Повећање брзине излучивања злата и сребра у процесу цијанидације богате кисеоником помоћу амонијака

Увод

Екстракција злата и сребра из руда је сложен и кључан процес у рударској индустрији. Цијанизација је дуго била доминантна метода за ову сврху. Међутим, улажу се континуирани напори да се оптимизује процес како би се побољшале стопе излучивања племенитих метала и повећала укупна ефикасност. Један такав приступ који се показао обећавајућим је употреба амонијака у процесу цијанизације богате кисеоником. Овај чланак се бави тиме како амонијак може играти значајну улогу у повећању стопе излучивања злата и сребра.

Основе цијанизације

Цијанидација се заснива на принципу да слаби раствори натријум или калијум цијанида имају преференцијално дејство растварања на мале честице металног злата и сребра у односу на друге материјале који се обично налазе у рудама злата. У овом процесу, када се свеже површине злата изложе цијаниду у воденом раствору који садржи слободан кисеоник, долази до хемијске реакције која формира једињење цијанида злата заједно са хидроксидом.

Процес захтева пажљиву контролу неколико фактора. На пример, јачина раствора цијанида је кључна. Обично се користи раствор јачине око једне фунте цијанида (еквивалент KCN) на тону раствора (воде), јер се показало да је то довољно јако за већину директних цијанидних кола. Експериментални рад је показао да ова јачина пружа максималну моћ растварања. Поред тога, слаб раствор је мање погођен цијаницидима (минерали који могу имати штетне ефекте на процес цијанидације), а опасност од тровања испарењима која настају испаравањем по врућем времену је смањена.

Температура такође игра виталну улогу. У хладним климатским условима, раствори се често загревају на око 70 °C како би се одржало ефикасно дејство растварања. Изнад ове температуре, губитак цијанида разлагањем постаје значајан проблем. Теоретски, злато се најбрже раствара у раствору на температури од 138 °C.

Улога амонијака у процесу цијанидације богате кисеоником

Комплексизација са металним јонима

Амонијак може да формира комплексна једињења са различитим металним јонима присутним у руди. У контексту екстракције злата и сребра, може да интерагује са јонима бакра, који се често налазе у многим рудама злата. Бакар може да конзумира цијанид и омета испирање злата и сребра. Формирањем комплекса бакра и амонијака, амонијак смањује конкуренцију за цијанидне јоне, чинећи више цијанида доступним за растварање злата и сребра. Као резултат тога, присуство амонијака помаже у одржавању веће концентрације слободних цијанидних јона у раствору, што је корисно за испирање злата и сребра.

Утицај на електрохемијско окружење

Амонијак такође може да промени електрохемијско окружење система за лужење. Може утицати на редокс потенцијал раствора, што заузврат утиче на оксидацију и растварање злата и сребра. У окружењу богатом кисеоником, присуство амонијака може појачати активацију молекула кисеоника. Ова појачана активација кисеоника подстиче оксидацију злата и сребра до њихових одговарајућих цијанидних комплекса. На пример, у случају злата, реакциони пут може бити модификован на начин који олакшава ефикасније формирање релевантног златно-цијанидног комплекса.

Побољшање својстава минералне површине

Амонијак може да реагује са површином минерала у руди. Неки минерали које је тешко директно излужити могу имати модификована површинска својства амонијаком. Ова модификација може учинити површину реактивнијом према цијанидним јонима, чиме се побољшава укупна ефикасност излуживања. На пример, одређени минерали који садрже сребро могу имати површински премаз који спречава приступ цијанидним јонима. Амонијак може да реагује са овим премазом или да се адсорбује на површини минерала, мењајући његово наелектрисање и хемијску реактивност и омогућавајући цијанидним јонима да ефикасније реагују са сребром унутар минерала.

Студије случаја и практичне примене

У практичној примени у руднику злата и сребра, употреба бочног млевења током испирања и процеса цијанизације богате кисеоником комбинована је са додатком амонијака. Под условом да је оригинални производни процес остао непромењен, извршено је додатак одговарајуће количине амонијака у првој фази млевења. Резултати су били изванредни. У поређењу са ситуацијом без додавања амонијака, брзина испирања цијанизацијом злата повећала се за 0.47%, брзина испирања сребра повећала се за 5.33%, а брзина испирања бакра смањила се за 6.50%. Ово је не само побољшало опоравак племенитих метала, већ је и смањило растварање бакра, што је често нежељени споредни ефекат, јер бакар може да троши цијанид и да искомпликује накнадне процесе испирања метала.

У другој студији о специфичној врсти руде злата и сребра, додавање амонијака у процес цијанидације богате кисеоником довело је до значајног побољшања кинетике лужења. Време потребно за постизање високог нивоа лужења злата и сребра је смањено. Ово је не само повећало пропусност процеса лужења, већ је и дугорочно уштедело енергију и ресурсе.

Оптимизација и разматрања

Иако амонијак показује велики потенцијал у повећању брзине излучивања злата и сребра у процесу цијанидације богате кисеоником, потребно је оптимизовати неколико фактора. Концентрација додатог амонијака је критична. Премало амонијака можда неће имати значајан утицај на комплексизацију, електрохемијско окружење или модификацију површине минерала. С друге стране, прекомерна количина амонијака може довести до повећања трошкова, потенцијалних еколошких проблема, па чак и до пореметења укупне хемијске равнотеже система за излучивање.

pH вредност раствора за лужење такође треба пажљиво контролисати. Амонијак је слаба база и његово додавање може утицати на pH раствора. Пошто је процес цијанидације осетљив на pH, одржавање оптималног pH опсега (обично око 10 - 11) је неопходно за правилно функционисање цијанидних јона и укупну кинетику реакције.

Штавише, потребно је узети у обзир компатибилност амонијака са другим реагенсима који се користе у процесу, као што је креч (који се често додаје ради подешавања pH вредности и спречавања стварања водоник цијанида). Осигуравање да све хемијске реакције у систему за лужење функционишу у хармонији је кључно за максимизирање брзине лужења злата и сребра.

Закључак

Употреба амонијака у процесу цијанидације богате кисеоником нуди одржив и ефикасан начин за повећање брзине излучивања злата и сребра. Кроз комплексизацију са металним јонима, модификацију електрохемијског окружења и побољшање својстава површине минерала, амонијак може значајно побољшати ефикасност екстракције племенитих метала. Међутим, пажљива оптимизација параметара као што су концентрација амонијака, контрола pH вредности и компатибилност са другим реагенсима је неопходна да би се у потпуности оствариле предности овог приступа. Како рударска индустрија наставља да тражи ефикасније и одрживије начине за екстракцију племенитих метала, улога амонијака у процесима цијанидације ће вероватно добити још више пажње и даља истраживања.