Osnovni principi ispiranja cijanidacijom zlata

Cijanidacija zlata, ključni hidrometalurški proces, bila je temelj ekstrakcija zlata više od jednog stoljeća od njegove komercijalizacije 1890-ih. Ovaj članak istražuje ključne hemijske i fizičke mehanizme koji podupiru cijanidacijsko ispiranje zlata, nudeći sveobuhvatno razumijevanje ove nezamjenjive tehnike u industriji rudarstva zlata.

Hemijske reakcije: Srž cijanidacije

Proces cijanidacije se oslanja na jedinstvenu reaktivnost zlata u prisustvu joni cijanida (CN⁻) i oksidansa, obično kisika iz zraka. Osnovna hemijska reakcija može se sažeti na sljedeći način: Četiri mola zlata (Au), reagiraju s osam molova Sodium Cyanide (NaCN), jedan mol kisika (O₂) iz zraka i dva mola vode (H₂O) proizvode četiri mola natrijum dicijanoaurata(I) (Na[Au(CN)₂]) i četiri mola natrijum hidroksida (NaOH).

U ovoj reakciji, atomi zlata se oksidiraju do oksidacijskog stanja +1 i formiraju stabilne dicijanoauratne(I) komplekse \([Au(CN)_2]^- \). Cijanidni ioni djeluju kao kompleksirajući agensi, stabilizirajući ione zlata u otopini, dok kisik služi kao akceptor elektrona, potičući oksidaciju zlata. Ovaj mehanizam redoks kompleksacije omogućava selektivno otapanje zlata iz njegovih ruda, čak i pri relativno niskim temperaturama. cijanid koncentracije (0.01 - 0.1%).

Fizički procesi: Prijenos mase i kinetika ispiranja

Pored hemijskih reakcija, efikasnost cijanizacija zlata regulirana je fizičkim procesima kao što su prijenos mase i difuzija. Na ukupnu brzinu ispiranja utječe difuzija reaktanata (cijanida i kisika) na površinu zlata i difuzija formiranih dicijanoauratnih kompleksa dalje od površine. Prema modelu skupljajućeg jezgra, ispiranje zlata se odvija u tri uzastopna koraka:

1. Vanjski prijenos maseCijanid i kisik difundiraju kroz granični sloj koji okružuje česticu zlata.

2. Površinska reakcijaOksidacija i kompleksacija se odvijaju na granici između zlata i rastvora.

3. Unutrašnja difuzijaFormirani kompleksi zlata i cijanida difundiraju iz čestice. Najsporiji od ovih koraka određuje ukupnu brzinu ispiranja, često je to vanjski prijenos mase ili površinska reakcija, ovisno o radnim uvjetima.

Uticajni faktori na efikasnost cijanidacije

Nekoliko ključnih faktora značajno utiče na performanse cijanidacije zlata:

• Koncentracija cijanidaZa formiranje stabilnih kompleksa potrebna je odgovarajuća količina cijanida, ali prekomjerne količine mogu dovesti do povećanja troškova i ekoloških problema. Optimalne koncentracije variraju ovisno o karakteristikama rude.

• Dostupnost kiseonikaDovoljna opskrba kisikom je ključna za oksidacijsku reakciju. Metode aeracije, poput mehaničkog miješanja ili propuhivanja zrakom, koriste se za poboljšanje prijenosa kisika.

• pH kontrolaProces se obično izvodi pri visokom pH (9 - 11) kako bi se suzbilo stvaranje toksičnog plina vodikovog cijanida (HCN). Kreč se obično koristi za održavanje željenog nivoa pH.

• Mineralogija rudePrisustvo sulfida, ugljičnih materijala i drugih minerala može ometati cijanidaciju. Na primjer, sulfidi mogu konzumirati cijanid i kisik, dok ugljične materije mogu adsorbirati komplekse zlata i cijanida, uzrokujući "krađu preg-a".

Metode za poboljšanje performansi cijanidacije

Da bi se poboljšala efikasnost ekstrakcije zlata, koriste se različite tehnike obogaćivanja:

• Prethodni tretmanPrženje, oksidacija pod pritiskom ili biooksidacija mogu se primijeniti na vatrostalne rude kako bi se uklonili ometajući minerali i otkrile površine zlata.

• AditiviSpojevi poput tiouree ili amonijaka mogu se dodati kako bi se poboljšala brzina rastvaranja ili suzbile nuspojave.

• Optimizovan dizajn opremeNapredni reaktori za luženje s poboljšanim mogućnostima miješanja i prijenosa mase, kao što su reaktori s miješalicom ili sistemi za luženje na gomili, mogu poboljšati ukupne performanse procesa.

Zaključno, ispiranje zlata cijanidacijom je složen, ali vrlo efikasan proces koji kombinuje hemijske reakcije, fizički prenos mase i pažljivu kontrolu više operativnih parametara. Razumijevanje ovih osnovnih principa je ključno za optimizaciju procesa ekstrakcije zlata, osiguranje ekonomske isplativosti i minimiziranje uticaja na okolinu u industriji rudarstva zlata. Kako potražnja za zlatom raste, tekuća istraživanja se fokusiraju na razvoj efikasnijih, održivijih i ekološki prihvatljivijih tehnika cijanidacije.