Direkte elektrovinning av gull fra Cyanide Solution

Introduksjon

Cyanidering har lenge vært den primære metoden for å utvinne gull fra malm. Etter cyanidutvaskingsprosessen er gullet tilstede i cyanidløsningen , kjent som den pregnante utvaskingsløsningen. Tradisjonelt har metoder som karbonadsorpsjon (som Carbon-in-Column - CIC-prosessen) og sinksementering (Merrill Crowe-prosessen) blitt brukt for å utvinne gull fra denne løsningen. Direkte elektrolytisk utvinning fra cyanidløsninger har imidlertid dukket opp som et lovende alternativ, og tilbyr flere fordeler når det gjelder effektivitet, kostnader og miljøpåvirkning.

Prinsippet for direkte elektrovinning

Direkte elektrolytisk utvinning er en elektrokjemisk prosess. I forbindelse med gullutvinning fra cyanidløsninger, når en elektrisk strøm føres gjennom cyanidløsningen som inneholder gull i form av aurocyanidkomplekser ( Au(CN)_2^- ), skjer følgende reaksjoner ved elektrodene:

• Ved katoden : Au(CN)₂ + e₂ \rightarrow Au + 2CN₂

Gullioner i aurocyanidkomplekset får et elektron og avsettes som metallisk gull på katodeoverflaten.

• Ved anoden : Avhengig av forholdene kan det forekomme vannoksidasjon eller oksidasjon av andre stoffer i løsningen. For eksempel, 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-

Fordeler med direkte elektrovinning

1. Enkelhet : Sammenlignet med flertrinnsprosesser som karbonadsorpsjon etterfulgt av eluering og elektrolytisk utvinning (i tilfelle CIC), reduserer direkte elektrolytisk utvinning antall enhetsoperasjoner. Dette forenkler den totale prosessflyten, noe som gjør den enklere å drifte og vedlikeholde.

2. Kostnadseffektivitet : Med færre prosesstrinn er det potensial for lavere kapital- og driftskostnader. Det er ikke nødvendig å investere i storskala karbonregenereringsanlegg (som i CIC) eller kjøpe store mengder sinkpulver (som i Merrill Crowe-prosessen).

3. Høyrent produkt : Direkte elektroavsetning av gull kan resultere i en høyrent gullavsetning på katoden. Dette kan redusere behovet for omfattende raffineringsprosesser nedstrøms, noe som ytterligere sparer kostnader.

4. Miljøfordeler : Ved å eliminere bruken av sink i Merrill Crowe-prosessen, er det mindre generering av sinkholdig avfall. I tillegg kan forenklingen av prosessen føre til en reduksjon i det totale kjemikalieforbruket og avfallsproduksjonen.

Prosesshensyn

1. Løsningskonsentrasjon : Konsentrasjonen av gull i cyanidløsningen er en avgjørende faktor. Selv om direkte elektrolytisk utvinning kan brukes på løsninger med et bredt spekter av gullkonsentrasjoner, resulterer høyere konsentrasjoner generelt i raskere avsetningshastigheter. Svært høye gullkonsentrasjoner kan imidlertid kreve spesielle elektrodedesign for å sikre jevn avsetning.

2. Elektrodematerialer : Valg av elektrodematerialer er viktig. Rustfritt stålull brukes ofte som katodemateriale på grunn av dets store overflateareal, som muliggjør effektiv gullavsetning. For anoden foretrekkes materialer som er motstandsdyktige mot korrosjon i cyanidløsningen, for eksempel dimensjonsstabile anoder (DSA).

3. pH og temperatur : Cyanidløsningens pH må kontrolleres nøye. En svakt alkalisk pH opprettholdes vanligvis for å forhindre nedbrytning av cyanid. Temperaturen i løsningen kan også påvirke hastigheten på elektrolytisk utvinning, der høyere temperaturer generelt øker reaksjonshastigheten, men også potensielt øker risikoen for cyanidnedbrytning.

Prosessflyt

1. Løsningsforberedelse : Den gravide cyanidutvaskingsløsningen fra haugutvaskingen eller andre cyanideringsprosesser forbehandles først. Dette kan innebære filtrering for å fjerne suspenderte stoffer, da disse kan forstyrre elektrolytisk utvinningsprosess og forårsake kortslutninger mellom elektrodene.

2. Elektrolytisk utvinningscelle : Den forbehandlede løsningen mates deretter inn i elektrolytisk utvinningscellen. Cellen er utstyrt med en anode og en katode. Når en elektrisk strøm tilføres, begynner gull å avsettes på katoden.

3. Gjenvinning av gull : Når en tilstrekkelig mengde gull er avsatt på katoden, fjernes katoden fra cellen. Gullet kan strippes fra katoden enten mekanisk eller kjemisk, avhengig av katodematerialets natur. Det strippede gullet raffineres deretter ytterligere for å oppnå gull med høy renhet.

Utfordringer og fremtidsutsikter

1. Cyanidhåndtering : Selv om direkte elektrolytisk utvinning gir fordeler, utgjør bruken av cyanid i den totale gullutvinningsprosessen fortsatt miljømessige og sikkerhetsmessige risikoer. Fremtidig forskning kan fokusere på å integrere direkte elektrolytisk utvinning med alternative, mindre giftige utvaskingsmetoder.

2. Energiforbruk : Elektrolytisk utvinning krever en betydelig mengde elektrisk energi. Utvikling av mer energieffektive elektrodematerialer og celledesign er et område med aktiv forskning.

3. Skalerbarhet : Som med all ny teknologi, må oppskalering av direkte elektrolytisk utvinning fra laboratorieskala til industriell skala optimaliseres nøye for å sikre jevn ytelse og kostnadseffektivitet.

Direkte elektrolytisk utvinning av gull fra cyanidløsninger representerer et betydelig teknologisk fremskritt i gullgruveindustrien. Med videre forskning og utvikling for å møte de eksisterende utfordringene, har det potensial til å bli en dominerende metode for gullutvinning i nær fremtid.