सोन्याच्या सायनायडेशन प्रक्रियेवर शिशाच्या क्षारांचे सक्रियकरण आणि निष्क्रियीकरण परिणाम

परिचय

खाणकाम उद्योगात सोन्याच्या खनिजांमधून सोने काढण्यासाठी गोल्ड सायनायडेशन ही एक मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाणारी प्रक्रिया आहे. विशिष्ट रसायनांच्या समावेशामुळे या प्रक्रियेच्या कार्यक्षमतेवर लक्षणीय परिणाम होऊ शकतो. या मिश्रकांपैकी, लेड सॉल्ट्सने (शिसेयुक्त क्षारांनी) गोल्ड सायनायडेशन अभिक्रियेवर सक्रियण आणि निष्क्रियण असे दोन्ही प्रकारचे गुंतागुंतीचे परिणाम दाखवले आहेत . सोने काढण्याच्या प्रक्रिया अधिक कार्यक्षम करण्यासाठी , खर्च कमी करण्यासाठी आणि पर्यावरणावरील परिणाम कमी करण्यासाठी हे परिणाम समजून घेणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे.

सोन्याचे सायनाइडेशन प्रक्रियेची मूलभूत माहिती

सोन्याचे सायनायडेशन, ज्याला मॅकआर्थर-फॉरेस्ट प्रक्रिया म्हणूनही ओळखले जाते, यामध्ये ऑक्सिजनच्या उपस्थितीत सोन्याची सायनाइड आयनांसोबत अभिक्रिया होते . या रासायनिक अभिक्रियेमुळे सोने धातुकाच्या मूळ रचनेतून द्रावणात विरघळते, ज्यामुळे नंतर ते परत मिळवणे शक्य होते. तथापि, धातुकातील विविध अशुद्धींची उपस्थिती आणि अभिक्रियेची परिस्थिती यांमुळे सोने किती लवकर आणि पूर्णपणे विरघळते यावर परिणाम होऊ शकतो.

शिशाच्या क्षारांचे सक्रियकरण परिणाम

सक्रियतेची यंत्रणा

इलेक्ट्रोकेमिकल अभिक्रियांमध्ये उत्प्रेरक भूमिका

सोन्याच्या सायनायडेशन प्रक्रियेत शिशाचे क्षार उत्प्रेरक म्हणून काम करू शकतात. कमी अतिसंभाव्य प्रदेशात (– ०.३५ व्ही विरुद्ध Ag/AgCl), सायनाइड द्रावणांमध्ये शिशाचे क्षार जोडल्याने सोन्याच्या लीचिंग प्रक्रियेला गती मिळते असे दिसून आले आहे. चक्रीय व्होल्टॅमेट्री (CV) प्रयोगांवरून असे दिसून येते की शिशाचा सोन्याच्या पृष्ठभागावर होणाऱ्या इलेक्ट्रोकेमिकल अभिक्रियांमध्ये सहभाग असतो. सायनायडेशन परिस्थितीत, सोने शिशासह मिश्रधातू तयार करते. हे मिश्रधातू सोन्याच्या पृष्ठभागावर लहान इलेक्ट्रोकेमिकल पेशी तयार करतात, जिथे ऑक्सिडेशन आणि रिडक्शन अभिक्रिया एकाच वेळी होतात. सोने-मिश्रधातूच्या इंटरफेसवरील ऑक्सिडेशन अभिक्रिया सोन्याच्या विघटनास प्रोत्साहन देते, तर रिडक्शन अभिक्रियेमध्ये द्रावणात ऑक्सिजन किंवा इतर ऑक्सिडायझिंग पदार्थांचा समावेश असतो. ही विद्युतरासायनिक क्रिया सोन्याच्या विघटनाच्या एकूण दराला लक्षणीयरीत्या गती देते.

अशुद्धता प्रतिक्रियांचे प्रतिबंध

तांबे आणि इतर अशुद्धता असलेल्या धातूंमध्ये, शिशाचे क्षार फायदेशीर भूमिका बजावतात. धातूमधील तांबे खनिजे सायनाइड आणि ऑक्सिजनचे सेवन करू शकतात, सोने-सायनाइडेशन अभिक्रियेशी स्पर्धा करतात. शिशाचे क्षार तांबे आयन किंवा तांबे-युक्त खनिजांशी संवाद साधतात, ज्यामुळे अघुलनशील संयुगे तयार होतात जे तांबे खनिजे विरघळण्यापासून रोखतात. यामुळे तांबे वापरत असलेल्या सायनाइडचे प्रमाण कमी होते, सोने-सायनाइडेशन अभिक्रियेसाठी अधिक सायनाइड उपलब्ध राहते आणि त्यामुळे सोने लीचिंग रेट वाढतो. उच्च-तांबे सोने-युक्त धातूंमध्ये, शिशाचे क्षार जोडल्याने सायनाइड द्रावणात विरघळलेल्या तांब्याचे प्रमाण कमी होते, ज्यामुळे सोने विरघळण्यासाठी अनुकूल प्रमाण राखले जाते.

सक्रियतेचा प्रायोगिक पुरावा

प्रयोगशाळेतील आणि औद्योगिक अभ्यासांनी शिशाच्या क्षारांच्या सक्रियकरण परिणामाची पुष्टी केली आहे . ०.२५% गॅलेना असलेल्या सोनेयुक्त धातुकवरील एका अभ्यासात, शिशाचा क्षार मिसळल्याने सोन्याच्या लीचिंग दरात लक्षणीय सुधारणा झाली. औद्योगिक पद्धती देखील या निष्कर्षांना दुजोरा देतात. काही सोन्याच्या खाणींमध्ये, विशिष्ट प्रकारच्या धातुकांवर प्रक्रिया करताना, योग्य प्रमाणात शिशाचा क्षार मिसळल्याने सोडियम सायनाइडचा वापर १२ किलो/टन पेक्षा जास्त वरून ५ किलो/टन इतका कमी झाला आणि सोन्याच्या पुनर्प्राप्तीचा दर ९८% पेक्षा जास्त वाढला.

शिशाच्या क्षारांचे निष्क्रियीकरण परिणाम

निष्क्रियीकरणाच्या अटी

सिलिकेट आणि विशिष्ट शिशाची उपस्थिती - असणारी खनिजे

काही विशिष्ट परिस्थितीत, विशेषतः सिलिकेट आणि विशिष्ट शिसे-वाहक खनिजांच्या उपस्थितीत, शिसे जोडल्याने सोन्याचे ऑक्सिडेशन मंदावते. – 0.35 V (वि. Ag/AgCl) च्या क्षमतेवर, सोने विरघळण्याचा दर कमी होतो. नेमके कारण गुंतागुंतीचे आहे, परंतु त्यात पृष्ठभागावरील थर तयार होणे किंवा सोन्याच्या पृष्ठभागासह शिसे पदार्थांचा परस्परसंवाद समाविष्ट असू शकतो, ज्यामुळे सायनाइड आयन आणि ऑक्सिजन सोन्यापर्यंत पोहोचण्यापासून रोखतात. उदाहरणार्थ, काही शिसे-वाहक खनिजे सायनाइड द्रावणासह प्रतिक्रिया देतात ज्यामुळे सोन्याच्या पृष्ठभागावर आच्छादन करणारे संयुगे तयार होतात, ज्यामुळे सायनाइडेशन प्रतिक्रियेची सामान्य प्रगती रोखली जाते.

उच्च - सल्फर धातू

उच्च-सल्फर धातूंमध्ये, शिसे जोडणे फायदेशीर ठरू शकत नाही आणि ते निष्क्रिय देखील होऊ शकते. जेव्हा धातूमध्ये सल्फरचे प्रमाण जास्त असते, तेव्हा सायनाइडेशन प्रक्रियेदरम्यान सल्फाइड खनिजे मूलभूत सल्फरमध्ये ऑक्सिडाइझ होतात. हे मूलभूत सल्फर सोन्याच्या पृष्ठभागावर एक थर तयार करते जे सायनाइड-ऑक्सिजन द्रावणासह प्रतिक्रिया देण्यापासून प्रतिबंधित करते. शिसे सल्फाइड खनिजांचे सल्फरमध्ये ऑक्सिडीकरण करण्यास प्रोत्साहन देऊ शकते, ज्यामुळे सोन्याच्या सायनाइडेशन अभिक्रियेला आणखी अडथळा येतो आणि सोन्याच्या विरघळण्याच्या दरात लक्षणीय घट होते.

निष्क्रियतेचे विश्लेषणात्मक पुरावे

एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS) विश्लेषण निष्क्रियतेच्या परिणामांचा पुरावा प्रदान करते. शिसे जोडणीसह उच्च-सल्फर अयस्क सायनायडेशन प्रक्रियेतील नमुन्यांमध्ये, XPS स्पेक्ट्रा सोन्याच्या पृष्ठभागावर सल्फरयुक्त पदार्थांची उपस्थिती दर्शवितो, जो निष्क्रिय सल्फर थराची निर्मिती दर्शवितो. इलेक्ट्रोकेमिकल चाचण्या देखील पुष्टी करतात की सिलिकेट आणि शिसे वाहक खनिजांच्या उपस्थितीत सोन्याचे ऑक्सिडेशन दर कमी होते.

सक्रियकरण आणि निष्क्रियीकरण यांच्यातील संतुलनावर परिणाम करणारे घटक

शिशाच्या क्षारांचे प्रमाण

सायनायडेशन सिस्टीममध्ये जोडलेल्या शिशाच्या क्षारांचे प्रमाण महत्त्वाचे आहे. कमी सांद्रतेमध्ये, शिशाच्या क्षारांचा सहसा सक्रिय प्रभाव असतो, ज्यामुळे सोन्याचे विघटन होते. परंतु जर सांद्रता खूप जास्त असेल, तर त्यामुळे जास्त प्रमाणात प्रतिक्रिया उत्पादने तयार होऊ शकतात ज्यामुळे निष्क्रियता येते. उदाहरणार्थ, शिशाच्या आयनांच्या जास्त प्रमाणात सांद्रतेमुळे शिशाच्या - सायनाइड कॉम्प्लेक्सचा वर्षाव होऊ शकतो जे सोन्याच्या पृष्ठभागावर आवरण घालतात आणि सायनायडेशन प्रतिक्रिया थांबवतात.

धातूची रचना

सल्फाइड खनिजे, सिलिकेट्स आणि इतर अशुद्धतेचे प्रकार आणि प्रमाण यासह धातूची रचना, शिशाचे क्षार सक्रिय करणारे किंवा निष्क्रिय करणारे म्हणून काम करतात की नाही हे ठरवते. उच्च-सल्फर धातूंमध्ये पायराइट सारख्या विशिष्ट सल्फाइड खनिजांचे प्रमाण जास्त असलेल्या धातूंना शिसे जोडल्यावर निष्क्रिय होण्याची शक्यता जास्त असते. याउलट, तांबे खनिजांचे प्रमाण लक्षणीय प्रमाणात असलेल्या धातूंना शिशाच्या क्षारांच्या सक्रियकरण परिणामाचा फायदा होऊ शकतो.

प्रतिक्रिया परिस्थिती

तापमान, पीएच आणि द्रावणातील ऑक्सिजन आणि सायनाइडची एकाग्रता यासारख्या अभिक्रिया परिस्थिती देखील शिशाच्या क्षारांच्या सक्रियकरण आणि निष्क्रियीकरणावर परिणाम करतात. उच्च तापमान शिशाशी संबंधित फायदेशीर आणि हानिकारक दोन्ही अभिक्रियांना गती देऊ शकते. द्रावणाचा पीएच शिशाचे आणि इतर धातूचे आयन कसे अस्तित्वात आहेत यावर परिणाम करतो, सोने आणि इतर खनिजांशी त्यांच्या परस्परसंवादावर परिणाम करतो. सोने-सायनाइडेशन अभिक्रिया सामान्यपणे पुढे जाण्यासाठी पुरेसे ऑक्सिजन सांद्रता आवश्यक आहे आणि शिशाचे क्षार परिस्थितीनुसार ऑक्सिजनशी वेगवेगळ्या प्रकारे संवाद साधू शकतात, एकतर प्रतिक्रिया वाढवतात किंवा रोखतात.

निष्कर्ष

सोन्याच्या सायनायडेशन प्रक्रियेवर शिशाच्या क्षारांचे सक्रियकरण आणि निष्क्रियीकरण दोन्ही प्रभाव असतात. इलेक्ट्रोकेमिकल अभिक्रियांना उत्प्रेरक करणे आणि अशुद्धता हस्तक्षेप कमी करणे यासारखे सक्रियकरण परिणाम सोन्याच्या निष्कर्षण कार्यक्षमतेत लक्षणीय सुधारणा करू शकतात. तथापि, काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये, जसे की सिलिकेट, विशिष्ट शिशाचे वाहक खनिजे किंवा उच्च-सल्फर धातूंच्या उपस्थितीत, शिशाचे क्षार सोन्याचे ऑक्सिडेशन कमी करून किंवा सोन्याच्या पृष्ठभागावर ब्लॉकिंग थर तयार करून निष्क्रियीकरण करू शकतात. सोन्याच्या सायनायडेशनमध्ये शिशाच्या क्षारांचा यशस्वीपणे वापर करण्यासाठी, शिशाच्या क्षारांची एकाग्रता, धातूची रचना आणि प्रतिक्रिया परिस्थिती यासह या प्रभावांवर परिणाम करणारे घटक समजून घेणे आवश्यक आहे. या घटकांवर काळजीपूर्वक नियंत्रण ठेवून, खाण उद्योग सोन्याचे निष्कर्षण अनुकूलित करू शकतो, अभिकर्मक वापर कमी करू शकतो, नफा वाढवू शकतो आणि पर्यावरणीय परिणाम कमी करू शकतो. भविष्यातील संशोधन वेगवेगळ्या धातू-प्रक्रिया परिस्थितींमध्ये शिशाच्या क्षाराच्या वर्तनाचा अंदाज घेण्यासाठी आणि निष्क्रियीकरण प्रभावांना तोंड देण्यासाठी नवीन मार्ग शोधण्यासाठी अधिक अचूक मॉडेल तयार करण्यावर लक्ष केंद्रित करू शकते.