Egwyddorion Sylfaenol Trwytholchi Cyanidiad Aur

Mae cyanidiad aur, proses hydrometallurgaidd ganolog, wedi bod yn gonglfaen echdynnu aur ers dros ganrif ers ei fasnacheiddio yn y 1890au. Mae'r erthygl hon yn ymchwilio i'r mecanweithiau cemegol a ffisegol craidd sy'n sail i drwytholchi aur trwy cyanidiad, gan gynnig dealltwriaeth gynhwysfawr o'r dechneg anhepgor hon yn y diwydiant mwyngloddio aur.

Adweithiau Cemegol: Calon Cyanidation

Mae'r broses cyanideiddio yn dibynnu ar adweithedd unigryw aur ym mhresenoldeb ïonau cyanid (CN⁻) ac ocsidydd, fel arfer ocsigen o'r awyr. Gellir crynhoi'r adwaith cemegol sylfaenol fel a ganlyn: Mae pedwar mol o aur (Au), sy'n adweithio ag wyth mol o Sodiwm Cyanid (NaCN), un mol o ocsigen (O₂) o'r awyr, a dau fol o ddŵr (H₂O), yn cynhyrchu pedwar mol o sodiwm dicyanoaurate(I) (Na[Au(CN)₂]) a phedwar mol o sodiwm hydrocsid (NaOH).

Yn yr adwaith hwn, mae atomau aur yn cael eu ocsideiddio i'r cyflwr ocsideiddio +1 ac yn ffurfio cyfadeiladau dicyanoaurate(I) sefydlog \([Au(CN)_2]^- \). Mae ïonau cyanid yn gweithredu fel asiantau cymhlethu, gan sefydlogi'r ïonau aur mewn hydoddiant, tra bod ocsigen yn gwasanaethu fel y derbynnydd electronau, gan yrru ocsideiddio aur. Mae'r mecanwaith redox-cymhlethu hwn yn galluogi diddymiad detholus aur o'i fwynau, hyd yn oed ar grynodiadau cyanid cymharol isel (0.01 - 0.1%).

Prosesau Ffisegol: Trosglwyddo Màs a Chineteg Trwytholchi

Y tu hwnt i adweithiau cemegol, mae effeithlonrwydd cyanidiad aur yn cael ei lywodraethu gan brosesau ffisegol fel trosglwyddo màs a thrylediad. Mae'r gyfradd trwytholchi gyffredinol yn cael ei dylanwadu gan drylediad adweithyddion (cyanid ac ocsigen) i wyneb yr aur a thrylediad y cyfadeiladau dicyanoaurate a ffurfiwyd i ffwrdd o'r wyneb. Yn ôl y model crebachu - craidd, mae trwytholchi aur yn digwydd mewn tair cam olynol:

1. Trosglwyddo màs allanol : Mae seianid ac ocsigen yn tryledu trwy'r haen ffin sy'n amgylchynu'r gronyn aur.

2. Adwaith arwyneb : Mae ocsidiad a chymhlethdodiad yn digwydd ar y rhyngwyneb aur - hydoddiant.

3. Trylediad mewnol : Mae'r cyfadeiladau aur-cyanid a ffurfiwyd yn tryledu allan o'r gronyn. Y cam arafaf o'r rhain sy'n pennu'r gyfradd trwytholchi gyffredinol, a hynny'n aml yw'r trosglwyddiad màs allanol neu'r adwaith arwyneb, yn dibynnu ar yr amodau gweithredu.

Ffactorau Dylanwadol ar Effeithlonrwydd Cyanidiad

Mae sawl ffactor allweddol yn effeithio'n sylweddol ar berfformiad cyanideiddio aur:

• Crynodiad Sianid : Mae angen digon o sianid i ffurfio cyfadeiladau sefydlog, ond gall symiau gormodol arwain at gostau uwch a phryderon amgylcheddol. Mae crynodiadau gorau posibl yn amrywio yn seiliedig ar nodweddion y mwyn.

• Argaeledd Ocsigen : Mae cyflenwad digonol o ocsigen yn hanfodol ar gyfer yr adwaith ocsideiddio. Defnyddir dulliau awyru, fel cynnwrf mecanyddol neu chwistrellu aer, i wella trosglwyddiad ocsigen.

• Rheoli pH : Fel arfer, cynhelir y broses ar pH uchel (9 - 11) i atal ffurfio nwy hydrogen seianid gwenwynig (HCN). Defnyddir calch yn gyffredin i gynnal y lefel pH a ddymunir.

• Mwynau Mwynau : Gall presenoldeb sylffidau, deunyddiau carbonaidd , a mwynau eraill ymyrryd â sianideiddio. Er enghraifft, gall sylffidau ddefnyddio sianid ac ocsigen, tra gall mater carbonaidd amsugno cyfadeiladau aur - sianid, gan achosi "lladrad beichiog".

Dulliau i Wella Perfformiad Cyanidiad

Er mwyn gwella effeithlonrwydd echdynnu aur, defnyddir amrywiol dechnegau gwella:

• Rhagdriniaeth : Gellir rhoi rhostio, ocsideiddio pwysau, neu fio-ocsideiddio ar fwynau anhydrin i gael gwared ar fwynau sy'n ymyrryd ac amlygu arwynebau aur.

• Ychwanegion : Gellir ychwanegu cyfansoddion fel thiourea neu amonia i wella'r gyfradd diddymu neu atal adweithiau sgil-effeithiol.

• Dylunio Offer wedi'i Optimeiddio : Gall adweithyddion trwytholchi uwch gyda galluoedd cymysgu a throsglwyddo màs gwell, fel adweithyddion tanc wedi'u cynhyrfu neu systemau trwytholchi pentwr, wella perfformiad cyffredinol y broses.

I gloi, mae trwytholchi cyanidiad aur yn broses gymhleth ond hynod effeithiol sy'n cyfuno adweithiau cemegol, trosglwyddo màs ffisegol, a rheolaeth ofalus o baramedrau gweithredol lluosog. Mae deall yr egwyddorion sylfaenol hyn yn hanfodol ar gyfer optimeiddio prosesau echdynnu aur, sicrhau hyfywedd economaidd, a lleihau effeithiau amgylcheddol yn y diwydiant mwyngloddio aur. Wrth i'r galw am aur barhau, mae ymchwil barhaus yn canolbwyntio ar ddatblygu technegau cyanidiad mwy effeithlon, cynaliadwy, a chyfeillgar i'r amgylchedd.