Объяснение потребления цианида натрия при добыче золота

В процессе извлечения золота из цианистых соединений, Цианид натрия потребляется несколькими способами. Цианид натрия является наиболее часто используемым выщелачивающий агент при добыче золота, и теоретически только 0.5 грамма Цианид натрия необходимо для выщелачивания 1 грамма золота. Однако на большинстве заводов по цианированию золота фактический расход цианида значительно выше, часто превышая теоретические расчеты в 50–100 раз.

Основные факторы, способствующие высокому потреблению цианида в процесс цианирования золота следующие:

1. Расход цианида в процессе растворения золота

Цианидные заводы используют цианид натрия для растворения золота из руды с целью извлечения золота из щелока. Химические реакции следующие:

• [2Au+4NaCN+O2+2H2O→2Na[Au(CN)2]+2NaOH+H2O2]

• [ 2Au+4NaCN+H2O2→2Na[Au(CN)2]+2NaOH]

Из электрохимических реакций известно, что для растворения 1 грамма золота требуется расход 0.92 грамма цианида натрия.

2. Расход цианида в реакциях с сопутствующими неблагородными металлами

(1) Некоторые золотые руды содержат сопутствующие минералы, такие как пирит, магнетит, халькопирит, сульфатные минералы, гидроксиды и оксиды. На этапе дробления образуется железный порошок, который медленно реагирует с цианидом натрия, увеличивая потребление цианида. Реакции следующие:

• [FeS2+NaCN→FeS+NaCNS]

• [Fe(OH)2+2NaCN→Fe(CN)2+2NaOH]

• [ Fe+6NaCN+2H2O→Na4Fe(CN)6+2NaOH+H2↑]

• [S+NaCN→NaCNS]

(2) Если золотая руда содержит различные типы медных минералов, они также будут реагировать с цианидом натрия, образуя комплексы цианида меди, потребляя цианид в процессе. Реакции следующие:

• [ 2CuSO4+4NaCN→Cu2(CN)2+2Na2SO4+(CN)2↑]

• [ 2Cu2S+4NaCN+2H2O+O2→Cu2(CN)2+Cu2(CNS)2+4NaOH]

Из-за сильной реакционной способности цианида натрия по отношению ко многим минералам меди для растворения 2.3 грамма меди обычно требуется от 3.4 до 1 грамма цианида.

(3) Если исходная золотая руда содержит сфалерит или смитсонит, они также будут реагировать с цианидом натрия с образованием цианида цинка и карбонатов. Реакции следующие:

• [ ZnS+4NaCN→Na2[Zn(CN)4]+Na2S]

• [ ZnCO3+4NaCN→Na2Zn(CN)4+Na2CO3]

(4) Если золотая руда содержит арсенопирит, ртуть, селен, теллур и т. д., они также будут реагировать с цианидом натрия. Когда рудное тело содержит углеродистые породы, особенно богатые органическим углеродом, адсорбция цианида усиливается, что затрудняет выщелачивание золота цианидом.

3. Гидролиз цианидов

В растворе, цианиды подвергаются различной степени гидролиза в зависимости от pH, причем количество образующегося цианида водорода зависит от щелочности раствора. Реакцию можно представить следующим образом:

• [NaCN + H2O → NaOH + HCN↑]

• [CN⁻ + 2H2O → HCOO⁻ + NH3]

После гидролиза часть цианида образует цианистый водород, а другая часть окислительно гидролизуется, постепенно образуя муравьиную кислоту и аммиак. При 100°C CN⁻ теряет 50%, а при 130°C — 85%.

В процессе цианирования для добычи золота цианистый водород является высокотоксичным газом. Если не управлять им должным образом, это может привести к увеличению использования NaCN, повышению производственных затрат и загрязнению окружающей среды, а также создать риски для здоровья операторов. Количество производимого HCN варьируется в зависимости от pH раствора: при pH 10.5 образуется только 6.1% цианистого водорода; при pH 10 оно увеличивается до 17%; при pH 9.5 оно достигает 39.2%; а при pH 9.0 оно составляет 67.1%. Поэтому на заводах CIP (уголь в пульпе) для золота pH обычно регулируется до 11–12, чтобы контролировать гидролиз цианидов.

4. Окисление цианида (CN-) растворенным кислородом (O2)

Для повышения скорости растворения золота в реакции должны участвовать как CN-, так и O2. При комнатной температуре и давлении максимальная растворимость кислорода составляет 8.2 мг/л. Добавление сильного окислителя может увеличить концентрацию кислорода в растворе, значительно ускоряя процесс выщелачивания. Однако соотношение кислорода и цианида должно быть сбалансировано; в противном случае скорость выщелачивания может снизиться. Растворенный кислород реагирует с цианидом с образованием цианата, который стабилен в щелочных растворах. Однако при pH ниже 7 он гидролизуется с образованием аммиака и бикарбоната. Уравнения реакции следующие:

• [1/2 O2 + CN– → (CNO)–]

• [(CNO)– + 2 H2O → HCO3– + NH3]

Следовательно, эта реакция может привести к расходу цианида в процессах выщелачивания или электролиза.

5. Адсорбция цианида глиной

В процессе цианирования сульфид железа в руде образует гидроксид железа, а силикаты в руде образуют коллоидный кремнезем в щелочной среде. Оба эти вещества обладают определенной способностью адсорбировать цианид, что приводит к потере цианида вместе с остатком выщелачивания.

6. Потребление цианида другими веществами

(1) При перемешивании пульпы и заполнении ее воздухом в растворе будет содержаться CO2. CO2 также будет реагировать с цианидом.

• [2NaCN+CO2+H2O→Na2CO3+2HCN↑]

(2) Сульфидные минералы, такие как пирит в исходной руде, реагируют с растворенным кислородом (O2) в рудной пульпе, а полученные сульфиты и сульфаты также будут реагировать с цианидом.

• [FeS+2O2→FeSO4]

• [FeSO4+6NaCN→Na4Fe(CN)6+Na2SO4]

Перед выщелачиванием можно добавить небольшое количество CaO или Ca(OH)2, чтобы нейтрализовать кислоту и предотвратить возникновение вышеуказанной реакции.

в заключение

Выше приведены 6 аспектов потребления цианида в процессе цианирования золота. Помимо цианида, необходимого для нормального растворения золота, существует множество необязательных расходов, таких как реакция с другими сопутствующими минералами, самогидролиз и т. д. 

Если у вас есть какие-либо вопросы по вышеуказанному содержанию или вы хотите узнать больше, вы можете обратиться в службу поддержки клиентов онлайн или отправить сообщение, мы свяжемся с вами как можно скорее!