Kulla tsüaniideerimise protsess ja tsingipulbri asendamine

Traditsiooniline tsüaniideerimisega kulla ekstraheerimise protsess koosneb peamiselt kolmest põhiprotseduurist: leostumine, pesemine ja asendamine (sadestamine).

1. Leostumine

Leostumine on protsess, kus maagis olev tahke kuld lahustub hapnikku sisaldavas tsüaniidilahuses. Praegu on see protsess protsesside, seadmete, juhtimise ja toimimise osas muutunud üha keerukamaks. Nagu eelnevalt mainitud, on kulla lahustumine hapnikku sisaldavas tsüaniidilahuses olemuselt elektrokeemiline korrosiooniprotsess.

Leostumisprotsessi käigus kasutatakse kahte peamist tüüpi reagente: tsüaniide ja kaitsvaid leeliseid.

(1) Tsüaniidid

Tööstuses kasutatakse kulla tsüaniidleostamiseks tavaliselt tsüaniididest kaaliumtsüaniide (KCN), naatriumtsüaniide (NaCN), kaltsiumtsüaniide [Ca(CN)₂] ja ammooniumtsüaniide (NH₄CN).

Naatriumtsüaniid on tootmises kõige sagedamini kasutatav tsüaniid. See on väga mürgine valge pulber ja kaubanduslik naatriumtsüaniid pressitakse tavaliselt keradeks või plokkideks.

Tööstuslikult kasutatakse tsüaniidisulamit ka leostusreagendina. See on segu, mis saadakse kaltsiumtsüaniidi, soola ja koksi segu sulatamisel elektriahjus. Lisaks 40–45% Ca(CN)₂ ja NaCN sisaldusele sisaldab see ka mõningaid tsüaniidprotsessile kahjulikke lisandeid, näiteks lahustuvaid sulfiide, süsinikku ja mõningaid lahustumatuid lisandeid. Selle eeliseks on madal hind, kuid annus on suur, umbes 2–2.5 korda suurem kui naatriumtsüaniidil . Kahjulike lisandite mõju kõrvaldamiseks tuleks tsüaniidisula kasutamisel läbi viia eeltöötlus. Töötlemismeetodite hulka kuulub tugev õhuga segamine või sobiva koguse pliisoola lisamine lahusele.

Teoreetiliselt on 0.5 g Au lahustamiseks vaja ainult 1 g naatriumtsüaniidi. Tegelikus tootmises kulub aga tsüaniidi 20–200 korda teoreetilisest kogusest või isegi rohkem. Tarbimise kogus sõltub peamiselt muude komponentide sisaldusest maagis, mis võivad tsüaniidiga reageerida.

2. Pesemine

Pesemine on protsess, mille käigus pestakse maagiosakeste pinda ja lahustunud kulda maagiosakeste vahel, et saavutada tahke vedeliku eraldamine, et pärast leostumist kulda sisaldav lahus tagasi saada.

3. Asendamine

Asendus on protsess, mille käigus tsinkpulbrit kasutatakse kulla redutseerimiseks ja sadestamiseks kulda sisaldavast lahusest, mille tulemusel kulda eraldatakse. Alates 20. sajandist hõlmab kulla eraldamine tsüaniidtselluloosist esmalt tselluloosi pesemist, seejärel raseda lahuse selitamist ja degaseerimist. Kulla sadestamiseks selitatud raseda lahusest on alati kasutatud tsinkpulbri asendamise meetodit. Alates 1960. aastatest on kiiresti arenenud "süsinik-tselluloosis" meetod, mille puhul lisatakse tselluloosile aktiivsütt. Ioonvahetite rakendamise uuringutega on oluline praktiline väärtus ka ioonvahetusvaikude kasutamisel kulla adsorbeerimiseks tsüaniidilahustest või tsüaniidtselluloosist. Samuti on uuritud kulla lahustiekstraktsiooni tsüaniidilahustest. Kui tsüaniidi kulda sisaldavale lahusele lisatakse väävelhapet, saab kulla ekstraheerimiseks kasutada isoamüülalkoholi ja ekstraheerimiskiirus suureneb väävelhappe kontsentratsiooni suurenemisega. Näiteks 2 mol/l väävelhappe lahuses ekstraheerimisel saab kulda eraldada ka lisanditest, nagu arseen ja raud. Oksüalkoksüfosfaadi kasutamine kulla ekstraheerimiseks tsüanaadi aluselistest lahustest on saavutanud rahuldavaid ekstraheerimisnäitajaid ja naatriumsulfiidi kasutamine tagasiekstraheerimiseks on samuti andnud häid tulemusi jne.

Kokkuvõtteks võib öelda, et tsüaniidiga kulla ekstraheerimise protsessil on pikaajaline ajalugu ja pidev areng. Erinevatel meetoditel ja reaktiividel on oma omadused ja kasutusstsenaariumid ning tööstus uurib pidevalt ja teeb uuendusi, et parandada kulla kaevandamise tõhusust ja ökonoomsust, tagades samas keskkonnakaitse ja ohutuse.