Švino druskų aktyvinimo ir pasyvavimo poveikis aukso cianidavimo procesui

Įvadas

Aukso cianidavimas yra plačiai naudojamas procesas kasybos pramonėje auksui išgauti iš rūdų. Tam tikrų cheminių medžiagų pridėjimas gali smarkiai paveikti šio proceso efektyvumą. Tarp šių priedų, Švino druskos parodė sudėtingą poveikį, tiek aktyvavimą, tiek deaktyvavimą Aukso cianidavimas reakcija. Šių poveikių supratimas yra labai svarbus norint optimizuoti Aukso gavyba procesus, mažinant sąnaudas ir kuo labiau sumažinant poveikį aplinkai.

Aukso cianidavimo proceso pagrindai

Aukso cianidavimas, dar žinomas kaip MacArthur-Forrest procesas, apima aukso reakciją su Cianidas jonų deguonies akivaizdoje. Ši cheminė reakcija leidžia auksui ištirpti iš rūdos matricos tirpale, o tai leidžia jį vėliau išgauti. Tačiau įvairios priemaišos rūdoje ir reakcijos sąlygos gali turėti įtakos aukso ištirpimo greičiui ir visiškam jo kiekiui.

Švino druskų aktyvinimo poveikis

Aktyvinimo mechanizmas

Katalizinis vaidmuo elektrocheminėse reakcijose

Švino druskos gali veikti kaip katalizatoriai aukso cianidavimo procese. Esant žemam viršįtampiui (–0.35 V, palyginti su Ag/AgCl), pridėjus švino druskos, cianido tirpaluose pagreitėja aukso išplovimo procesas. Ciklinės voltamperometrijos (CV) eksperimentai rodo, kad švinas dalyvauja elektrocheminėse reakcijose, vykstančiose aukso paviršiuje. Cianidavimo sąlygomis auksas sudaro lydinius su švinu. Šie lydiniai aukso paviršiuje sukuria mažytes elektrochemines ląsteles, kur oksidacijos ir redukcijos reakcijos vyksta vienu metu. Oksidacijos reakcija aukso ir lydinio sąsajoje skatina aukso skaidymąsi, o redukcijos reakcijoje dalyvauja deguonis ar kitos oksiduojančios medžiagos tirpale. Šis elektrocheminis veiksmas žymiai pagreitina bendrą aukso tirpimo greitį.

Priemaišų reakcijų slopinimas

Rūdose, kuriose yra vario ir kitų priemaišų, švino druskos atlieka naudingą vaidmenį. Rūdoje esantys vario mineralai gali sunaudoti cianidą ir deguonį, konkuruodami su aukso ir cianidavimo reakcija. Švino druskos sąveikauja su vario jonais arba varį turinčiais mineralais, sudarydamos netirpius junginius, kurie neleidžia vario mineralams ištirpti. Tai sumažina vario sunaudojamo cianido kiekį, todėl aukso ir cianidavimo reakcijai lieka daugiau cianido, todėl padidėja aukso išplovimo greitis. Pastebėta, kad rūdose, kuriose yra daug vario ir aukso, pridėjus švino druskų, sumažėja cianido tirpale ištirpusio vario kiekis, išlaikant palankų aukso tirpimo santykį.

Eksperimentiniai aktyvavimo įrodymai

Tiek laboratoriniai, tiek pramoniniai tyrimai patvirtino, kad Aktyvinimo efektasšvino druskų. Vieno tyrimo metu, atlikto su auksą turinčia rūda, kurioje yra 0.25 % galenito, švino druskos pridėjimas žymiai pagerino aukso išplovimo greitį. Šiuos rezultatus patvirtina ir pramoninė praktika. Kai kuriose aukso kasyklose, apdorojant tam tikras rūdos rūšis, tinkamo švino druskų kiekio pridėjimas sumažino aukso sunaudojimą. Natrio cianidas nuo daugiau nei 12 kg/t iki vos 5 kg/t ir padidino aukso išgavimo rodiklį iki daugiau nei 98 %.

Švino druskų deaktyvavimo poveikis

Deaktyvavimo sąlygos

Silikatų ir tam tikrų švino turinčių mineralų buvimas

Tam tikromis aplinkybėmis, ypač esant silikatams ir specifiniams švino turintiems mineralams, švino pridėjimas gali sulėtinti aukso oksidaciją. Esant –0.35 V potencialui (palyginti su Ag/AgCl), aukso tirpimo greitis sumažėja. Tiksli priežastis yra sudėtinga, tačiau ji gali būti susijusi su paviršiaus plėvelių susidarymu arba švino medžiagų sąveika su aukso paviršiumi, kuri neleidžia cianido jonams ir deguoniui pasiekti aukso. Pavyzdžiui, kai kurie švino turintys mineralai reaguoja su cianido tirpalu ir sudaro junginius, kurie padengia aukso paviršių, trukdydami normaliai cianidacijos reakcijai.

Aukštos sieros rūdos

Didelio sieros kiekio rūdose švino pridėjimas gali būti nenaudingas ir netgi gali sukelti deaktyvaciją. Kai sieros kiekis rūdoje yra didelis, sulfido mineralai cianidavimo proceso metu oksiduojami į elementinę sierą. Ši elementinė siera sudaro sluoksnį ant aukso paviršiaus, kuris neleidžia jam reaguoti su cianido ir deguonies tirpalu. Švinas gali skatinti sulfido mineralų oksidaciją į sierą, dar labiau slopindamas aukso cianidavimo reakciją ir žymiai sumažindamas aukso tirpimo greitį.

Analitiniai deaktyvavimo įrodymai

Rentgeno spindulių fotoelektronų spektroskopijos (XPS) analizė pateikia deaktyvacijos efektų įrodymų. Mėginiuose, gautuose iš didelio sieros kiekio rūdų cianidavimo procesų su švino priedu, XPS spektrai rodo sieros turinčių medžiagų buvimą aukso paviršiuje, o tai rodo pasyvuojančio sieros sluoksnio susidarymą. Elektrocheminiai tyrimai taip pat patvirtina, kad aukso oksidacijos greitis mažėja esant silikatų ir švino turinčių mineralų.

Veiksniai, darantys įtaką aktyvavimo ir deaktyvavimo pusiausvyrai

Švino druskų koncentracija

Į cianidavimo sistemą įpilamų švino druskų kiekis yra labai svarbus. Esant mažoms koncentracijoms, švino druskos paprastai turi aktyvuojantį poveikį, skatindamos aukso tirpimą. Tačiau jei koncentracija yra per didelė, gali susidaryti per didelis reakcijos produktų kiekis, dėl kurio deaktyvuojamas procesas. Pavyzdžiui, per didelė švino jonų koncentracija gali sukelti švino ir cianido kompleksų nusėdimą, kurie padengia aukso paviršių ir sustabdo cianidavimo reakciją.

Rūdos sudėtis

Rūdos sudėtis, įskaitant sulfidinių mineralų, silikatų ir kitų priemaišų rūšis ir kiekius, lemia, ar švino druskos veikia kaip aktyvatoriai, ar deaktyvatoriai. Rūdos, kuriose yra daug tam tikrų sulfidinių mineralų, pavyzdžiui, piritas didelės sieros rūdose, yra labiau linkusios deaktyvuotis, kai pridedama švino. Ir atvirkščiai, rūdos, kuriose yra daug vario mineralų, gali būti naudingos dėl švino druskų aktyvuojančio poveikio.

Reakcijos sąlygos

Reakcijos sąlygos, tokios kaip temperatūra, pH ir deguonies bei cianido koncentracija tirpale, taip pat turi įtakos švino druskų aktyvavimo ir deaktyvavimo poveikiui. Aukštesnė temperatūra gali pagreitinti tiek naudingas, tiek žalingas su švinu susijusias reakcijas. Tirpalo pH turi įtakos švino ir kitų metalų jonų egzistavimui, darydamas įtaką jų sąveikai su auksu ir kitais mineralais. Kad aukso ir cianidavimo reakcija vyktų normaliai, būtina pakankama deguonies koncentracija, o švino druskos gali sąveikauti su deguonimi įvairiais būdais, priklausomai nuo sąlygų, arba sustiprindamos, arba slopindamos reakciją.

Išvada

Švino druskos turi ir aktyvavimo, ir deaktyvavimo poveikį aukso cianidavimo procesui. Aktyvavimo poveikis, pavyzdžiui, elektrocheminių reakcijų katalizavimas ir priemaišų trukdžių mažinimas, gali žymiai pagerinti aukso išgavimo efektyvumą. Tačiau tam tikromis sąlygomis, pavyzdžiui, esant silikatams, specifiniams švino turintiems mineralams arba daug sieros turinčioms rūdoms, švino druskos gali sukelti deaktyvavimą sulėtindamos aukso oksidaciją arba sudarydamos blokuojančius sluoksnius aukso paviršiuje. Norint sėkmingai naudoti švino druskas aukso cianidavimo procese, būtina suprasti veiksnius, turinčius įtakos šiam poveikiui, įskaitant švino druskos koncentraciją, rūdos sudėtį ir reakcijos sąlygas. Atidžiai kontroliuodama šiuos veiksnius, kasybos pramonė gali optimizuoti aukso išgavimą, sumažinti reagentų sunaudojimą, padidinti pelningumą ir sumažinti poveikį aplinkai. Būsimi tyrimai galėtų būti sutelkti į tikslesnių modelių, skirtų numatyti švino druskos elgseną skirtingose ​​rūdos perdirbimo situacijose, kūrimą ir naujų būdų, kaip neutralizuoti deaktyvavimo poveikį, paiešką.