Тиокарбамид алтынын алу процесі: принциптері, операциялары және қарастырулары

кіріспе

Алтын өндіру тау-кен және бағалы металдар өнеркәсібіндегі шешуші процесс болып табылады. Әртүрлі экстракция әдістерінің ішінде ТиореяАлтын алу үдерісіне соңғы жылдары ерекше назар аударылды. Химиялық формуласы \(SCN_2H_4\) тиокарбамид осы процесте маңызды рөл атқаратын органикалық қосылыс болып табылады. Бұл блог жазбасы тиомочевина алтынын алу процесін жан-жақты зерттейді, оның принциптерін, операциялық қадамдарын, әсер етуші факторларды және дәстүрлі әдістермен салыстырғанда артықшылықтарын қамтиды.

Тиокарбамид алтынын алу принциптері

Тиокарбамидті алтынды алудың негізгі принципі оның қышқыл ортада алтын иондарымен тұрақты комплекстер түзу қабілетінде жатыр. Тотықтырғыштың қатысуымен кендегі алтын тотықтырады, содан кейін тиокарбамидпен әрекеттесіп, еритін алтын-тиокарбамид комплекстерін түзеді. Бұл процесте ең көп қолданылатын тотықтырғыштар - темір (III) иондары және еріген оттегі.

Тиокарбамид қышқыл ерітінділерде салыстырмалы түрде тұрақты, бұл экстракция процесін қамтамасыз ететін негізгі фактор болып табылады. Қышқыл ортада тиокарбамид металл катиондары бар күрделі иондар қатарын құра алады. Алайда, қоспағанда MERCURY, тиокарбамид комплекс иондарының басқа металдармен тұрақтылығы салыстырмалы түрде төмен. Бұл қасиет тиокарбамид негізіндегі алтын алуды алтынға жоғары селективтілікті береді.

Тиокарбамид алтынын алу процесіндегі операциялық қадамдар

Кенді дайындау

Тиокарбамид алтынын алу процесінің бірінші кезеңі кенді дайындау болып табылады. Тиокарбамид ерітіндісімен жақсы жанасу үшін бетінің ауданын ұлғайту үшін кенді ұсақтау және тиісті бөлшектер өлшеміне дейін ұнтақтау қажет. Әдетте, бөлшектердің мөлшері неғұрлым ұсақ болса, руда мен тиокарбамид ерітіндісі арасындағы реакция жылдамдығы соғұрлым жоғары болады. Дегенмен, өте жұқа ұнтақтау энергияны тұтынудың жоғарылауы және кейіннен қатты - сұйықтықты бөлу кезінде қиындықтар сияқты кейбір жағымсыз әсерлерді де әкелуі мүмкін.

Тиокарбамидті шаймалау

Кенді дайындағаннан кейін ұнтақталған кенді құрамында тиокарбамид бар ерітіндімен араластырады. Тиомочевина сілтілі ерітінділерде тұрақсыз болғандықтан және сульфидтер мен аминотектерге оңай ыдырайды.цианидтер, шаймалау ерітіндісі әдетте тиокарбамидтің сұйылтылған күкірт қышқылы ерітіндісі болып табылады. Целлюлозаның жергілікті қызып кетуіне жол бермеу үшін алдымен қышқылды, содан кейін тиомочевинаны қосу маңызды, бұл тиокарбамид гидролизін тудыруы және оның тиімділігін төмендетуі мүмкін.

Кезде Шаймалау процесі, тиокарбамид концентрациясы, тотықтырғыштың түрі мен мөлшері, ерітіндінің рН мәні, пульпа температурасы және шаймалау уақыты сияқты факторлардың барлығы алтынды сілтілеу жылдамдығына айтарлықтай әсер етеді. Мысалы, алтынды сілтісіздендіру жылдамдығы, әдетте, тиокарбамид концентрациясының жоғарылауымен артады, бірақ тиокарбамидтің шамадан тыс көп болуы шығындардың өсуіне және ықтимал экологиялық проблемаларға әкелуі мүмкін. Ортаның рН мәні тиокарбамид концентрациясына байланысты. Қалыпты температура мен тиокарбамид дозалау жағдайында ортаның рН мәні 1.5-тен төмен болғаны дұрыс. Бірақ қышқылдық тым жоғары болмауы керек, әйтпесе ол кендегі қышқылда еритін қоспалардың мөлшерін арттырады.

Қатты – сұйықты бөлу

Шаймалау процесінен кейін құрамында алтын-тиокарбамид комплекстері бар жүкті ерітіндіні қатты қалдықтардан бөлу үшін қатты - сұйықты бөлу жүргізіледі. Қатты – сұйықты бөлудің жалпы әдістеріне сүзу және тұндыру жатады. Бөлу әдісін таңдау кеннің табиғаты, қатты заттың бөлшектерінің өлшемі және операция масштабы сияқты факторларға байланысты. Қатты сұйықтықты тиімді бөлу жүкті ерітіндінің сапасын қамтамасыз ету және кейінгі алтын алу операцияларын жеңілдету үшін өте маңызды.

Жүкті ерітіндіден алтынды қалпына келтіру

Қатты – сұйықты бөлуден кейін алынған жүкті ерітіндіден алтынды алудың бірнеше әдістері бар. Екі кең таралған әдіс - металды ауыстыру және электрмен жеңу.

Металды ауыстыру: Ерітіндідегі алтын-тиокарбамид кешеніндегі алтынды алмастыру үшін темір және алюминий сияқты металдарды тотықсыздандырғыш ретінде пайдалануға болады. Ауыстырылған алтын қатты тұнба түзеді, оны одан әрі өңдеп, таза алтын алуға болады.

Электровиннинг: Электр ұтып алу процесінде жүкті ерітінді арқылы электр тогы өтеді. Ерітіндідегі алтын иондары катодта тотықсызданады және катодтың бетіне шөгеді, ал тиокарбамид және басқа заттар анодта тотығады. Бұл әдіс жоғары таза алтынды алуға қол жеткізе алады, бірақ арнайы электр жабдықтары мен тиісті жұмыс жағдайларын қажет етеді.

Алтын өнімдерін тазарту

Қалпына келтіруден кейін алынған алтын әдетте кейбір қоспаларды қамтиды және жоғары таза алтын өнімдерін алу үшін тазартуды қажет етеді. Тазарту процесі цианидтеу сияқты басқа экстракция әдістерімен алынған алтынға ұқсас. Кең таралған тазарту әдістеріне химиялық тазарту және электролиттік тазарту жатады, олар қоспаларды тиімді жоя алады және нарық талаптарына сәйкес алтынның тазалығын жақсартады.

Тиокарбамид алтынын алу процесіне әсер ететін факторлар

Кеннің минералдық құрамы

Кеннің минералды құрамы тиомочевинадан алтын алу процесіне айтарлықтай әсер етеді. Шикізаттағы мыс, висмут оксидтері қышқылда ериді және тиомочевинамен араласады, бұл тиомочевинаның алтынды шаймалау әсерін азайтады және тиомочевинаның тұтынылуын арттырады. Сонымен қатар, егер шикізатта қышқылда еритін заттардың көп мөлшері болса (мысалы, екі валентті темір, көміртегі(мысалы, мыс, мышьяк, сурьма және қорғасын) және тотықсыздандырғыш компоненттерді пайдалану тотықтырғыштар мен күкірт қышқылын тұтынуды арттырады және алтынның шаймалау жылдамдығын төмендетеді. Дегенмен, мыс, мышьяк, сурьма және қорғасын сияқты сульфидті минералдар алтынның тиомочевинамен шаймалауына салыстырмалы түрде аз зиянды әсер етеді, бұл тиомочевина негізіндегі алтын өндіруді күрделі отқа төзімді алтын минералды шикізатынан алтын мен күмісті селективті түрде алуға мүмкіндік береді.

Кендегі алтынның бөлшектерінің мөлшері

Кендегі алтынның бөлшектерінің мөлшері алтынның шаймалану жылдамдығына әсер ететін факторлардың бірі болып табылады. Жалпы алғанда, алтынның бөлшектерінің мөлшері неғұрлым аз болса, соғұрлым меншікті бетінің ауданы үлкен болады және тиокарбамид ерітіндісімен байланысу оңайырақ, нәтижесінде шаймалау жылдамдығы жоғары болады. Сондықтан кенді дайындау сатысында рудадағы алтын бөлшектерін толығымен ашық ету және шаймалау процесін жеңілдету үшін тиісті ұнтақтау операциялары қажет.

температура

Температура тиокарбамидті алтын алу процесіне қосарлы әсер етеді. Бір жағынан, температураны жоғарылату әрекеттесуші заттардың диффузия жылдамдығын және алтын мен тиокарбамид арасындағы реакция жылдамдығын жылдамдатуы мүмкін, осылайша алтынның шаймалану жылдамдығын арттырады. Екінші жағынан, тиокарбамидтің термиялық тұрақтылығы нашар. Температура тым жоғары болған кезде тиокарбамид гидролизге және ыдырауға бейім, экстракция процесінде оның тиімділігін төмендетеді. Әдетте, тиокарбамидті шаймалау процесінің температурасын 55 °C-тан төмен бақылаған жөн, және көп жағдайда ол бөлме температурасында жүзеге асырылады.

Ерітіндінің рН мәні

Бұрын айтылғандай, ерітіндінің рН мәні тиокарбамидтің тұрақтылығымен және алтынның шаймалау әсерімен тығыз байланысты. Тиокарбамид қышқылдық ортада тұрақты, ал тиісті қышқылдық орта алтын-тиокарбамид комплекстерінің түзілуіне қолайлы. Дегенмен, рН мәні тым төмен болса, ол қышқылда еритін қоспалардың мөлшерін көбейтіп қана қоймайды, сонымен қатар экстракция процесіне қолайлы емес жанама реакцияларды тудыруы мүмкін. Сондықтан оңтайлы экстракция әсерін қамтамасыз ету үшін ерітіндінің рН мәнін дәл бақылау қажет.

Тиомочевина мен тотықтырғыштың концентрациясы

Тиокарбамид концентрациясы түзілетін алтын-тиокарбамид кешендерінің мөлшеріне тікелей әсер етеді. Жалпы алғанда, тиокарбамид концентрациясын арттыру алтынды сілтілеу жылдамдығын арттыруы мүмкін. Дегенмен, құны мен қоршаған орта факторларын ескере отырып, тиокарбамид концентрациясын оңтайландыру қажет. Тотықтырғыштың түрі мен концентрациясы да шешуші рөл атқарады. Рудадағы алтынның үздіксіз тотығуын қамтамасыз ету үшін тиісті тотықтырғыш қажет, бірақ шамадан тыс тотықтырғыш тиокарбамидтің тотығуына және ыдырауына әкелуі мүмкін, бұл тиомочевинаның пайдалану тиімділігін төмендетеді.

Тиокарбамид алтынын алу процесінің артықшылықтары

1. Жылдам сілтілеу жылдамдығы: Цианидтеу сияқты алтын алудың кейбір дәстүрлі әдістерімен салыстырғанда, тиокарбамид алтынын алу процесі салыстырмалы түрде жылдам сілтілеу жылдамдығына ие. Қышқыл ортада алтын-тиокарбамид кешендерінің түзілуі алтынды тез ерітуі мүмкін, бұл экстракция уақытын едәуір қысқартуы мүмкін.

2. Төмен уыттылық: Тиокарбамидпен салыстырғанда уыттылығы аз цианид дәстүрлі цианидтеу әдістерінде қолданылады. Цианид өте улы және қоршаған ортаға және адам денсаулығына үлкен қауіп төндіреді. Алтынды өндіруде тиокарбамидті пайдалану улы заттармен байланысты ықтимал экологиялық және қауіпсіздік тәуекелдерін азайтады.

3. Жақсы таңдау: Сынаптан басқа көптеген металдармен тиокарбамид иондарының салыстырмалы түрде төмен тұрақтылығына байланысты, тиомочевина негізіндегі алтынды алу процесі алтын үшін жоғары селективтілікке ие. Ол әртүрлі металл қоспалары бар күрделі кендерден алтынды тиімді бөліп, экстракция процесінде қоспалардың араласуын азайта алады.

4. Оңай кейінгі - ерітіндіні өңдеу: Алтынды экстракциялау процесінен кейін құрамында тиокарбамид бар ерітіндіні өңдеу салыстырмалы түрде оңай. Мысалы, алтынды алу сатысында металды алмастыру немесе электрмен ұтып алу әдістерін қолдану алтынды ерітіндіден салыстырмалы түрде оңай бөлуге болады, ал қалған ерітіндіні қоршаған ортаның ластануын азайту үшін одан әрі өңдеуге болады.

қорытынды

Тиокарбамидті алтын алу процесі алтын өндіру саласындағы перспективалы әдіс болып табылады. Оның принциптерін, операциялық қадамдарын, әсер етуші факторлары мен артықшылықтарын түсіну арқылы тау-кен компаниялары мен зерттеушілер алтын өндіру тиімділігін арттыру, шығындарды азайту және қоршаған ортаға тигізетін әсерді барынша азайту үшін процесті оңтайландыра алады. Тиокарбамидті тұтынуды оңтайландыру және әртүрлі рудалық жағдайларда процестің тұрақтылығын арттыру сияқты әлі де шешуді қажет ететін мәселелер бар болса да, осы саладағы үздіксіз зерттеулер мен инновациялар тиомочевина алтынын алу процесін одан әрі дамытуға және қолдануға ықпал ететіні сөзсіз.