Алтынды цианидтеу процесіне қорғасын тұздарының активтену және пассивация әсері

кіріспе

Алтынды цианидтеу – кен өндіру өнеркәсібінде оның кендерінен алтын алу үшін кеңінен қолданылатын процесс. Кейбір химиялық заттардың қосылуы бұл процестің тиімділігіне айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Бұл қоспалардың ішінде Қорғасын тұздары іске қосу және өшіру сияқты күрделі әсерлерді көрсетті Алтынды цианидтеу реакция. Бұл әсерлерді түсіну оңтайландыру үшін өте маңызды Алтын алу процестерді, шығындарды азайту және қоршаған ортаға әсерді азайту.

Алтынды цианидтеу процесінің негіздері

Макартур-Форрест процесі деп те аталатын алтынды цианидтеу, алтынның реакциясын қамтиды цианид оттегінің қатысуымен иондар. Бұл химиялық реакция алтынның рудалық матрицадан ерітіндіге еріп кетуіне мүмкіндік береді, бұл оның кейінгі қалпына келуіне мүмкіндік береді. Дегенмен, кенде әртүрлі қоспалардың болуы және реакция жағдайлары алтынның қаншалықты тез және толық еруіне әсер етуі мүмкін.

Қорғасын тұздарының белсендіру әсерлері

Белсендіру механизмі

Электрохимиялық реакциялардағы каталитикалық рөл

Қорғасын тұздары алтынды цианидтеу процесінде катализатор ретінде әрекет ете алады. Төмен шамадан тыс потенциалды аймақта (– 0.35 В қарсы Ag/AgCl) қорғасын тұзын қосу цианид ерітінділеріндегі алтынды сілтілеу процесін жылдамдататыны көрсетілген. Циклдік вольтамметрия (ЦВ) тәжірибелері қорғасынның алтын бетінде болатын электрохимиялық реакцияларға қатысатынын көрсетеді. Цианидтеу жағдайында алтын қорғасынмен қорытпалар түзеді. Бұл қорытпалар алтынның бетінде тотығу және тотықсыздану реакциялары бір уақытта жүретін кішкентай электрохимиялық жасушаларды жасайды. Алтын қорытпасының интерфейсіндегі тотығу реакциясы алтынның ыдырауына ықпал етеді, ал қалпына келтіру реакциясы ерітіндідегі оттегі немесе басқа тотықтырғыш заттарды қамтиды. Бұл электрохимиялық әрекет алтынның еруінің жалпы жылдамдығын айтарлықтай жылдамдатады.

Қоспалар реакцияларының тежелуі

Құрамында мыс және басқа қоспалар бар кендерде қорғасын тұздары пайдалы рөл атқарады. Кендегі мыс минералдары цианид пен оттегін тұтына алады, алтын – циандау реакциясымен бәсекелеседі. Қорғасын тұздары мыс иондарымен немесе құрамында мыс бар минералдармен әрекеттесіп, мыс минералдарының еруіне жол бермейтін ерімейтін қосылыстар түзеді. Бұл мыс тұтынатын цианид мөлшерін азайтып, алтын-цианидтеу реакциясы үшін көбірек цианид қалдырады және осылайша алтынды сілтілеу жылдамдығын арттырады. Құрамында жоғары мыс алтыны бар кендерде қорғасын тұздарын қосу алтынның еруі үшін қолайлы қатынасты сақтай отырып, цианид ерітіндісінде еріген мыс мөлшерін азайтатыны байқалды.

Іске қосудың эксперименттік дәлелі

Зертханалық және өндірістік зерттеулер де растады Белсендіру эффектісіқорғасын тұздары. Бір зерттеуде құрамында 0.25% галенасы бар алтыны бар рудаға қорғасын тұзын қосу алтынның шаймалану жылдамдығын едәуір жақсартты. Өнеркәсіптік тәжірибелер де бұл тұжырымдарды растайды. Кейбір алтын кеніштерінде рудалардың белгілі бір түрлерін өңдеу кезінде қорғасын тұздарын дұрыс мөлшерде қосу алтынның шығынын азайтты. Натрий цианиді 12 кг/т-дан 5 кг/т-ға дейін төмендеді және алтын алу жылдамдығын 98%-дан астамға дейін ұлғайтты.

Қорғасын тұздарының деактивациялау әсері

Өшіру шарттары

Силикатты және белгілі бір қорғасын – подшипникті минералдардың болуы

Белгілі бір жағдайларда, әсіресе силикат және спецификалық қорғасыны бар минералдар болған жағдайда, қорғасынды қосу алтынның тотығуын бәсеңдетуі мүмкін. – 0.35 В потенциалында (Ag/AgCl-ге қарсы) алтынның еру жылдамдығы төмендейді. Нақты себебі күрделі, бірақ ол цианид иондары мен оттегінің алтынға жетуіне кедергі келтіретін беткі қабықшалардың пайда болуын немесе қорғасын заттардың алтын бетімен әрекеттесуін қамтуы мүмкін. Мысалы, кейбір қорғасыны бар минералдар цианид ерітіндісімен әрекеттесіп, алтынның бетін жауып тұратын қосылыстар түзеді, бұл циандау реакциясының қалыпты жүруіне кедергі жасайды.

Жоғары – күкірт кендері

Жоғары күкіртті кендерде қорғасынды қосу пайдалы болмауы мүмкін және тіпті деактивацияға әкелуі мүмкін. Рудадағы күкірт мөлшері жоғары болса, цианидтеу процесінде сульфидті минералдар элементтік күкіртке дейін тотығады. Бұл элементтік күкірт алтынның бетінде оның цианид – оттегі ерітіндісімен әрекеттесуіне жол бермейтін қабат түзеді. Қорғасын сульфидті минералдардың күкіртке дейін тотығуына ықпал етіп, алтынның цианидтену реакциясын одан әрі тежеп, алтынның еру жылдамдығының айтарлықтай төмендеуіне әкелуі мүмкін.

Деактивацияның аналитикалық дәлелі

Рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (XPS) талдауы деактивация әсерінің дәлелін береді. Қорғасынды қосу арқылы жоғары күкіртті кенді цианидтеу процестерінің үлгілерінде XPS спектрлері алтын бетінде пассивтенетін күкірт қабатының түзілуін көрсететін күкірт бар заттардың болуын көрсетеді. Электрохимиялық сынақтар да алтынның тотығу жылдамдығының силикатты және қорғасыны бар минералдар болған кезде төмендейтінін растайды.

Іске қосу және өшіру арасындағы тепе-теңдікке әсер ететін факторлар

Қорғасын тұздарының концентрациясы

Циандау жүйесіне қосылатын қорғасын тұздарының мөлшері өте маңызды. Төмен концентрацияларда қорғасын тұздары әдетте алтынның еруіне ықпал ететін белсендіруші әсерге ие. Бірақ егер концентрация тым жоғары болса, бұл деактивацияны тудыратын шамадан тыс реакция өнімдерінің пайда болуына әкелуі мүмкін. Мысалы, қорғасын иондарының шамадан тыс жоғары концентрациясы алтынның бетін жабатын және цианидтеу реакциясын тоқтататын қорғасын – цианидті кешендердің тұнбасына әкелуі мүмкін.

Кен құрамы

Сульфидті минералдардың, силикаттардың және басқа қоспалардың түрлері мен мөлшерін қоса алғанда, кеннің құрамы қорғасын тұздарының активатор немесе деактиватор ретінде әрекет ететінін анықтайды. Жоғары күкіртті рудалардағы пирит сияқты кейбір сульфидті минералдардың жоғары мөлшері бар рудалар қорғасын қосылған кезде деактивацияға ұшырау ықтималдығы жоғары. Керісінше, мыс минералдарының айтарлықтай мөлшері бар рудалар қорғасын тұздарының белсендіру әсерін пайдалана алады.

Реакция шарттары

Температура, рН және ерітіндідегі оттегі мен цианид концентрациясы сияқты реакция жағдайлары да қорғасын тұздарының белсендіру және деактивация әсерлеріне әсер етеді. Жоғары температура қорғасынға қатысты пайдалы және зиянды реакцияларды тездетуі мүмкін. Ерітіндінің рН мәні қорғасынның және басқа металл иондарының бар болуына әсер етіп, олардың алтынмен және басқа минералдармен әрекеттесуіне әсер етеді. Алтын – циандау реакциясы қалыпты жүруі үшін оттегінің жеткілікті концентрациясы қажет, ал қорғасын тұздары жағдайға байланысты оттегімен әртүрлі тәсілдермен әрекеттесе алады, реакцияны күшейтеді немесе тежейді.

қорытынды

Қорғасын тұздары алтынды цианидтеу процесіне белсендіру және дезактивациялау әсерін тигізеді. Электрохимиялық реакцияларды катализдеу және қоспалардың кедергісін азайту сияқты белсендіру әсерлері алтын алу тиімділігін айтарлықтай жақсарта алады. Алайда, белгілі бір жағдайларда, мысалы, силикат, ерекше қорғасын құрайтын минералдар немесе жоғары күкіртті рудалар болған кезде, қорғасын тұздары алтынның тотығуын баяулату немесе алтын бетінде блоктау қабаттарын қалыптастыру арқылы деактивацияны тудыруы мүмкін. Осы әсерлерге әсер ететін факторларды, соның ішінде қорғасын тұзының концентрациясын, кен құрамын және реакция жағдайларын түсіну қорғасын тұздарын алтынды цианидтеуде сәтті пайдалану үшін өте маңызды. Осы факторларды мұқият бақылай отырып, тау-кен өнеркәсібі алтын өндіруді оңтайландыруға, реагенттерді тұтынуды азайтуға, табыстылықты арттыруға және қоршаған ортаға тигізетін әсерін барынша азайтуға болады. Болашақ зерттеулер әртүрлі кен өңдеу жағдайларында қорғасын тұзының әрекетін болжау үшін дәлірек үлгілерді жасауға және деактивация әсерлеріне қарсы тұрудың жаңа жолдарын табуға бағытталуы мүмкін.