Роль перекиси водорода в процессах выщелачивания цианида натрия

Введение

В области добычи золота и других процессов извлечения металлов, цианидное выщелачиваниеособенно с цианид натрия, был широко используемым методом на протяжении более века. Этот процесс, который создает растворимый металл - цианид комплексы, эффективны, но сталкиваются с рядом проблем. Одной из основных проблем является относительно медленная скорость реакции и необходимость достаточного количества кислорода для растворения металлов, таких как золото. Это где перекись водорода (H₂O₂) оказался перспективной добавкой для улучшения процесса выщелачивания цианидом.

Основы цианирования

Выщелачивание цианидом работает, потому что ионы цианида могут реагировать с металлами, образуя стабильные и растворимые комплексы. Когда дело доходит до извлечения золота, кислород играет жизненно важную роль в качестве окислителя. Он помогает преобразовывать золото в форму, которая может соединяться с ионами цианида, в результате чего получается растворимый комплекс, который может быть далее обработан для получения золота. Однако во многих рудах кислорода, естественно доступного из воздуха, часто недостаточно. Этот дефицит приводит к медленным реакциям и неполному извлечению металла.

Как перекись водорода помогает в выщелачивании цианида

1. Подача кислорода

Перекись водорода является мощным окислителем. При добавлении в раствор для выщелачивания цианида она распадается и выделяет кислород. Этот дополнительный источник кислорода значительно усиливает окисление металлов в процессе выщелачивания. Например, в рудах, содержащих сульфидные минералы, окисление этих сульфидов кислородом имеет решающее значение для высвобождения золота внутри. Кислород, выделяемый перекисью водорода, может ускорить этот этап окисления, облегчая последующую реакцию цианида с золотом.

2. Ускорение скорости выщелачивания

Исследования показали, что перекись водорода может увеличить общую скорость процесса выщелачивания цианидом. Она не только обеспечивает дополнительный кислород; она также участвует в химических реакциях, которые разрушают защитные слои на поверхности частиц руды. Иногда сульфиды металлов или другие минералы образуют слой на частицах, содержащих золото, который не дает цианиду достичь золота. Перекись водорода может реагировать с этими слоями, либо окисляя их, либо физически разрушая их под действием свободных радикалов, образующихся при ее разложении. Это позволяет ионам цианида легче получать доступ к золоту, тем самым увеличивая скорость растворения золота.

3. Сокращение потребления цианида

При традиционном выщелачивании цианидом большое количество цианида используется не только в реакции с золотом, но и в побочных реакциях с другими ионами металлов, присутствующими в руде, такими как медь, цинк и железо. Эти побочные реакции снижают эффективность реакции золото-цианид и увеличивают общую стоимость процесса выщелачивания. Перекись водорода может помочь снизить использование цианида двумя способами. Во-первых, усиливая окисление золота, она способствует более быстрому образованию комплекса золото-цианид, оставляя меньше времени для реакции цианида с другими металлами. Во-вторых, перекись водорода может изменять форму некоторых мешающих ионов металлов, так что они меньше реагируют с цианидом. Например, она может преобразовывать ионы железа в ионы железа. Ионы железа образуют менее стабильные комплексы с цианидом, уменьшая количество цианида, теряемого в непродуктивных побочных реакциях.

Исследования случаев и экспериментальные доказательства

Многочисленные лабораторные эксперименты и промышленные испытания доказали эффективность перекиси водорода при выщелачивании цианидом. В одном исследовании труднообрабатываемой золотой руды добавление перекиси водорода в раствор для выщелачивания цианидом увеличило скорость выщелачивания золота на 20–30 % по сравнению с традиционным выщелачиванием цианидом с использованием только аэрации воздухом. Время выщелачивания также значительно сократилось — с нескольких дней до нескольких часов.

В промышленном масштабе золотодобычи использование перекиси водорода в процессе выщелачивания цианидом привело к снижению выбросов на 15%. потребление цианида при этом сохраняя высокую скорость извлечения золота. Это не только снизило эксплуатационные расходы, связанные с покупкой цианида, но и снизило экологические риски, связанные с использованием и утилизацией цианида.

Рекомендации по использованию перекиси водорода

1. Концентрация

Идеальное количество перекиси водорода для добавления в раствор для выщелачивания цианидом зависит от различных факторов, включая тип руды, концентрацию цианида, уже находящегося в растворе, и присутствие других минералов. Как правило, концентрации от 0.1 до 1% (по объему) хорошо работают в большинстве ситуаций. Но если концентрация слишком высока, это может вызвать переокисление металлов, включая золото. Это переокисление может привести к образованию менее растворимых соединений золота и уменьшению количества золота, которое можно извлечь.

2. Контроль pH

Уровень pH выщелачивающего раствора очень важен при использовании перекиси водорода. Выщелачивание цианидом обычно происходит при высоком pH (около 9–12), чтобы предотвратить образование токсичного цианистого водорода. Перекись водорода более стабильна при более высоких значениях pH. Однако, если pH чрезвычайно высок, это может снизить эффективность перекиси водорода как окислителя. Поэтому необходим тщательный контроль pH, чтобы гарантировать, что и цианид, и перекись водорода работают оптимально в системе выщелачивания.

3. безопасности

Перекись водорода является сильным окислителем и может быть опасной при неправильном обращении. Она может раздражать кожу и глаза, а в концентрированных формах может быть даже взрывоопасной. При использовании перекиси водорода в цианидном выщелачивании необходимо соблюдать надлежащие меры безопасности. Это включает использование средств индивидуальной защиты, правильное хранение и обращение с химикатом.

Заключение

Перекись водорода показала большой потенциал в качестве добавки в Цианид натрия процессы выщелачивания. Обеспечивая дополнительный кислород, ускоряя скорость выщелачивания и снижая потребление цианида, он может повысить эффективность и экономическую жизнеспособность извлечения металлов, особенно золота. Однако, как и в случае любого химического процесса, для его успешного внедрения необходимы правильная оптимизация и строгое соблюдение протоколов безопасности. Поскольку горнодобывающая промышленность продолжает искать более эффективные и устойчивые методы извлечения, использование перекиси водорода при выщелачивании цианидом, вероятно, станет еще более важным в будущем.