Wie können wir Gold mit Natriumcyanid zurückgewinnen?

Einführung

Die Gewinnung von Gold mittels Natriumcyanid ist eine weit verbreitete Methode im Bergbau und in der Edelmetallindustrie. Cyanid besitzt die einzigartige Fähigkeit, lösliche Komplexe mit Gold zu bilden, was die Gewinnung von Gold aus verschiedenen Quellen ermöglicht, wie z. B. aus minderwertigen Erzen, Abraumhalden und bestimmten Elektroschrottsorten. Aufgrund der hohen Toxizität von Zyanid, muss dieser Prozess mit äußerster Vorsicht und unter strikter Einhaltung der Sicherheits- und Umweltvorschriften durchgeführt werden.

Prinzip der Goldgewinnung mit Natriumcyanid

In seinem natürlichen Zustand findet man Gold oft gemischt mit anderen Mineralien in Erzen. Wenn Natriumcyanid Wird Gold in goldhaltiges Erz eingebracht, findet eine chemische Reaktion statt. In Gegenwart von Sauerstoff und Wasser reagiert Gold mit Cyanid zu einer löslichen Verbindung. Diese Reaktion löst das Gold in der Cyanidlösung effektiv auf und trennt es von den anderen unlöslichen Mineralien im Erz.

Schritt-für-Schritt-Prozess

Erzvorbereitung

1. Brechen und MahlenDer erste Schritt besteht darin, das Erz zu zerkleinern. Große Erzbrocken werden zunächst mit Brechern zerkleinert. Anschließend wird das zerkleinerte Erz in Mühlen zu feinem Pulver gemahlen. Dadurch vergrößert sich die Oberfläche des Erzes und ermöglicht einen effizienteren Kontakt zwischen den goldhaltigen Partikeln und der Cyanidlösung. In einer typischen Goldmine wird das Erz beispielsweise im Primärzerkleinerungsschritt auf eine Größe von weniger als 10 mm zerkleinert und anschließend im Mahlschritt auf eine Partikelgröße gemahlen, bei der etwa 80 % der Partikel kleiner als 75 Mikrometer sind.

2. Vorbehandlung (falls erforderlich): Wenn das Erz Sulfidmineralien oder andere Verunreinigungen enthält, die die Cyanidproduktion behindern könnten Auslaugen Im Prozess ist eine Vorbehandlung erforderlich. Enthält das Erz beispielsweise erhebliche Mengen Pyrit, kann es Sauerstoff und Cyanid verbrauchen, was die Effizienz der Goldgewinnung mindert. In solchen Fällen kann das Erz geröstet oder biooxidiert werden. Beim Rösten wird das Erz in Gegenwart von Luft erhitzt, um die Sulfidmineralien zu oxidieren. Bei der Biooxidation hingegen werden die Sulfidmineralien durch spezielle Bakterien bei niedrigeren Temperaturen und auf umweltfreundlichere Weise oxidiert.

Laugen

1. Herstellung einer Cyanidlösung: Eine verdünnte Lösung von Natriumcyanid wird hergestellt. Die Konzentration der Cyanidlösung liegt in der Regel zwischen 0.05 % und 0.2 % (w/v), abhängig von den Eigenschaften des Erzes und dem Goldgehalt. Häufig wird der Cyanidlösung Kalk zugesetzt, um den pH-Wert auf einen Bereich von 10–11 einzustellen. Diese alkalische Umgebung verhindert die Bildung von giftigem Blausäuregas und fördert zudem die Auflösung des Goldes.

2. AuslaugungsprozessDas gemahlene Erz wird anschließend in großen Tanks oder durch eine Haufenlaugung mit der Cyanidlösung vermischt. Bei der Tanklaugung wird das Erz-Cyanid-Gemisch entweder mechanisch oder durch Lufteinblasung gerührt, um einen guten Kontakt zwischen den goldhaltigen Partikeln und dem Cyanid zu gewährleisten und so die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen. Bei der Haufenlaugung, die sich besser für minderwertige Erze eignet, wird das zerkleinerte Erz auf einer undurchlässigen Auskleidung aufgeschüttet und die Cyanidlösung über den Haufen gesprüht. Die Lösung sickert durch das Erz und löst dabei das Gold auf. Der Laugungsprozess kann je nach Erzart, Partikelgröße und Laugungsbedingungen mehrere Stunden bis mehrere Tage dauern.

Trennung von Feststoffen und Flüssigkeiten

Nach dem Laugungsprozess besteht der entstehende Schlamm aus festen Rückständen (Tailings) und einer Lösung, die die Gold-Cyanid-Verbindung enthält. Die Trennung der festen und flüssigen Bestandteile ist entscheidend. Dies kann durch Methoden wie Filtration oder Sedimentation erreicht werden. Bei der Filtration wird der Schlamm durch Filtermedien wie Filtertücher oder Filterpressen geleitet. Die festen Rückstände bleiben auf dem Filter zurück, während die klare Lösung, die sogenannte Mutterlösung, die das gelöste Gold enthält, durchläuft. Bei der Sedimentation setzt sich die Feststoffpartikel aufgrund der Schwerkraft am Boden eines Tanks ab. Die überstehende Flüssigkeit, die Mutterlösung, kann anschließend vorsichtig abgegossen werden.

Goldgewinnung aus der Pregnant Solution

1. Zinkfällung (Merrill-Crowe-Verfahren)Ein gängiges Verfahren zur Gewinnung von Gold aus der Lösung ist die Zinkfällung. Der Lösung wird Zinkstaub oder Zinkspäne zugesetzt. Da Zink reaktiver als Gold ist, verdrängt es das Gold aus der Goldcyanidverbindung. Das Gold fällt dann zusammen mit einigen Verunreinigungen als Feststoff aus. Nach der Reaktion wird der Feststoff gefiltert und weiterverarbeitet. Der entstandene goldhaltige Feststoff wird anschließend geschmolzen, um reines Gold zu gewinnen.

2. Aktivkohleadsorption (Carbon-in-Pulp/CIP und Carbon-in-Leach/CIL)Im CIP-Prozess aktiviert Kohlenstoff Nach der Laugungsphase wird Aktivkohle zur Suspension hinzugefügt. Die Aktivkohle adsorbiert aufgrund ihrer großen Oberfläche die Gold-Cyanid-Verbindung aus der Lösung. Die so gebundene Verbindung wird anschließend durch Sieben von der Suspension abgetrennt. Beim CIL-Verfahren wird die Aktivkohle bereits während der Laugung zugegeben. Die goldbeladene Aktivkohle wird anschließend aus dem System entfernt. Das Gold kann mithilfe einer konzentrierten Cyanidlösung oder anderer Extraktionsmittel aus der Aktivkohle extrahiert werden. Nach der Extraktion kann das Gold durch Verfahren wie Elektrolyse oder weitere Fällung aus der Extraktionslösung gewonnen werden.

Raffination

Das nach Fällung oder Adsorption gewonnene Gold ist in der Regel nicht rein und enthält Verunreinigungen anderer Metalle und Nichtmetalle. Um hochreines Gold (üblicherweise 99.9 % oder höher) zu erhalten, werden Raffinationsverfahren eingesetzt. Ein gängiges Raffinationsverfahren ist die elektrolytische Raffination. Dabei wird das unreine Gold als Anode in eine Elektrolysezelle eingesetzt, während eine Kathode aus reinem Gold verwendet wird. Ein geeigneter Elektrolyt, beispielsweise eine Goldchloridlösung, wird verwendet. Fließt elektrischer Strom durch die Zelle, löst sich das Gold in der Anode auf und lagert sich an der Kathode ab. Die Verunreinigungen verbleiben entweder im Elektrolyten oder bilden einen Schlamm am Boden der Zelle.

Sicherheits- und Umweltaspekte

1. Toxizität von CyanidNatriumcyanid ist extrem giftig. Einatmen, Verschlucken oder Hautkontakt mit Cyanid können tödlich sein. Alle Arbeiten mit Cyanid müssen in gut belüfteten Bereichen durchgeführt werden, und die Arbeiter müssen geeignete persönliche Schutzausrüstung tragen, einschließlich Atemschutzmasken, Handschuhen und Schutzkleidung. Für den Fall des Austretens oder der Exposition von Cyanid müssen Notfallpläne vorhanden sein.

2. Ökologische Verantwortung: Cyanid kann bei unsachgemäßer Handhabung schädlich für die Umwelt sein. Rückstände aus der Goldrückgewinnung Der Prozess kann Cyanidrückstände enthalten. Diese Rückstände müssen in sicheren Auffangbecken gelagert werden, um die Freisetzung von Cyanid in die Umwelt zu verhindern. Behandlungsmethoden wie chemische Oxidation oder biologischer Abbau können eingesetzt werden, um das Cyanid in den Rückständen vor der Freisetzung oder Entsorgung abzubauen. Darüber hinaus ist eine strenge Überwachung der Wasserquellen in der Nähe von Goldgewinnungsanlagen unerlässlich, um eine Cyanidverunreinigung zu vermeiden.

Fazit

Die Verwendung von Natriumcyanid zur Goldgewinnung ist ein komplexer, aber effektiver Prozess. Er umfasst mehrere Schritte, von der Erzaufbereitung über die Goldgewinnung bis hin zur Raffination. Obwohl es eine hocheffiziente Methode zur Goldgewinnung aus verschiedenen Quellen bietet, müssen die damit verbundenen Sicherheits- und Umweltrisiken sorgfältig kontrolliert werden. Durch die Einhaltung ordnungsgemäßer Verfahren, den Einsatz geeigneter Technologien und die Einhaltung der Vorschriften kann die Goldgewinnungsindustrie weiterhin nachhaltig und verantwortungsvoll arbeiten.