Efectele de activare și pasivare ale sărurilor de plumb asupra procesului de cianurare a aurului

Introducere

Cianurarea aurului este un proces utilizat pe scară largă în industria minieră pentru extragerea aurului din minereurile sale. Adăugarea anumitor substanțe chimice poate influența semnificativ eficiența acestui proces. Printre acesti aditivi, Săruri de plumb au arătat efecte complexe, atât de activare, cât și de dezactivare, asupra Cianurarea aurului reacţie. Înțelegerea acestor efecte este crucială pentru optimizare Extracția aurului proceselor, reducerea costurilor și minimizarea impactului asupra mediului.

Elementele de bază ale procesului de cianurare a aurului

Cianurarea aurului, cunoscută și sub numele de procesul MacArthur-Forrest, implică reacția aurului cu cianură ioni în prezența oxigenului. Această reacție chimică permite aurului să se dizolve din matricea minereului în soluție, permițând recuperarea sa ulterioară. Cu toate acestea, prezența diferitelor impurități în minereu și condițiile de reacție pot afecta cât de repede și complet se dizolvă aurul.

Efectele de activare ale sărurilor de plumb

Mecanismul de activare

Rolul catalitic în reacțiile electrochimice

Sărurile de plumb pot acționa ca catalizatori în procesul de cianurare a aurului. În regiunea cu suprapotenţial scăzut (– 0.35 V faţă de Ag/AgCl), s-a demonstrat că adăugarea de sare de plumb accelerează procesul de leşiere a aurului în soluţiile de cianură. Experimentele de voltametrie ciclică (CV) indică faptul că plumbul participă la reacțiile electrochimice care au loc la suprafața aurului. În condiții de cianurare, aurul formează aliaje cu plumb. Aceste aliaje creează celule electrochimice minuscule pe suprafața aurului, unde reacțiile de oxidare și reducere au loc simultan. Reacția de oxidare la interfața aur-aliaj favorizează descompunerea aurului, în timp ce reacția de reducere implică oxigenul sau alte substanțe oxidante din soluție. Această acțiune electrochimică accelerează semnificativ rata totală de dizolvare a aurului.

Inhibarea reacțiilor de impuritate

În minereurile care conțin cupru și alte impurități, sărurile de plumb joacă un rol benefic. Mineralele de cupru din minereu pot consuma cianură și oxigen, concurând cu reacția aur - cianurare. Sărurile de plumb interacționează cu ionii de cupru sau cu minerale purtătoare de cupru, formând compuși insolubili care împiedică dizolvarea mineralelor de cupru. Acest lucru reduce cantitatea de cianură consumată de cupru, lăsând mai multă cianură disponibilă pentru reacția aur - cianurare și crescând astfel rata de leșiere a aurului. În minereurile cu aur bogat în cupru, s-a observat că adăugarea de săruri de plumb scade cantitatea de cupru dizolvată în soluția de cianură, menținând un raport favorabil pentru dizolvarea aurului.

Dovezi experimentale ale activării

Atât studiile de laborator, cât și cele industriale au confirmat Efect de activares de săruri de plumb. Într-un studiu asupra unui minereu purtător de aur cu 0.25% galenă, adăugarea de sare de plumb a îmbunătățit semnificativ rata de leșiere a aurului. Practicile industriale susțin, de asemenea, aceste constatări. În unele mine de aur, atunci când se prelucrează anumite tipuri de minereuri, adăugarea cantității potrivite de săruri de plumb a redus consumul de Cianura de sodiu de la peste 12 kg/t până la 5 kg/t și a crescut rata de recuperare a aurului la peste 98%.

Efectele de dezactivare ale sărurilor de plumb

Condiții de dezactivare

Prezența silicaților și a anumitor minerale purtătoare de plumb

În anumite circumstanțe, în special în prezența silicaților și a mineralelor specifice purtătoare de plumb, adăugarea de plumb poate încetini oxidarea aurului. La un potențial de – 0.35 V (față de Ag/AgCl), viteza cu care aurul se dizolvă scade. Motivul exact este complex, dar poate implica formarea de pelicule de suprafață sau interacțiunea substanțelor de plumb cu suprafața de aur, care împiedică ionii de cianură și oxigenul să ajungă la aur. De exemplu, unele minerale purtătoare de plumb reacționează cu soluția de cianură pentru a forma compuși care acoperă suprafața aurului, împiedicând progresul normal al reacției de cianurare.

Ridicat - minereuri de sulf

În minereurile cu conținut ridicat de sulf, adăugarea de plumb poate să nu fie benefică și poate duce chiar la dezactivare. Când conținutul de sulf din minereu este mare, mineralele sulfurate sunt oxidate la sulf elementar în timpul procesului de cianurare. Acest sulf elementar formează un strat pe suprafața de aur care îl împiedică să reacționeze cu soluția de cianură - oxigen. Plumbul poate promova oxidarea mineralelor sulfurate la sulf, inhibând și mai mult reacția de cianurare a aurului și provocând o scădere semnificativă a ratei de dizolvare a aurului.

Dovezi analitice ale dezactivării

Analiza spectroscopiei fotoelectronilor cu raze X (XPS) oferă dovezi ale efectelor de dezactivare. În probele din procesele de cianurare a minereului cu conținut ridicat de sulf cu adaos de plumb, spectrele XPS arată prezența substanțelor care conțin sulf pe suprafața aurului, indicând formarea stratului de sulf pasiv. Testele electrochimice confirmă, de asemenea, că rata de oxidare a aurului scade în prezența mineralelor purtătoare de silicați și plumb.

Factori care influențează echilibrul dintre activare și dezactivare

Concentrația de săruri de plumb

Cantitatea de săruri de plumb adăugată în sistemul de cianurare este crucială. La concentrații scăzute, sărurile de plumb au de obicei un efect activator, favorizând dizolvarea aurului. Dar dacă concentrația este prea mare, poate duce la formarea excesivă a produselor de reacție care provoacă dezactivarea. De exemplu, o concentrație prea mare de ioni de plumb poate duce la precipitarea complecșilor plumb - cianura care acoperă suprafața de aur și opresc reacția de cianurare.

Compoziția minereului

Compoziția minereului, inclusiv tipurile și cantitățile de minerale sulfurate, silicați și alte impurități, determină dacă sărurile de plumb acționează ca activatori sau dezactivatori. Minereurile cu un conținut ridicat de anumite minerale sulfurate, cum ar fi pirita din minereurile cu conținut ridicat de sulf, sunt mai susceptibile de a experimenta dezactivare atunci când se adaugă plumb. În schimb, minereurile cu o cantitate semnificativă de minerale de cupru pot beneficia de efectul de activare al sărurilor de plumb.

Condiții de reacție

Condițiile de reacție cum ar fi temperatura, pH-ul și concentrația de oxigen și cianura din soluție influențează, de asemenea, efectele de activare și dezactivare ale sărurilor de plumb. O temperatură mai ridicată poate accelera atât reacțiile benefice, cât și nocive legate de plumb. pH-ul soluției afectează modul în care există plumb și alți ioni de metal, influențând interacțiunile acestora cu aurul și alte minerale. O concentrație adecvată de oxigen este necesară pentru ca reacția de aur - cianurare să se desfășoare normal, iar sărurile de plumb pot interacționa cu oxigenul în diferite moduri în funcție de condiții, fie intensificând, fie inhibând reacția.

Concluzie

Sărurile de plumb au atât efecte de activare, cât și de dezactivare asupra procesului de cianurare a aurului. Efectele de activare, cum ar fi catalizarea reacțiilor electrochimice și reducerea interferenței impurităților, pot îmbunătăți semnificativ eficiența extracției aurului. Cu toate acestea, în anumite condiții, cum ar fi în prezența silicaților, a mineralelor specifice purtătoare de plumb sau a minereurilor cu conținut ridicat de sulf, sărurile de plumb pot provoca dezactivarea prin încetinirea oxidării aurului sau prin formarea de straturi blocante pe suprafața aurului. Înțelegerea factorilor care influențează aceste efecte, inclusiv concentrația de sare de plumb, compoziția minereului și condițiile de reacție, este esențială pentru utilizarea cu succes a sărurilor de plumb în cianurarea aurului. Controlând cu atenție acești factori, industria minieră poate optimiza extracția aurului, reduce consumul de reactiv, crește profitabilitatea și minimizează impactul asupra mediului. Cercetările viitoare s-ar putea concentra pe crearea de modele mai precise pentru a prezice comportamentul sării de plumb în diferite situații de prelucrare a minereului și pe găsirea de noi modalități de a contracara efectele de dezactivare.