Tiesioginis aukso elektrinis gavimas iš cianido tirpalo

Įvadas

Cianidavimas ilgą laiką buvo pagrindinis aukso išgavimo iš rūdų metodas. Po to, kai Cianidas išplovimo procese aukso yra cianido tirpalas, žinomas kaip nėščiųjų išplovimo tirpalas. Auksui iš šio tirpalo išgauti tradiciškai buvo naudojami tokie metodai kaip anglies adsorbcija (pvz., anglies kolonėlėje – CIC procesas) ir cinko cementavimas (Merrill Crowe procesas). Tačiau tiesioginis cianido tirpalų panaudojimas elektra tapo perspektyvi alternatyva, teikianti keletą pranašumų efektyvumo, sąnaudų ir poveikio aplinkai požiūriu.

Tiesioginio elektros laimėjimo principas

Tiesioginis elektromagnetinis laistymas yra elektrocheminis procesas. Kontekste aukso gavyba iš cianido tirpalų, kai elektros srovė praeina per cianido tirpalą, kuriame yra aukso aurocianido kompleksų pavidalu (Au(CN)_2^-), elektroduose vyksta šios reakcijos:

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

Aurocianido komplekse esantys aukso jonai įgyja elektroną ir nusėda kaip metalinis auksas ant katodo paviršiaus.

• Prie anodo: Priklausomai nuo sąlygų, tirpale gali įvykti vandens oksidacija arba kitų rūšių oksidacija. Pavyzdžiui, 2H_2O \rodyklė dešinėn O_2 + 4H^+ + 4e^-

Tiesioginio elektros laimėjimo pranašumai

1. Paprastumas: Palyginti su daugiapakopiais procesais, tokiais kaip anglies adsorbcija, po kurio seka eliuavimas ir elektroliavimas (CIC atveju), tiesioginis suelektrinimas sumažina vienetų operacijų skaičių. Tai supaprastina bendrą proceso eigą, todėl jį lengviau valdyti ir prižiūrėti.

2. Kaina – efektyvumas: Su mažiau proceso etapų galima sumažinti kapitalo ir veiklos sąnaudas. Nereikia investuoti į didelio masto anglies regeneravimo įrenginius (kaip CIC) ar pirkti didelius cinko miltelių kiekius (kaip Merrill Crowe procese).

3. Aukšto grynumo produktas: Dėl tiesioginio aukso nusodinimo elektroliu ant katodo gali susidaryti didelio grynumo aukso nuosėdos. Tai gali sumažinti poreikį atlikti plataus masto rafinavimo procesus ir toliau sutaupyti išlaidas.

4. Nauda aplinkai: Panaikinus cinko naudojimą Merrill Crowe procese, susidaro mažiau cinko turinčių atliekų. Be to, supaprastinus procesą gali sumažėti bendras cheminių medžiagų naudojimas ir atliekų susidarymas.

Proceso svarstymai

1. Tirpalo koncentracija: Aukso koncentracija cianido tirpale yra esminis veiksnys. Nors tiesioginis elektroliavimas gali būti taikomas tirpalams, kurių aukso koncentracijos yra įvairios, didesnės koncentracijos paprastai lemia greitesnį nusodinimo greitį. Tačiau labai didelėms aukso koncentracijoms gali prireikti specialių elektrodų, kad būtų užtikrintas vienodas nusodinimas.

2. Elektrodų medžiagos: Svarbu pasirinkti elektrodų medžiagas. Nerūdijančio plieno vata dažnai naudojama kaip katodo medžiaga dėl didelio paviršiaus ploto, kuris leidžia efektyviai nusodinti auksą. Anodui pirmenybė teikiama medžiagoms, kurios yra atsparios korozijai cianido tirpale, pavyzdžiui, matmenų stabiliems anodams (DSA).

3. pH ir temperatūra: Reikia atidžiai kontroliuoti cianido tirpalo pH. Paprastai palaikomas šiek tiek šarminis pH, kad būtų išvengta cianido skilimo. Tirpalo temperatūra taip pat gali turėti įtakos elektrolizės greičiui, nes aukštesnė temperatūra paprastai padidina reakcijos greitį, bet taip pat gali padidinti cianido skilimo riziką.

Proceso eiga

1. Tirpalo paruošimas: cianido išplovimo tirpalas iš krūvos išplovimo ar kitų cianidavimo procesų pirmiausiai apdorojamas. Tai gali apimti filtravimą, kad būtų pašalintos suspenduotos kietosios dalelės, nes jos gali trukdyti elektrolizės procesui ir sukelti trumpąjį jungimą tarp elektrodų.

2. Electrowinning Cell: Po to iš anksto apdorotas tirpalas tiekiamas į elektromagnetinį elementą. Elemente yra anodas ir katodas. Kai veikia elektros srovė, ant katodo pradeda kauptis auksas.

3. Aukso atkūrimas: Kai ant katodo nusodinamas pakankamas aukso kiekis, katodas pašalinamas iš elemento. Auksas nuo katodo gali būti pašalintas mechaniškai arba chemiškai, priklausomai nuo katodo medžiagos pobūdžio. Tada nuplėštas auksas toliau rafinuojamas, kad būtų gautas labai grynas auksas.

Iššūkiai ir ateities perspektyvos

1. Cianido valdymas: Nors tiesioginis elektrinis laistymas turi pranašumų, cianido naudojimas bendrame aukso gavybos procese vis dar kelia pavojų aplinkai ir saugai. Būsimi tyrimai gali būti sutelkti į tiesioginio elektrolizės integravimą su alternatyviais, mažiau toksiškais išplovimo metodais.

2. Energijos suvartojimas: Elektros plovimo procesui reikia daug elektros energijos. Energiją taupančių elektrodų medžiagų ir elementų konstrukcijų kūrimas yra aktyvių tyrimų sritis.

3. Mastelis: Kaip ir bet kurios naujos technologijos atveju, tiesioginio elektros energijos panaudojimo didinimas nuo laboratorinio iki pramoninio masto operacijų turi būti kruopščiai optimizuotas, kad būtų užtikrintas nuoseklus veikimas ir ekonomiškumas.

Tiesioginis aukso gavimas iš cianido tirpalų yra reikšminga technologinė pažanga aukso gavybos pramonėje. Atliekant tolesnius tyrimus ir plėtojant esamas problemas, jis gali tapti dominuojančiu metodu aukso atgavimas artimiausioje ateityje.