Direkte elektrovinding af guld fra Cyanid Solution

Introduktion

Cyanidering har længe været den primære metode til at udvinde guld fra malme. Efter cyanid udvaskningsproces, guldet er til stede i cyanidopløsning, kendt som den gravide udvaskningsopløsning. Traditionelt er metoder som carbonadsorption (såsom Carbon-in-Column - CIC-processen) og zinkcementering (Merrill Crowe-processen) blevet brugt til at genvinde guld fra denne opløsning. Direkte elektrovinding fra cyanidløsninger er imidlertid dukket op som et lovende alternativ, der tilbyder flere fordele med hensyn til effektivitet, omkostninger og miljøpåvirkning.

Princippet om direkte elektrovinding

Direkte elektrovinding er en elektrokemisk proces. I forbindelse med guldudvinding fra cyanidopløsninger, når en elektrisk strøm ledes gennem cyanidopløsningen indeholdende guld i form af aurocyanidkomplekser (Au(CN)_2^-), forekommer følgende reaktioner ved elektroderne:

• Ved katoden: Au(CN)_2^- + e^- \højrepil Au + 2CN^-

Guldioner i aurocyanidkomplekset får en elektron og aflejres som metallisk guld på katodeoverfladen.

• Ved anoden: Afhængigt af forholdene kan der forekomme vandoxidation eller oxidation af andre arter i opløsningen. f.eks. 2H_2O \højrepil O_2 + 4H^+ + 4e^-

Fordele ved direkte elektrovinding

1. Enkelhed: Sammenlignet med flertrinsprocesser som carbonadsorption efterfulgt af eluering og elektrovinding (i tilfælde af CIC), reducerer direkte elektrovinding antallet af enhedsoperationer. Dette forenkler det overordnede procesflow, hvilket gør det nemmere at betjene og vedligeholde.

2. Omkostninger - effektivitet: Med færre procestrin er der potentiale for lavere kapital- og driftsomkostninger. Der er ingen grund til at investere i kulstofregenereringsfaciliteter i stor skala (som i CIC) eller købe store mængder zinkpulver (som i Merrill Crowe-processen).

3. Produkt med høj renhed: Den direkte elektroaflejring af guld kan resultere i en guldaflejring af høj renhed på katoden. Dette kan reducere behovet for omfattende raffineringsprocesser nedstrøms og yderligere spare omkostninger.

4. Miljøfordele: Ved at eliminere brugen af ​​zink i Merrill Crowe-processen er der mindre generering af zinkholdigt affald. Derudover kan forenklingen af ​​processen føre til en reduktion i det samlede kemikalieforbrug og affaldsgenerering.

Procesovervejelser

1. Løsningskoncentration: Koncentrationen af ​​guld i cyanidopløsningen er en afgørende faktor. Mens direkte elektrovinding kan anvendes på opløsninger med en bred vifte af guldkoncentrationer, resulterer højere koncentrationer generelt i hurtigere afsætningshastigheder. Meget høje guldkoncentrationer kan dog kræve specielle elektrodedesigns for at sikre ensartet aflejring.

2. Elektrode materialer: Valget af elektrodematerialer er vigtigt. Rustfrit ståluld bruges ofte som katodemateriale for dets høje overfladeareal, hvilket giver mulighed for effektiv guldaflejring. Til anoden foretrækkes materialer, der er modstandsdygtige over for korrosion i cyanidopløsningen, såsom dimensionsstabile anoder (DSA).

3. pH og temperatur: Cyanidopløsningens pH-værdi skal kontrolleres omhyggeligt. En let alkalisk pH-værdi opretholdes typisk for at forhindre nedbrydning af cyanid. Temperaturen af ​​opløsningen kan også påvirke hastigheden af ​​elektrovinding, hvor højere temperaturer generelt øger reaktionshastigheden, men også potentielt øger risikoen for cyanidnedbrydning.

Procesflow

1. Forberedelse af løsning: Den gravide cyanidudvaskningsopløsning fra bunkeudvaskningen eller andre cyanideringsprocesser underkastes først forbehandling. Dette kan involvere filtrering for at fjerne suspenderede stoffer, da disse kan forstyrre elektrovindingsprocessen og forårsage kortslutninger mellem elektroderne.

2. Elektrovindende celle: Den forbehandlede opløsning føres derefter ind i elektrovindingscellen. Cellen er udstyret med en anode og en katode. Efterhånden som en elektrisk strøm påføres, begynder guld at aflejre sig på katoden.

3. Guldgenvinding: Når en tilstrækkelig mængde guld er blevet aflejret på katoden, fjernes katoden fra cellen. Guldet kan fjernes fra katoden enten mekanisk eller kemisk afhængigt af katodematerialets beskaffenhed. Det strippede guld raffineres derefter yderligere for at opnå højrent guld.

Udfordringer og fremtidsudsigter

1. Cyanidhåndtering: Selvom direkte elektrovinding giver fordele, udgør brugen af ​​cyanid i den overordnede guldudvindingsproces stadig miljø- og sikkerhedsrisici. Fremtidig forskning kan fokusere på at integrere direkte elektrovinding med alternative, mindre giftige udvaskningsmetoder.

2. Energiforbrug: Elektrovindingsprocessen kræver en betydelig mængde elektrisk energi. Udvikling af mere energieffektive elektrodematerialer og celledesign er et område med aktiv forskning.

3. Skalerbarhed: Som med enhver ny teknologi skal opskalering af direkte elektrovinding fra laboratorie-skala til industriel skala operationer omhyggeligt optimeret for at sikre ensartet ydeevne og omkostningseffektivitet.

Direkte elektrovinding af guld fra cyanidløsninger repræsenterer et betydeligt teknologisk fremskridt i guldmineindustrien. Med yderligere forskning og udvikling til at løse de eksisterende udfordringer, har det potentiale til at blive en dominerende metode til guldgenvinding i den nærmeste fremtid.