფართომასშტაბიანი ნახშირბადის რეგენერაციის ობიექტებში ინვესტირება (როგორც CIC-ში) ან დიდი რაოდენობით თუთიის ფხვნილის შეძენა (როგორც Merrill Crowe-ის პროცესში).

3. მაღალი სისუფთავის პროდუქტი: ოქროს პირდაპირ ელექტროდეპონირებამ შეიძლება გამოიწვიოს მაღალი სისუფთავის ოქროს დეპოზიტი კათოდზე. ამან შეიძლება შეამციროს ფართო გადამუშავების პროცესების საჭიროება ქვედა დინების მიმართულებით, რაც კიდევ უფრო დაზოგავს ხარჯებს.

4. გარემოსდაცვითი სარგებელი: Merrill Crowe-ის პროცესში თუთიის გამოყენების გამორიცხვით, ნაკლებია თუთიის შემცველი ნარჩენების წარმოქმნა. გარდა ამისა, პროცესის გამარტივებამ შეიძლება გამოიწვიოს ქიმიკატების საერთო მოხმარებისა და ნარჩენების წარმოქმნის შემცირება.

პროცესის მოსაზრებები

1. ხსნარის კონცენტრაცია: ოქროს კონცენტრაცია ციანიდის ხსნარში გადამწყვეტი ფაქტორია. მიუხედავად იმისა, რომ პირდაპირი ელექტრომოგება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ხსნარებზე, რომლებსაც აქვთ ოქროს კონცენტრაციის ფართო სპექტრი, უფრო მაღალი კონცენტრაცია ზოგადად იწვევს უფრო სწრაფ დეპონირებას. თუმცა, ოქროს ძალიან მაღალ კონცენტრაციას შეიძლება დასჭირდეს ელექტროდების სპეციალური დიზაინი, რათა უზრუნველყოს ერთიანი დეპონირება.

2. ელექტროდის მასალები: ელექტროდის მასალების არჩევანი მნიშვნელოვანია. უჟანგავი ფოლადის ბამბა ხშირად გამოიყენება როგორც კათოდური მასალა მისი მაღალი ზედაპირის ფართობისთვის, რაც იძლევა ოქროს ეფექტური დეპონირების საშუალებას. ანოდისთვის სასურველია მასალები, რომლებიც მდგრადია კოროზიის მიმართ ციანიდის ხსნარში, როგორიცაა განზომილებიანი სტაბილური ანოდები (DSA).

3. pH და ტემპერატურა: ციანიდის ხსნარის pH საჭიროებს გულდასმით კონტროლს. ოდნავ ტუტე pH ჩვეულებრივ შენარჩუნებულია ციანიდის დაშლის თავიდან ასაცილებლად. ხსნარის ტემპერატურამ ასევე შეიძლება გავლენა მოახდინოს ელექტრომომარაგების სიჩქარეზე, უფრო მაღალი ტემპერატურა ზოგადად ზრდის რეაქციის სიჩქარეს, მაგრამ ასევე პოტენციურად ზრდის ციანიდის დაშლის რისკს.

პროცესის ნაკადი

1. ხსნარის მომზადება: ორსული ციანიდის გამორეცხვის ხსნარი გროვის გამორეცხვის ან ციანიდაციის სხვა პროცესებიდან ჯერ ექვემდებარება წინასწარ დამუშავებას. ეს შეიძლება მოიცავდეს ფილტრაციას შეჩერებული მყარი ნივთიერებების მოსაშორებლად, რადგან ამან შეიძლება ხელი შეუშალოს ელექტრომომარაგების პროცესს და გამოიწვიოს ელექტროდებს შორის მოკლე ჩართვა.

2. Electrowinning Cell: წინასწარ დამუშავებული ხსნარი შემდეგ იკვებება ელექტრომომარაგების უჯრედში. უჯრედი აღჭურვილია ანოდით და კათოდით. ელექტრული დენის გამოყენებისას ოქრო იწყებს დეპონირებას კათოდზე.

3. ოქროს აღდგენა: როგორც კი საკმარისი რაოდენობის ოქრო დაიდება კათოდზე, კათოდი ამოღებულია უჯრედიდან. ოქრო შეიძლება მოიხსნას კათოდიდან მექანიკურად ან ქიმიურად, რაც დამოკიდებულია კათოდური მასალის ბუნებაზე. გაშიშვლებული ოქრო შემდგომი დახვეწა ხდება მაღალი სისუფთავის ოქროს მისაღებად.

გამოწვევები და მომავალი მსოფლმხედველობა

1. ციანიდის მართვამიუხედავად იმისა, რომ პირდაპირი ელექტრომოგება უპირატესობებს გვთავაზობს, ციანიდის გამოყენება მთლიანი ოქროს მოპოვების პროცესში მაინც იწვევს გარემოსდაცვითი და უსაფრთხოების რისკებს. მომავალი კვლევა შეიძლება ფოკუსირებული იყოს პირდაპირი ელექტროგადაცემის ინტეგრირებაზე ალტერნატიულ, ნაკლებად ტოქსიკურ გამორეცხვის მეთოდებთან.

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

3. Scalability: როგორც ნებისმიერი განვითარებადი ტექნოლოგიის შემთხვევაში, პირდაპირი ელექტრული მოგების სკალირება ლაბორატორიული მასშტაბიდან სამრეწველო მასშტაბის ოპერაციებამდე საჭიროებს საგულდაგულოდ ოპტიმიზებას, რათა უზრუნველყოფილი იყოს თანმიმდევრული შესრულება და ხარჯების ეფექტურობა.

ციანიდის ხსნარებიდან ოქროს პირდაპირი ელექტრომოპოვება წარმოადგენს მნიშვნელოვან ტექნოლოგიურ წინსვლას ოქროს მოპოვების ინდუსტრიაში. არსებული გამოწვევების გადასაჭრელად შემდგომი კვლევისა და განვითარების შემთხვევაში, მას აქვს პოტენციალი გახდეს დომინანტური მეთოდი ოქროს აღდგენა უახლოეს მომავალში.