Прямое электроизвлечение золота из раствора цианида

Введение

Цианирование долгое время было основным методом извлечения золота из руд. После процесса цианидного выщелачивания золото присутствует в цианидном растворе , известном как «насыщенный» раствор выщелачивания. Традиционно для извлечения золота из этого раствора использовались такие методы, как адсорбция на углероде (например, процесс «углерод в колонке» — CIC) и цементация цинком (процесс Меррилла-Кроу). Однако прямое электролитическое извлечение из цианидных растворов стало многообещающей альтернативой, предлагающей ряд преимуществ с точки зрения эффективности, стоимости и воздействия на окружающую среду.

Принцип прямого электролиза

Прямое электролитическое извлечение — это электрохимический процесс. В контексте извлечения золота из цианидных растворов, когда через цианидный раствор, содержащий золото в виде ауроцианидных комплексов ( Au(CN)₂⁻ ), проходит электрический ток, на электродах происходят следующие реакции:

• На катоде : Au(CN)_2^- + e^- \rightarrow Au + 2CN^-

Ионы золота в комплексе ауроцианида получают электрон и осаждаются в виде металлического золота на поверхности катода.

• На аноде : В зависимости от условий может происходить окисление воды или окисление других веществ в растворе. Например, 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻

Преимущества прямого электролиза

1. Простота : по сравнению с многоступенчатыми процессами, такими как адсорбция на углероде с последующим элюированием и электролитическим осаждением (в случае CIC), прямое электролитическое осаждение сокращает количество технологических операций. Это упрощает общий технологический процесс, облегчая его эксплуатацию и техническое обслуживание.

2. Экономическая эффективность : Благодаря меньшему количеству технологических этапов, потенциально снижаются капитальные и эксплуатационные затраты. Нет необходимости инвестировать в крупномасштабные установки по регенерации углерода (как в процессе CIC) или закупать большие объемы цинкового порошка (как в процессе Merrill Crowe).

3. Продукт высокой чистоты : Прямое электроосаждение золота позволяет получить на катоде осадок золота высокой чистоты. Это снижает необходимость в обширных процессах рафинирования на последующих этапах, что дополнительно экономит средства.

4. Экологические преимущества : Исключение использования цинка в процессе Merrill Crowe приводит к уменьшению образования цинксодержащих отходов. Кроме того, упрощение процесса может привести к снижению общего потребления химикатов и образования отходов.

Соображения процесса

1. Концентрация раствора : Концентрация золота в цианидном растворе является решающим фактором. Хотя прямое электролитическое осаждение может применяться к растворам с широким диапазоном концентраций золота, более высокие концентрации, как правило, приводят к более высокой скорости осаждения. Однако очень высокие концентрации золота могут потребовать специальной конструкции электродов для обеспечения равномерного осаждения.

2. Материалы электродов : Выбор материалов электродов имеет важное значение. В качестве катодного материала часто используется нержавеющая стальная вата благодаря ее большой площади поверхности, что позволяет эффективно осаждать золото. Для анода предпочтительны материалы, устойчивые к коррозии в цианидном растворе, такие как аноды с высокой размерной стабильностью (DSA).

3. pH и температура : pH раствора цианида необходимо тщательно контролировать. Обычно поддерживают слабощелочной pH, чтобы предотвратить разложение цианида. Температура раствора также может влиять на скорость электролитического осаждения: более высокие температуры, как правило, увеличивают скорость реакции, но также потенциально повышают риск разложения цианида.

Технологический процесс

1. Приготовление раствора : Раствор цианидного выщелачивания, полученный в результате кучного выщелачивания или других процессов цианирования, сначала подвергается предварительной обработке. Это может включать фильтрацию для удаления взвешенных твердых частиц, поскольку они могут препятствовать процессу электролитического осаждения и вызывать короткие замыкания между электродами.

2. Электролитическая ячейка : предварительно обработанный раствор затем подается в электролитическую ячейку. Ячейка снабжена анодом и катодом. При подаче электрического тока золото начинает осаждаться на катоде.

3. Извлечение золота : После того, как на катоде будет осаждено достаточное количество золота, катод извлекается из ячейки. Золото может быть удалено с катода механическим или химическим способом, в зависимости от природы материала катода. Затем удаленное золото подвергается дальнейшей очистке для получения золота высокой чистоты.

Проблемы и перспективы на будущее

1. Управление использованием цианида : Хотя прямое электролитическое осаждение имеет преимущества, использование цианида в общем процессе извлечения золота по-прежнему сопряжено с экологическими рисками и рисками для безопасности. Будущие исследования могут быть сосредоточены на интеграции прямого электролитического осаждения с альтернативными, менее токсичными методами выщелачивания.

2. Энергопотребление : Процесс электролитического осаждения требует значительного количества электроэнергии. Разработка более энергоэффективных электродных материалов и конструкций ячеек является областью активных исследований.

3. Масштабируемость : Как и в случае с любой новой технологией, масштабирование процесса прямого электролитического осаждения от лабораторного до промышленного масштаба требует тщательной оптимизации для обеспечения стабильной производительности и экономической эффективности.

Прямое электролитическое извлечение золота из цианидных растворов представляет собой значительный технологический прогресс в золотодобывающей промышленности. Дальнейшие исследования и разработки, направленные на решение существующих проблем, позволяют предположить, что в ближайшем будущем этот метод станет доминирующим способом извлечения золота .