Wie viel Natriumcyanid wird benötigt, um ein Gramm Gold aufzulösen?

Im Bereich der Goldgewinnung und -verarbeitung ist die Verwendung von Natriumcyanid zum Auflösen von Gold ein gängiges Verfahren. Natriumcyanid , dessen (CN)₂-Komponente aufgrund ihrer halogenähnlichen Eigenschaften oft als Pseudohalogen bezeichnet wird, wird zusammen mit Substanzen wie (SCN)₂ in einem speziellen Abschnitt der Vorlesung „Anorganische Chemie“ an Universitäten behandelt. Strukturell und hinsichtlich seiner Eigenschaften ist NaCN mit NaCl vergleichbar und gehört zur Gruppe der anorganischen Verbindungen.

Der allgemeine Prozess der Goldauflösung mit Natriumcyanid

Die Goldauflösung mit Natriumcyanid erfolgt typischerweise unter Einhaltung eines pH-Werts von 11–12. Die Zugabe einer geringen Menge Wasserstoffperoxid ist ebenfalls Teil des Verfahrens. Das goldhaltige Material muss mehrere Tage eingeweicht werden. Anschließend wird Zinkdraht zur Reduktion verwendet. Es ist wichtig zu betonen, dass die verwendete Lösung hochgiftig ist und zur Oxidation mit Natriumhypochlorit behandelt werden muss, um sie weniger schädlich zu machen.

Es gibt zwei Hauptmethoden zur Cyanidlaugung von Gold: die Perkolations-Cyanidlaugung und die Rühr-Cyanidlaugung.

Perkolation Cyanidlaugung

Die Perkolations-Cyanidlaugung umfasst die Tanklaugung und die Haufenlaugung. Die Tanklaugung wird häufig zur Aufbereitung goldhaltiger Sande und relativ grobkörniger Kalzinate mit einer Korngröße von -3 ± 0 mm eingesetzt. Bei der Haufenlaugung von niedriggradigen goldhaltigen Erzen wird das Erz, abhängig von der Korngröße der gediegenen Goldverteilung und der Porosität, üblicherweise vorab auf unter 50 mm (oder 10 mm) zerkleinert. Je kleiner die Korngröße der Erzblöcke, desto höher die Goldausbeute. Die Natriumcyanidkonzentration bei der Perkolations-Cyanidlaugung beträgt üblicherweise 0.03 % bis 0.2 %. Die Indikatoren der Cyanidlaugung hängen von Faktoren wie der Goldpartikelgröße, dem Sulfidgehalt, der Partikelgröße der Erzblöcke, der Perkolationsrate, der Laugungsdauer, der Cyanidkonzentration und dem Waschgrad des Laugungsrückstands ab. Bei der Aufbereitung goldhaltiger Quarzsande kann die Goldausbeute 85–90 % erreichen; bei grober Partikelgröße sinkt sie auf 60 %. Bei der Cyanid-Haufenlaugung ist der Goldgehalt in der Laugungslösung gering, weshalb in der Regel eine Anreicherung durch Adsorption an Aktivkohle erforderlich ist. Das Gold wird aus der Laugungslösung durch Desorption der goldbeladenen Aktivkohle mittels Elektrolyse oder Zinkaustausch gewonnen.

Rühren Cyanidlaugung

Die Cyanidlaugung durch Rühren wird häufig verwendet, um goldhaltige mineralische Rohstoffe mit einer Partikelgröße von weniger als 0.3 mm auszulaugen. Der Laugungsprozess findet in einem Druckluft-Rührbehälter, einem mechanischen Rührbehälter oder einem kombinierten Rührbehälter statt. Der Laugungsprozess umfasst Vorgänge wie die Fest-Flüssig-Trennung des Breis, Gegenstromwäsche, den Ersatz der gesättigten Lösung durch Zinkpulver und das Schmelzen von Goldschlamm. Die Konzentration des ausgelaugten Breis liegt üblicherweise unter 30–33 %. Bei hohem Schlammgehalt sollte die Konzentration des ausgelaugten Breis unter 22–25 % liegen. Während des Betriebs wird Kalk hinzugefügt, um den pH-Wert des Breis auf 9–12 einzustellen. Luft wird zugeführt, um das optimale Verhältnis zwischen der Konzentration des gelösten Sauerstoffs und der Natriumcyanidkonzentration im Brei aufrechtzuerhalten. Die Natriumcyanidkonzentration im Brei liegt üblicherweise bei 0.02–0.1 %. Die meisten Konzentratoren, die das Rührcyanidationsverfahren verwenden, trennen die Mutterlösung und den Laugerückstand durch ein Waschverfahren. Die Waschverfahren lassen sich in Dekantieren, Filtrieren und Wirbelschichtwaschen unterteilen. Das am häufigsten verwendete Verfahren ist das kontinuierliche Gegenstromdekantieren (CCD-Verfahren). Die bei diesem Verfahren verwendeten Eindicker lassen sich in einschichtige und mehrschichtige Typen unterteilen. Viele Cyanidkonzentratoren in China verwenden 2- bis 3-schichtige Eindicker zur Fest-Flüssig-Trennung und kontinuierlichen Gegenstromwäsche. Die erhaltene Mutterlösung wird geklärt, gefiltert und von Sauerstoff befreit, bevor sie zum Zinkpulveraustausch geschickt wird. Der erhaltene Goldschlamm wird geschmolzen, um Doré (eine Gold-Silber-Legierung) zu gewinnen.

Die Rolle der alkalischen Vorbehandlung

Die Zugabe von Natriumhydroxid zur alkalischen Vorbehandlung kann den Einfluss schädlicher Elemente im Erz abschwächen oder eliminieren, die Laugungsumgebung verbessern und bessere Laugungsergebnisse erzielen. In der Erzprobe vorhandene Mineralien wie Pyrit, Sphalerit und Chalkopyrit können schädliche Ionen wie Fe²⁺, Fe³⁺, S²⁻ und Cu²⁺ produzieren. Wenn keine Vorbehandlung mit Alkalizugabe durchgeführt wird, verbrauchen diese schädlichen Ionen während der Cyanidlaugung große Mengen Cyanid und gelösten Sauerstoff, was die Auflösung des Goldes erheblich behindert und zu einer Verringerung der Goldlaugungsrate führt. Während der Vorbehandlung mit Alkalizugabe bilden Cu²⁺ und Zn²⁺ unlösliche Hydroxidniederschläge, und S²⁻ wird zu SO₃ und SO₄²⁻ oxidiert, wodurch der Cyanidverbrauch reduziert wird. Fe(OH)₃ bildet einen Oberflächenschutzfilm auf der Oberfläche von Mineralien wie Pyrit, der dessen schnelle Oxidation und weitere Auflösung verhindert und so den Verbrauch von CN⁻ reduziert.

Die zum Auflösen von Gold erforderliche Menge an Natriumcyanid

Statistische Daten zeigen, dass etwa 100 bis 300 Gramm Natriumcyanid benötigt werden, um ein Gramm Gold aufzulösen. Diese Menge kann je nach verschiedenen Faktoren wie der Erzart, der Feinheit der Goldpartikel und der verwendeten Laugungsmethode variieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Verwendung von Natriumcyanid bei der Goldauflösung zwar eine effektive Methode darstellt, aufgrund der Toxizität von Natriumcyanid jedoch größte Sorgfalt auf Sicherheit und Umweltschutz geboten ist. Strenge Sicherheitsvorkehrungen und die ordnungsgemäße Behandlung von Abfalllösungen sind unerlässlich, um die negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu minimieren.