Direktno elektronsko osvajanje zlata iz otopine cijanida

Uvod

Cijanidacija je dugo bila primarna metoda za vađenje zlata iz ruda. Nakon cijanid procesa luženja, zlato je prisutno u rastvor cijanida, known as the pregnant leach solution. Traditionally, methods like ugljen adsorption (such as the Carbon-in-Column - CIC process) and zinc cementation (Merrill Crowe process) have been used to recover gold from this solution. However, direct electrowinning from cyanide solutions has emerged as a promising alternative, offering several advantages in terms of efficiency, cost, and environmental impact.

Princip direktnog elektronskog osvajanja

Direktno elektro-osvajanje je elektrohemijski proces. U kontekstu ekstrakcija zlata iz otopina cijanida, kada se električna struja propušta kroz otopinu cijanida koja sadrži zlato u obliku kompleksa aurocijanida (Au(CN)_2^-), na elektrodama se javljaju sljedeće reakcije:

• Na katodi: Au(CN)_2^- + e^- \rightarrow Au + 2CN^-

Joni zlata u kompleksu aurocijanida dobijaju elektron i talože se kao metalno zlato na površini katode.

• Na anodi: Ovisno o uvjetima, može doći do oksidacije vode ili oksidacije drugih vrsta u otopini. na primjer, 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-

Prednosti direktnog elektronskog osvajanja

1. jednostavnost: U poređenju sa procesima u više koraka kao što je adsorpcija ugljika praćena eluiranjem i eluiranjem (u slučaju CIC-a), direktna elektrodobijanje smanjuje broj operacija jedinice. Ovo pojednostavljuje cjelokupni tok procesa, što olakšava rad i održavanje.

2. Isplativost: Sa manje koraka procesa, postoji potencijal za niže kapitalne i operativne troškove. Nema potrebe za ulaganjem u velike objekte za regeneraciju ugljika (kao u CIC-u) ili kupovinom velikih količina cinkovog praha (kao u procesu Merrill Crowe).

3. Proizvod visoke čistoće: Direktno elektrotaloženje zlata može dovesti do naslaga zlata visoke čistoće na katodi. Ovo može smanjiti potrebu za opsežnim procesima rafiniranja nizvodno, dodatno uštedajući troškove.

4. Ekološke prednosti: Eliminacijom upotrebe cinka u Merrill Crowe procesu, smanjuje se stvaranje otpada koji sadrži cink. Pored toga, pojednostavljenje procesa može dovesti do smanjenja ukupne upotrebe hemikalija i stvaranja otpada.

Procesna razmatranja

1. Koncentracija rastvora: Koncentracija zlata u rastvoru cijanida je presudan faktor. Dok se direktno elektro-osvajanje može primijeniti na otopine sa širokim rasponom koncentracija zlata, veće koncentracije općenito rezultiraju bržim stopama taloženja. Međutim, vrlo visoke koncentracije zlata mogu zahtijevati posebne dizajne elektroda kako bi se osiguralo jednolično taloženje.

2. Materijali za elektrode: Izbor materijala za elektrode je važan. Vuna od nerđajućeg čelika se često koristi kao katodni materijal zbog svoje velike površine, što omogućava efikasno taloženje zlata. Za anodu se preferiraju materijali koji su otporni na koroziju u otopini cijanida, kao što su dimenzionalno stabilne anode (DSA).

3. pH i temperatura: pH rastvora cijanida treba pažljivo kontrolisati. Blago alkalni pH se obično održava kako bi se spriječilo raspadanje cijanida. Temperatura rastvora takođe može da utiče na brzinu dobijanja elektrolita, pri čemu više temperature generalno povećavaju brzinu reakcije, ali i potencijalno povećavaju rizik od razgradnje cijanida.

Tok procesa

1. Priprema rastvora: Pregnantni rastvor cijanida iz luženja iz gomile ili drugih procesa cijanizacije prvo se podvrgava prethodnoj obradi. Ovo može uključivati ​​filtraciju kako bi se uklonile suspendirane čvrste tvari, jer one mogu ometati proces dobivanja elektroda i uzrokovati kratke spojeve između elektroda.

2. Electrowinning Cell: Prethodno obrađena otopina se zatim dovodi u ćeliju za dobivanje elektrolita. Ćelija je opremljena anodom i katodom. Kako se primjenjuje električna struja, zlato počinje da se taloži na katodi.

3. Gold Recovery: Kada se dovoljna količina zlata nanese na katodu, katoda se uklanja iz ćelije. Zlato se može ukloniti sa katode bilo mehanički ili kemijski, ovisno o prirodi materijala katode. Očišćeno zlato se zatim dalje rafinira kako bi se dobilo zlato visoke čistoće.

Izazovi i perspektive u budućnosti

1. Upravljanje cijanidom: Iako direktna elektronska dobit nudi prednosti, upotreba cijanida u ukupnom procesu ekstrakcije zlata i dalje predstavlja rizik za okoliš i sigurnost. Buduća istraživanja bi se mogla fokusirati na integraciju direktnog elektroosvajanja sa alternativnim, manje toksičnim metodama ispiranja.

2. Potrošnja energije: Proces elektro-osvajanja zahtijeva značajnu količinu električne energije. Razvoj energetski efikasnijih elektrodnih materijala i dizajna ćelija je područje aktivnog istraživanja.

3. skalabilnost: Kao i kod svake nove tehnologije, skaliranje direktnog elektronskog osvajanja od laboratorijskih do industrijskih operacija mora biti pažljivo optimizirano kako bi se osigurale dosljedne performanse i isplativost.

Direktno elektro-vađenje zlata iz otopina cijanida predstavlja značajan tehnološki napredak u industriji iskopavanja zlata. Uz daljnje istraživanje i razvoj za rješavanje postojećih izazova, ima potencijal da postane dominantna metoda za oporavak zlata u bliskoj budućnosti.