Direkt elektrovinst av guld från cyanidlösning

Beskrivning

Cyanidering har länge varit den primära metoden för att utvinna guld ur malmer. Efter cyanidlakningsprocessen finns guldet i cyanidlösningen , känd som den pregnanta lakningslösningen. Traditionellt har metoder som koladsorption (såsom Carbon-in-Column - CIC-processen) och zinkcementering (Merrill Crowe-processen) använts för att utvinna guld från denna lösning. Direkt elektrolytisk utvinning från cyanidlösningar har dock framstått som ett lovande alternativ, vilket erbjuder flera fördelar vad gäller effektivitet, kostnad och miljöpåverkan.

Principen för direkt elektrovinst

Direkt elektrolytisk utvinning är en elektrokemisk process. I samband med guldutvinning från cyanidlösningar, när en elektrisk ström passerar genom cyanidlösningen som innehåller guld i form av aurocyanidkomplex ( Au(CN)_2^- ), sker följande reaktioner vid elektroderna:

• Vid katoden : Au(CN)₂ + e₂ \rightarrow Au + 2CN₂

Guldjoner i aurocyanidkomplexet får en elektron och avsätts som metalliskt guld på katodytan.

• Vid anoden : Beroende på förhållandena kan vattenoxidation eller oxidation av andra ämnen i lösningen förekomma. Till exempel, 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-

Fördelar med direkt elektrovinst

1. Enkelhet : Jämfört med flerstegsprocesser som koladsorption följt av eluering och elektrolytisk utvinning (i fallet med CIC) minskar direkt elektrolytisk utvinning antalet enhetsoperationer. Detta förenklar det övergripande processflödet, vilket gör det enklare att använda och underhålla.

2. Kostnadseffektivitet : Med färre processteg finns det potential för lägre kapital- och driftskostnader. Det finns inget behov av att investera i storskaliga kolregenereringsanläggningar (som i CIC) eller köpa stora mängder zinkpulver (som i Merrill Crowe-processen).

3. Högrenhetsprodukt : Direkt elektroavsättning av guld kan resultera i en högrenhetsguldavsättning på katoden. Detta kan minska behovet av omfattande raffineringsprocesser nedströms, vilket ytterligare sparar kostnader.

4. Miljöfördelar : Genom att eliminera användningen av zink i Merrill Crowe-processen minskar mängden zinkhaltigt avfall. Dessutom kan förenklingen av processen leda till en minskning av den totala kemikalieanvändningen och avfallsproduktionen.

Processöverväganden

1. Lösningskoncentration : Koncentrationen av guld i cyanidlösningen är en avgörande faktor. Medan direkt elektrolytisk utvinning kan tillämpas på lösningar med ett brett spektrum av guldkoncentrationer, resulterar högre koncentrationer i allmänhet i snabbare avsättningshastigheter. Mycket höga guldkoncentrationer kan dock kräva speciella elektrodkonstruktioner för att säkerställa enhetlig avsättning.

2. Elektrodmaterial : Valet av elektrodmaterial är viktigt. Rostfritt stålull används ofta som katodmaterial på grund av dess höga ytarea, vilket möjliggör effektiv guldavsättning. För anoden föredras material som är resistenta mot korrosion i cyanidlösningen, såsom dimensionsstabila anoder (DSA).

3. pH och temperatur : Cyanidlösningens pH-värde måste kontrolleras noggrant. Ett svagt alkaliskt pH upprätthålls vanligtvis för att förhindra nedbrytning av cyanid. Lösningens temperatur kan också påverka hastigheten för elektrolytisk utvinning, där högre temperaturer generellt ökar reaktionshastigheten men också potentiellt ökar risken för cyanidsönderdelning.

Process flöde

1. Lösningsberedning : Den pregnanta cyanidlakningslösningen från höglakningen eller andra cyanideringsprocesser förbehandlas först. Detta kan innebära filtrering för att avlägsna suspenderade ämnen, eftersom dessa kan störa elektrolytisk utvinning och orsaka kortslutningar mellan elektroderna.

2. Elektrolytisk cell : Den förbehandlade lösningen matas sedan in i elektrolytisk cell. Cellen är utrustad med en anod och en katod. När en elektrisk ström appliceras börjar guld avsättas på katoden.

3. Guldutvinning : När en tillräcklig mängd guld har deponerats på katoden avlägsnas katoden från cellen. Guldet kan avlägsnas från katoden antingen mekaniskt eller kemiskt, beroende på katodmaterialets natur. Det avskalade guldet raffineras sedan ytterligare för att erhålla guld med hög renhet.

Utmaningar och framtidsutsikter

1. Cyanidhantering : Även om direkt elektrolytisk utvinning erbjuder fördelar, innebär användningen av cyanid i den övergripande guldutvinningsprocessen fortfarande miljö- och säkerhetsrisker. Framtida forskning kan fokusera på att integrera direkt elektrolytisk utvinning med alternativa, mindre giftiga urlakningsmetoder.

2. Energiförbrukning : Elektrolytisk utvinning kräver en betydande mängd elektrisk energi. Utveckling av mer energieffektiva elektrodmaterial och cellkonstruktioner är ett område för aktiv forskning.

3. Skalbarhet : Precis som med all ny teknik måste uppskalning av direkt elektrolytisk utvinning från laboratorieskala till industriell skala noggrant optimeras för att säkerställa konsekvent prestanda och kostnadseffektivitet.

Direkt elektrolytisk utvinning av guld från cyanidlösningar representerar ett betydande tekniskt framsteg inom guldgruveindustrin. Med ytterligare forskning och utveckling för att möta de befintliga utmaningarna har det potential att bli en dominerande metod för guldutvinning inom en snar framtid.