Підвищення швидкості вилуговування золота та срібла в процесі ціанування аміаком, збагаченим киснем

Вступ

Видобуток золота та срібла з руд є складним та важливим процесом у гірничодобувній промисловості. Ціанування вже давно є домінуючим методом для цієї мети. Однак постійно докладаються зусилля для оптимізації процесу, щоб покращити швидкість вилуговування дорогоцінних металів та підвищити загальну ефективність. Одним із таких підходів, який показав себе багатообіцяючим, є використання аміак у процесі ціанування, багатого на кисень. У цій статті детально розглядається, як аміак може відігравати значну роль у підвищенні швидкості вилуговування золота та срібла.

Основи ціанування

Ціанування базується на принципі, що слабкі розчини натрію або калію ціанід мають переважну розчинну дію на дрібні частинки металевого золота та срібла порівняно з іншими матеріалами, які зазвичай містяться в золотих рудах. У цьому процесі, коли свіжі поверхні золота піддаються впливу ціаніду у водному розчині, що містить вільний кисень, відбувається хімічна реакція, в результаті якої утворюється ціанідна сполука золота разом з гідроксидом.

Процес вимагає ретельного контролю кількох факторів. Наприклад, вирішальне значення має концентрація розчину ціаніду. Зазвичай використовується концентрація розчину приблизно один фунт ціаніду (еквівалент KCN) на тонну розчину (води), оскільки цього було виявлено достатньо для більшості прямих ціанідних циклів. Експериментальні роботи показали, що така концентрація забезпечує максимальну розчинну здатність. Крім того, слабкий розчин менше піддається впливу ціаніцидів (мінералів, які можуть мати шкідливий вплив на процес ціанування), а небезпека отруєння парами, що утворюються внаслідок випаровування в спекотну погоду, зменшується.

Температура також відіграє важливу роль. У холодному кліматі розчини часто нагрівають приблизно до 70 °C для підтримки ефективного розчинення. Вище цієї температури втрата ціаніду внаслідок розкладання стає суттєвою проблемою. Теоретично, золото найшвидше розчиняється в розчині за температури 138 °C.

Роль аміаку в процесі ціанування, збагаченого киснем

Комплексоутворення з іонами металів

Аміак може утворювати комплексні сполуки з різними іонами металів, присутніми в руді. У контексті видобутку золота та срібла він може взаємодіяти з іонами міді, які зазвичай зустрічаються в багатьох золотих рудах. Мідь може споживати ціанід і перешкоджати вилуговуванню золота та срібла. Утворюючи мідно-аміачні комплекси, аміак зменшує конкуренцію за ціанід-іони, роблячи більше ціаніду доступним для розчинення золота та срібла. В результаті, присутність аміаку допомагає підтримувати вищу концентрацію вільних ціанід-іонів у розчині, що сприяє вилуговуванню золота та срібла.

Вплив на електрохімічне середовище

Аміак також може змінювати електрохімічне середовище системи вилуговування. Він може впливати на окисно-відновний потенціал розчину, що, у свою чергу, впливає на окислення та розчинення золота та срібла. У середовищі, багатому на кисень, присутність аміаку може посилити активацію молекул кисню. Ця посилена активація кисню сприяє окисленню золота та срібла до відповідних ціанідних комплексів. Наприклад, у випадку золота, шлях реакції може бути модифікований таким чином, щоб полегшити утворення відповідного ціанідного комплексу золота.

Покращення властивостей мінеральної поверхні

Аміак може взаємодіяти з поверхнею мінералів у руді. Властивості поверхні деяких мінералів, які важко вилуговувати безпосередньо, можуть бути змінені аміаком. Ця модифікація може зробити поверхню більш реакційною по відношенню до іонів ціаніду, тим самим покращуючи загальну ефективність вилуговування. Наприклад, деякі мінерали, що містять срібло, можуть мати поверхневе покриття, яке перешкоджає доступу іонів ціаніду. Аміак може реагувати з цим покриттям або адсорбуватися на поверхні мінералу, змінюючи його заряд та хімічну реакційну здатність, і дозволяючи іонам ціаніду ефективніше реагувати зі сріблом у мінералі.

Тематичні дослідження та практичне застосування

У практичному застосуванні на золото-срібному руднику використання процесу побічного подрібнення під час вилуговування та ціанування, збагаченого киснем, поєднувалося з додаванням аміаку. За умови, що початковий виробничий процес залишався незмінним, на першому етапі подрібнення було проведено додавання відповідної кількості аміаку. Результати були вражаючими. Порівняно зі ситуацією без додавання аміаку, швидкість вилуговування золота ціануванням збільшилася на 0.47%, швидкість вилуговування срібла збільшилася на 5.33%, а швидкість вилуговування міді зменшилася на 6.50%. Це не тільки покращило вилучення дорогоцінних металів, але й зменшило розчинення міді, що часто є небажаним побічним ефектом, оскільки мідь може поглинати ціанід та ускладнювати подальші процеси вилучення металу.

В іншому дослідженні конкретного типу золото-срібної руди додавання аміаку в процес ціанування, багатого на кисень, призвело до значного покращення кінетики вилуговування. Час, необхідний для досягнення високого рівня вилуговування золота та срібла, скоротився. Це не тільки збільшило продуктивність процесу вилуговування, але й заощадило енергію та ресурси в довгостроковій перспективі.

Оптимізація та міркування

Хоча аміак демонструє великий потенціал у підвищенні швидкості вилуговування золота та срібла в процесі ціанування, багатого на кисень, необхідно оптимізувати кілька факторів. Концентрація доданого аміаку є критично важливою. Занадто мала кількість аміаку може не мати суттєвого впливу на комплексоутворення, електрохімічне середовище або модифікацію поверхні мінералу. З іншого боку, надмірна кількість аміаку може призвести до збільшення витрат, потенційних екологічних проблем і навіть може порушити загальний хімічний баланс системи вилуговування.

Значення pH розчину для вилуговування також потребує ретельного контролю. Аміак є слабкою основою, і його додавання може впливати на pH розчину. Оскільки процес ціанування чутливий до pH, підтримка оптимального діапазону pH (зазвичай близько 10-11) є важливою для належного функціонування ціанідних іонів та загальної кінетики реакції.

Крім того, необхідно враховувати сумісність аміаку з іншими реагентами, що використовуються в процесі, такими як вапно (яке часто додають для регулювання pH та запобігання утворенню ціанистого водню). Забезпечення гармонії всіх хімічних реакцій у системі вилуговування має вирішальне значення для максимізації швидкості вилуговування золота та срібла.

Висновок

Використання аміаку в процесі ціанування, збагаченого киснем, пропонує життєздатний та ефективний спосіб підвищення швидкості вилуговування золота та срібла. Завдяки комплексоутворенню з іонами металів, модифікації електрохімічного середовища та покращенню властивостей поверхні мінералів, аміак може значно підвищити ефективність вилучення дорогоцінних металів. Однак, для повної реалізації переваг цього підходу необхідна ретельна оптимізація таких параметрів, як концентрація аміаку, контроль pH та сумісність з іншими реагентами. Оскільки гірничодобувна промисловість продовжує шукати більш ефективні та стійкі способи вилучення дорогоцінних металів, роль аміаку в процесах ціанування, ймовірно, приверне ще більше уваги та потребуватиме подальших досліджень.