Aktiverings- og passiveringseffektene av blysalter på gullcyanideringsprosessen

Introduksjon

Gullcyanidering er en mye brukt prosess i gruveindustrien for å utvinne gull fra malm. Tilsetning av visse kjemikalier kan påvirke effektiviteten til denne prosessen betydelig. Blant disse tilsetningsstoffene har blysalter vist komplekse effekter, både aktivering og deaktivering, på gullcyanideringsreaksjonen . Å forstå disse effektene er avgjørende for å optimalisere gullutvinningsprosesser , redusere kostnader og minimere miljøpåvirkninger.

Grunnleggende om gullcyanideringsprosessen

Gullcyanidering, også kjent som MacArthur-Forrest-prosessen, involverer reaksjon av gull med cyanidioner i nærvær av oksygen. Denne kjemiske reaksjonen gjør at gull kan løses opp fra malmmatrisen og inn i løsningen, noe som muliggjør senere utvinning. Tilstedeværelsen av forskjellige urenheter i malmen og reaksjonsbetingelsene kan imidlertid påvirke hvor raskt og fullstendig gull løses opp.

Aktiveringseffekter av blysalter

Aktiveringsmekanisme

Katalytisk rolle i elektrokjemiske reaksjoner

Blysalter kan fungere som katalysatorer i gullcyanideringsprosessen. I området med lavt overpotensial (– 0.35 V vs. Ag/AgCl) har tilsetning av blysalt vist seg å fremskynde gulllutingsprosessen i cyanidløsninger. Syklisk voltammetri (CV) eksperimenter indikerer at bly deltar i de elektrokjemiske reaksjonene som skjer på gulloverflaten. Under cyanideringsforhold danner gull legeringer med bly. Disse legeringene skaper bittesmå elektrokjemiske celler på gulloverflaten, hvor oksidasjons- og reduksjonsreaksjoner finner sted samtidig. Oksydasjonsreaksjonen ved grenseflaten til gulllegeringen fremmer nedbrytningen av gull, mens reduksjonsreaksjonen involverer oksygen eller andre oksiderende stoffer i løsningen. Denne elektrokjemiske virkningen akselererer den totale hastigheten for gulloppløsning betydelig.

Hemming av urenhetsreaksjoner

I malmer som inneholder kobber og andre urenheter, spiller blysalter en gunstig rolle. Kobbermineraler i malmen kan konsumere cyanid og oksygen, og konkurrere med gull-cyanideringsreaksjonen. Blysalter interagerer med kobberioner eller kobberholdige mineraler, og danner uløselige forbindelser som hindrer kobbermineraler i å løse seg opp. Dette reduserer mengden cyanid som forbrukes av kobber, og etterlater mer cyanid tilgjengelig for gull-cyanideringsreaksjonen og øker dermed gullutlutingshastigheten. I malmer med høyt kobbergull er det observert at tilsetning av blysalter reduserer mengden kobber som er oppløst i cyanidløsningen, og opprettholder et gunstig forhold for gulloppløsning.

Eksperimentelle bevis på aktivering

Både laboratorie- og industristudier har bekreftet aktiveringseffektene til blysalter. I en studie på en gullholdig malm med 0.25 % galena forbedret tilsetning av blysalt gullutvaskingsraten betydelig. Industriell praksis støtter også disse funnene. I noen gullgruver, ved bearbeiding av spesifikke typer malmer, reduserte tilsetning av riktig mengde blysalter forbruket av natriumcyanid fra over 12 kg/t til så lavt som 5 kg/t og økte gullutvinningsraten til over 98 %.

Deaktiveringseffekter av blysalter

Vilkår for deaktivering

Tilstedeværelse av silikat og visse blyholdige mineraler

Under visse omstendigheter, spesielt i nærvær av silikat og spesifikke blyholdige mineraler, kan tilsetning av bly bremse oksidasjonen av gull. Ved et potensial på – 0.35 V (vs. Ag/AgCl) avtar hastigheten som gull oppløses med. Den eksakte årsaken er kompleks, men det kan innebære dannelse av overflatefilmer eller interaksjon av blystoffer med gulloverflaten, som blokkerer cyanidioner og oksygen fra å nå gullet. For eksempel reagerer noen blyholdige mineraler med cyanidløsningen for å danne forbindelser som dekker gulloverflaten, og hindrer den normale fremdriften av cyanideringsreaksjonen.

Høy - Svovelmalm

I malmer med høyt svovelinnhold er det kanskje ikke gunstig å tilsette bly og kan til og med føre til deaktivering. Når svovelinnholdet i malmen er høyt, oksideres sulfidmineraler til elementært svovel under cyanideringsprosessen. Dette elementære svovelet danner et lag på gulloverflaten som hindrer det i å reagere med cyanid-oksygenløsningen. Bly kan fremme oksidasjonen av sulfidmineraler til svovel, ytterligere hemme gullcyanideringsreaksjonen og forårsake et betydelig fall i gulloppløsningshastigheten.

Analytisk bevis på deaktivering

Røntgenfotoelektronspektroskopi (XPS)-analyse gir bevis på deaktiveringseffektene. I prøver fra cyanideringsprosesser med høyt svovelinnhold med blytilsetning viser XPS-spektra tilstedeværelsen av svovelholdige stoffer på gulloverflaten, noe som indikerer dannelsen av det passiverende svovellaget. Elektrokjemiske tester bekrefter også at gulloksidasjonshastigheten avtar i nærvær av silikat- og blyholdige mineraler.

Faktorer som påvirker balansen mellom aktivering og deaktivering

Konsentrasjon av blysalter

Mengden blysalter som tilsettes cyanideringssystemet er avgjørende. Ved lave konsentrasjoner har blysalter vanligvis en aktiverende effekt, og fremmer gulloppløsning. Men hvis konsentrasjonen er for høy, kan det føre til dannelse av overdreven reaksjonsprodukter som forårsaker deaktivering. For eksempel kan en for høy konsentrasjon av blyioner resultere i utfelling av bly-cyanidkomplekser som belegger gulloverflaten og stopper cyanideringsreaksjonen.

Malmsammensetning

Sammensetningen av malmen, inkludert typer og mengder av sulfidmineraler, silikater og andre urenheter, avgjør om blysalter fungerer som aktivatorer eller deaktiverere. Malmer med høyt innhold av visse sulfidmineraler, som pyritt i malmer med høyt svovelinnhold, er mer sannsynlig å oppleve deaktivering når bly tilsettes. Omvendt kan malmer med en betydelig mengde kobbermineraler dra nytte av aktiveringseffekten av blysalter.

Reaksjonsbetingelser

Reaksjonsforhold som temperatur, pH og konsentrasjonen av oksygen og cyanid i løsningen påvirker også aktiverings- og deaktiveringseffektene av blysalter. En høyere temperatur kan fremskynde både de gunstige og skadelige reaksjonene knyttet til bly. pH i løsningen påvirker hvordan bly og andre metallioner eksisterer, og påvirker deres interaksjoner med gull og andre mineraler. Tilstrekkelig oksygenkonsentrasjon er nødvendig for at gull-cyanideringsreaksjonen skal forløpe normalt, og blysalter kan samhandle med oksygen på forskjellige måter avhengig av forholdene, enten forsterke eller hemme reaksjonen.

Konklusjon

Blysalter har både aktiverings- og deaktiveringseffekter på gullcyanideringsprosessen. Aktiveringseffektene, som å katalysere elektrokjemiske reaksjoner og redusere urenhetsinterferens, kan forbedre gullekstraksjonseffektiviteten betydelig. Men under visse forhold, for eksempel i nærvær av silikat, spesifikke blyholdige mineraler eller høy-svovel malm, kan blysalter forårsake deaktivering ved å bremse gulloksidasjonen eller danne blokkerende lag på gulloverflaten. Å forstå faktorene som påvirker disse effektene, inkludert blysaltkonsentrasjon, malmsammensetning og reaksjonsforhold, er avgjørende for å bruke blysalter med suksess i gullcyanidering. Ved å kontrollere disse faktorene nøye, kan gruveindustrien optimalisere gullutvinningen, redusere reagensforbruket, øke lønnsomheten og minimere miljøpåvirkningene. Fremtidig forskning kan fokusere på å lage mer nøyaktige modeller for å forutsi blysaltadferd i forskjellige malmbehandlingssituasjoner og finne nye måter å motvirke deaktiveringseffekter på.