الکتريکي کردن مستقيم طلا از محلول سيانيد

معرفی

سیانیداسیون از دیرباز روش اصلی استخراج طلا از سنگ معدن بوده است. بعد از سیانید فرآیند شستشو، طلا در حال حاضر در محلول سیانیدکه به عنوان محلول لیچ باردار شناخته می‌شود. به طور سنتی، روش‌هایی مانند کربن جذب سطحی (مانند فرآیند کربن در ستون - CIC) و سیمان‌سازی روی (فرآیند مریل کرو) برای بازیابی طلا از این محلول استفاده شده‌اند. با این حال، الکترووینینگ مستقیم از محلول‌های سیانید به عنوان یک جایگزین امیدوارکننده ظهور کرده است که از نظر کارایی، هزینه و تأثیر زیست‌محیطی مزایای متعددی را ارائه می‌دهد.

اصل الکترووینینگ مستقیم

الکترووینینگ مستقیم یک فرآیند الکتروشیمیایی است. در چارچوب استخراج طلا از محلول های سیانید، هنگامی که جریان الکتریکی از محلول سیانید حاوی طلا به شکل کمپلکس های اوروسیانید عبور می کند.Au(CN)_2^-، واکنش های زیر در الکترودها رخ می دهد:

• در کاتد: Au(CN)_2^- + e^- \rightarrow Au + 2CN^-

یون های طلا در کمپلکس اوروسیانید یک الکترون به دست می آورند و به صورت طلای فلزی در سطح کاتد رسوب می کنند.

• در آند: بسته به شرایط ممکن است اکسیداسیون آب یا اکسیداسیون گونه های دیگر در محلول رخ دهد. به عنوان مثال، 2H_2O \پیکان راست O_2 + 4H^+ + 4e^-

مزایای استفاده از الکترووینینگ مستقیم

1. سادگی: در مقایسه با فرآیندهای چند مرحله ای مانند جذب کربن و به دنبال آن شستشو و الکترووینینگ (در مورد CIC)، الکترووینینگ مستقیم تعداد عملیات واحد را کاهش می دهد. این جریان کلی فرآیند را ساده می‌کند و کارکرد و نگهداری آن را آسان‌تر می‌کند.

2. هزینه - اثربخشی: با مراحل کمتر فرآیند، پتانسیل کاهش سرمایه و هزینه های عملیاتی وجود دارد. نیازی به سرمایه گذاری در تاسیسات بازسازی کربن در مقیاس بزرگ (مانند CIC) یا خرید مقادیر زیادی پودر روی (مانند فرآیند مریل کرو) نیست.

3. محصول با خلوص بالا: رسوب الکتریکی مستقیم طلا می تواند منجر به رسوب طلا با خلوص بالا بر روی کاتد شود. این می تواند نیاز به فرآیندهای پالایش گسترده در پایین دست را کاهش دهد و باعث صرفه جویی بیشتر در هزینه ها شود.

4. مزایای زیست محیطی: با حذف استفاده از روی در فرآیند مریل کرو، تولید ضایعات حاوی روی کمتر می شود. علاوه بر این، ساده‌سازی فرآیند ممکن است منجر به کاهش مصرف کلی مواد شیمیایی و تولید زباله شود.

ملاحظات فرآیند

1. غلظت محلول: غلظت طلا در محلول سیانید یک عامل بسیار مهم است. در حالی که الکترووینینگ مستقیم را می‌توان برای محلول‌هایی با طیف وسیعی از غلظت‌های طلا اعمال کرد، غلظت‌های بالاتر عموماً منجر به نرخ رسوب سریع‌تر می‌شود. با این حال، غلظت‌های بسیار بالای طلا ممکن است به طراحی الکترودهای ویژه برای اطمینان از رسوب یکنواخت نیاز داشته باشد.

2. مواد الکترود: انتخاب مواد الکترود مهم است. پشم فولاد ضد زنگ اغلب به عنوان ماده کاتد برای سطح بالای آن استفاده می شود که امکان رسوب دهی کارآمد طلا را فراهم می کند. برای آند، موادی که در برابر خوردگی در محلول سیانید مقاوم هستند، مانند آندهای پایدار ابعادی (DSA) ترجیح داده می شوند.

3. pH و دما: pH محلول سیانید باید به دقت کنترل شود. معمولاً pH کمی قلیایی برای جلوگیری از تجزیه سیانید حفظ می شود. دمای محلول همچنین می‌تواند بر سرعت الکترووینینگ تأثیر بگذارد، با دمای بالاتر معمولاً سرعت واکنش را افزایش می‌دهد، اما به طور بالقوه خطر تجزیه سیانید را نیز افزایش می‌دهد.

جریان فرآیند

1. آماده سازی محلول: محلول لیچ سیانید حامله حاصل از لیچینگ پشته یا سایر فرآیندهای سیانیداسیون ابتدا در معرض پیش تصفیه قرار می گیرد. این ممکن است شامل فیلتر کردن برای حذف جامدات معلق باشد، زیرا این مواد می توانند در فرآیند الکترووینینگ تداخل داشته باشند و باعث اتصال کوتاه بین الکترودها شوند.

2. سلول الکترووینینگ: محلول از پیش تیمار شده سپس به سلول الکترووینینگ وارد می شود. سلول مجهز به آند و کاتد است. با اعمال جریان الکتریکی، طلا روی کاتد رسوب می کند.

3. بازیابی طلا: هنگامی که مقدار کافی طلا بر روی کاتد رسوب کرد، کاتد از سلول خارج می شود. بسته به ماهیت ماده کاتد، طلا را می توان به صورت مکانیکی یا شیمیایی از کاتد جدا کرد. سپس طلای کنده شده بیشتر تصفیه می شود تا طلای با خلوص بالا بدست آید.

چالش ها و چشم انداز آینده

1. مدیریت سیانور: اگرچه الکترووینینگ مستقیم مزایایی را ارائه می دهد، اما استفاده از سیانید در فرآیند کلی استخراج طلا همچنان خطرات زیست محیطی و ایمنی را به همراه دارد. تحقیقات آتی ممکن است بر روی ادغام الکترووینینگ مستقیم با روش های جایگزین و کمتر سمی لیچینگ متمرکز شود.

2. مصرف انرژی: فرآیند الکترووینینگ به مقدار قابل توجهی انرژی الکتریکی نیاز دارد. توسعه مواد الکترود کارآمدتر انرژی و طرح‌های سلولی حوزه‌ای از تحقیقات فعال است.

3. مقیاس پذیری: مانند هر فناوری نوظهوری، افزایش مقیاس الکتریکی مستقیم از عملیات در مقیاس آزمایشگاهی به مقیاس صنعتی باید به دقت بهینه شود تا از عملکرد ثابت و اثربخشی هزینه اطمینان حاصل شود.

استخراج مستقیم طلا از محلول های سیانید نشان دهنده پیشرفت تکنولوژیکی قابل توجهی در صنعت معدن طلا است. با تحقیق و توسعه بیشتر برای رسیدگی به چالش های موجود، این پتانسیل را دارد که به یک روش غالب تبدیل شود بازیابی طلا در آینده ی نزدیک.