Ролята на водородния пероксид в процесите на излужване с натриев цианид

Въведение

В областта на добива на злато и процесите за възстановяване на други метали, излугване с цианид, особено с натриев цианид, е широко използван метод от над век. Този процес, който създава разтворим метал - цианид комплекси, е ефективен, но е изправен пред няколко предизвикателства. Един от основните проблеми е относително бавната скорост на реакцията и необходимостта от адекватно снабдяване с кислород за разтваряне на метали като златото. Ето къде водороден прекис (H₂O₂) се очертава като обещаваща добавка за подобряване на процеса на излужване с цианид.

Основи на цианидното излугване

Цианидното излужване е ефикасно, защото цианидните йони могат да реагират с металите, за да образуват стабилни и разтворими комплекси. Когато става въпрос за извличане на злато, кислородът играе жизненоважна роля като окислител. Той помага за превръщането на златото във форма, която може да се комбинира с цианидни йони, което води до разтворим комплекс, който може да бъде допълнително обработен за получаване на злато. В много руди обаче кислородът, естествено наличен от въздуха, често не е достатъчен. Този недостиг води до бавни реакции и непълно извличане на метала.

Как водородният пероксид помага при излужването на цианиди

1. Снабдяване с кислород

Водородният пероксид е мощен окислител. Когато се добави към разтвора за излужване с цианид, той се разгражда и освобождава кислород. Това допълнително снабдяване с кислород значително усилва окислението на металите по време на процеса на излужване. В руди, които съдържат сулфидни минерали, например, окислението на тези сулфиди с кислород е от решаващо значение за освобождаването на златото вътре. Кислородът, отделен от водородния пероксид, може да ускори тази стъпка на окисление, което улеснява реакцията на цианида със златото по-късно.

2. Ускоряване на скоростта на излужване

Проучванията показват, че водородният пероксид може да увеличи общата скорост на процеса на излужване с цианид. Той не само осигурява допълнителен кислород, но и участва в химични реакции, които разрушават защитните слоеве върху повърхността на рудните частици. Понякога металните сулфиди или други минерали образуват слой върху частиците, съдържащи злато, който не позволява на цианида да достигне до златото. Водородният пероксид може да реагира с тези слоеве, или чрез окисляване, или чрез физическо разрушаване чрез действието на свободните радикали, получени по време на разлагането му. Това позволява на цианидните йони да имат по-лесен достъп до златото, като по този начин увеличава скоростта, с която златото се разтваря.

3. Намаляване на потреблението на цианид

При традиционното цианидно излугване, голямо количество цианид се използва не само в реакцията със златото, но и в странични реакции с други метални йони, присъстващи в рудата, като мед, цинк и желязо. Тези странични реакции намаляват ефективността на реакцията злато-цианид и увеличават общите разходи за процеса на излугване. Водородният пероксид може да помогне за намаляване на употребата на цианид по два начина. Първо, чрез засилване на окислението на златото, той насърчава по-бързото образуване на злато-цианидния комплекс, оставяйки по-малко време за реакция на цианида с други метали. Второ, водородният пероксид може да промени формата на някои интерфериращи метални йони, така че те да реагират по-малко с цианида. Например, той може да превърне железните йони в железни йони. Железните йони образуват по-малко стабилни комплекси с цианида, намалявайки количеството цианид, което се губи при непродуктивни странични реакции.

Казуси и експериментални доказателства

Многобройни лабораторни експерименти и промишлени изпитвания са доказали ефективността на водородния пероксид при цианидно излугване. В едно проучване на трудна за обработка златна руда, добавянето на водороден пероксид към разтвора за цианидно излугване е увеличило скоростта на излугване на златото с 20-30% в сравнение с традиционното цианидно излугване само с въздушна аерация. Времето за излугване също е намалено значително - от няколко дни до само няколко часа.

В индустриално приложение в златна мина, използването на водороден пероксид в процеса на излугване с цианид е довело до 15% намаление на консумация на цианид като същевременно се поддържа висок процент на добив на злато. Това не само намали оперативните разходи, свързани със закупуването на цианид, но и намали екологичните рискове, свързани с употребата и обезвреждането на цианид.

Съображения за използване на водороден пероксид

1. Концентрация

Идеалното количество водороден пероксид, което да се добави към разтвора за излужване с цианид, зависи от различни фактори, включително вида на рудата, концентрацията на цианид, която вече се намира в разтвора, и наличието на други минерали. Обикновено е установено, че концентрации между 0.1 - 1% (по обем) работят добре в повечето ситуации. Но ако концентрацията е твърде висока, тя може да причини свръхокисление на метали, включително злато. Това свръхокисление може да създаде по-малко разтворими златни съединения и да намали количеството злато, което може да бъде извлечено.

2. Контрол на pH

Нивото на pH на излугващия разтвор е много важно при използване на водороден пероксид. Излугването с цианид обикновено се извършва при високо pH (около 9 - 12), за да се предотврати образуването на токсичен циановодороден газ. Водородният пероксид е по-стабилен при по-високи стойности на pH. Ако обаче pH е изключително високо, това може да намали ефективността на водородния пероксид като окислител. Затова е необходим внимателен контрол на pH, за да се гарантира, че както цианидът, така и водородният пероксид работят оптимално в системата за излугване.

3. безопасност

Водородният пероксид е силен окислител и може да бъде опасен, ако не се борави правилно. Той може да раздразни кожата и очите, а в концентрирани форми може дори да бъде експлозивен. При използване на водороден пероксид при цианидно излугване трябва да се прилагат подходящи мерки за безопасност. Това включва използване на лични предпазни средства, правилно съхранение и боравене с химикала.

Заключение

Водородният пероксид е показал голям потенциал като добавка в Натриев цианид процеси на излужване. Чрез осигуряване на допълнителен кислород, ускоряване на скоростта на излужване и намаляване на потреблението на цианид, това може да подобри ефективността и икономическата жизнеспособност на извличането на метали, особено на злато. Въпреки това, както при всеки химичен процес, правилната оптимизация и стриктното спазване на протоколите за безопасност са от съществено значение за успешното му прилагане. Тъй като минната индустрия продължава да търси по-ефективни и устойчиви методи за екстракция, използването на водороден пероксид при цианидно излужване вероятно ще стане още по-важно в бъдеще.