Proces kloriranja za obradu cijanidnog zlatnog taloga

Uvod

U industriji ekstrakcije zlata, cijanidni zlatni mulj je nusprodukt koji nastaje tijekom procesa cijanidacije. Ovaj mulj ne sadrži samo vrijedne metale poput zlata i srebra, već i štetne tvari poput cijanida . Obrada cijanidnog zlatnog mulja ključna je i za oporavak resursa i za zaštitu okoliša. Proces kloriranja pojavio se kao učinkovita metoda za obradu ovog mulja, nudeći način odvajanja vrijednih metala i detoksikacije tvari koje sadrže cijanid.

Principi procesa kloriranja

Oksidacija i selektivno otapanje

Proces kloriranja iskorištava različite oksidacijsko-redukcijske potencijale metala u određenom mediju. U kontekstu obrade cijanidnog zlatnog mulja, kada se doda klorirajuće sredstvo (kao što je natrijev klorat u kiselom mediju), metali s nižim oksidacijsko-redukcijskim potencijalima, poput cinka, željeza, olova i bakra, preferencijalno se oksidiraju i otope u otopini. Na primjer, u klorovodičnoj kiselini, metali u zlatnom mulju reagiraju s otopinom. Nakon toga, kada se doda natrijev klorat, povećava se potencijal otopine, omogućujući da se bakar i druge nečistoće koje su netopljive u klorovodičnoj kiselini potpuno oksidiraju i otope. Preciznom kontrolom potencijala otopine, plemeniti metali poput srebra i zlata mogu ostati u ostatku.

Uništavanje cijanidom

Cijanid u zlatnom talogu je vrlo toksičan. Kloriranje također može igrati ulogu u uništavanju cijanida. U alkalnom okruženju, kada se doda oksidans na bazi klora (kao što je plinoviti klor, natrijev hipoklorit itd.), cijanid se prvo oksidira u cijanat, a zatim dalje oksidira u ugljikov dioksid i dušik. Opći mehanizam reakcije je sljedeći: U prisutnosti alkalne otopine, dodani oksidans koji sadrži klor stvara spojeve poput OCl⁻. Cijanid (CN⁻) reagira s OCl⁻ i kroz niz oksidacijskih reakcija pretvara se u manje štetne tvari.

Koraci primjene procesa kloriranja u obradi cijanidnog zlatnog mulja

predobrada

Prije procesa kloriranja, talog cijanidnog zlata obično treba prethodnu obradu. To može uključivati ​​postupke kao što je mljevenje kako bi se smanjila veličina čestica mulja, što može povećati kontaktnu površinu između mulja i sredstva za kloriranje, čime se poboljšava učinkovitost reakcije. Osim toga, ako mulj sadrži veliku količinu nečistoća koje mogu ometati reakciju kloriranja, kao što su prekomjerne količine određenih metalnih oksida ili sulfida, može se provesti prethodno ispiranje s odgovarajućim reagensima kako bi se uklonile te ometajuće tvari.

Reakcija kloriranja

1.Prva faza kloriranja (uklanjanje nečistoća)

• U prvoj fazi reakcije kloriranja, glavni cilj je uklanjanje baznih metala iz cijanidnog zlatnog taloga. Mulj se stavlja u reakcijsku posudu s prikladnim kiselim medijem (obično klorovodična kiselina). Zatim se postupno dodaje sredstvo za kloriranje, kao što je natrijev klorat. Potrebno je pažljivo kontrolirati reakcijsku temperaturu, kiselost i brzinu dodavanja sredstva za kloriranje. Na primjer, temperatura reakcije može se održavati unutar određenog raspona, tipično oko 40 - 60 °C, a kiselost otopine klorovodične kiseline se podešava na odgovarajuću koncentraciju, obično oko 1 - 3 mol/L.

• Tijekom ovog procesa prati se oksidacijsko-redukcijski potencijal reakcijskog sustava. Kada potencijal dosegne određeni raspon (na primjer, za uklanjanje određenih osnovnih metala, potencijal se može kontrolirati između 400 - 450 mV), osnovni metali kao što su cink, željezo i dio bakra se oksidiraju i otope u otopini. Vrijeme reakcije varira ovisno o sastavu i veličini čestica mulja, općenito u rasponu od 2 - 4 sata.

2. Drugi stupanj kloriranja (odvajanje zlata i srebra)

• Nakon prve faze uklanjanja nečistoća, ostatak uglavnom sadrži zlato, srebro i nešto preostalih nečistoća. U drugom stupnju kloriranja uvjeti se podešavaju na selektivno otapanje zlata ili srebra. Ako je cilj otapanje zlata, reakcijski uvjeti se prilagođavaju tako da se poveća oksidacijsko-redukcijski potencijal. Na primjer, dodavanjem više natrijevog klorata i odgovarajućim podešavanjem kiselosti i temperature, potencijal se može povećati do raspona u kojem se zlato može oksidirati i otopiti (obično oko 1000 - 1050 mV).

• Kako reakcija napreduje, zlato se pretvara u topive komplekse zlatnog klorida u otopini. Srebro pod određenim uvjetima može stvoriti netopljivi srebrov klorid i ostati u ostatku. Vrijeme reakcije za ovu fazu može biti oko 0.5 - 1 sat, ovisno o količini zlata u mulju.

Oporavak metala

1.Povrat zlata

• Nakon što se zlato otopi u otopini kao kompleksi zlatnog klorida, može se obnoviti redukcijom. Mogu se koristiti redukcijska sredstva kao što su natrijev sulfit, oksalna kiselina ili hidrazin. Kada se koristi natrijev sulfit kao redukcijsko sredstvo, otopina se podešava na odgovarajuću pH vrijednost (obično oko 1 - 2), a zatim se postupno dodaje natrijev sulfit. Jednadžba reakcije za redukciju kompleksa zlatnog klorida natrijevim sulfitom je: 3H₂O + 3Na₂SO2+3HAuCl₄ = 8Na₂SO₄ + 2HCl + XNUMXAu.

• Proces redukcije također se prati mjerenjem oksidacijsko-redukcijskog potencijala otopine. Krajnja točka redukcije može se odrediti kada potencijal dosegne određenu vrijednost (na primjer, za prvi stupanj redukcije pomoću natrijevog sulfita, krajnji potencijal može biti oko 590 - 730 mV). Istaloženo zlato se zatim filtrira, ispire i suši kako bi se dobili proizvodi od čistog zlata.

2.Silver Recovery

• Ako srebro ostane u ostatku nakon drugog stupnja kloriranja, može se dalje obraditi kako bi se dobilo srebro. Jedna uobičajena metoda je obrada ostatka prikladnim reagensom za otapanje srebra, kao što je korištenje dušične kiseline za otapanje srebrnog klorida da se dobije otopina srebrnog nitrata. Zatim se srebro može dobiti iz otopine srebrnog nitrata metodama kao što je elektroliza ili redukcija s odgovarajućim redukcijskim sredstvom.

Pročišćavanje otpadnih voda koje sadrže cijanid

Otpadne vode nastale tijekom procesa kloriranja mulja cijanidnog zlata sadrže zaostale cijanide. Kako bi se zadovoljili standardi ispuštanja u okoliš, te se otpadne vode moraju pročišćavati. Alkalno kloriranje je uobičajena metoda za pročišćavanje ove vrste otpadnih voda. U alkalnom okruženju (pH > 10), otpadnoj vodi se dodaje oksidans na bazi klora. Cijanid u otpadnoj vodi prvo se oksidira u cijanat, a potom dalje u neotrovni ugljikov dioksid i dušik. Reakcija se provodi pod odgovarajućim uvjetima miješanja i vremena reakcije kako bi se osigurala potpuna oksidacija cijanida.

Prednosti procesa kloriranja

Visoka stopa obnavljanja metala

Postupkom kloriranja može se postići visoka stopa povrata vrijednih metala u talog cijanidnog zlata. Preciznom kontrolom uvjeta reakcije i oksidacijsko-redukcijskog potencijala, moguće je selektivno otapati i obnavljati zlato i srebro, uz učinkovito uklanjanje nečistoća osnovnih metala. Na primjer, u dobro optimiziranim procesima, stopa iskorištenja zlata može doseći preko 95%, a stopa iskorištenja srebra također može biti relativno visoka, ovisno o početnom sastavu mulja.

Učinkovito uništavanje cijanida

Kao što je gore spomenuto, proces kloriranja može učinkovito uništiti vrlo otrovni cijanid u zlatnom mulju. To je od velike važnosti za zaštitu okoliša, jer može spriječiti ispuštanje cijanida u okoliš, smanjujući potencijalnu štetu za zdravlje ljudi i ekološki okoliš.

Prilagodljivost različitim sastavima mulja

Proces kloriranja pokazuje dobru prilagodljivost muljevima cijanidnog zlata različitih sastava. Bez obzira na to ima li mulj visok ili nizak udio zlata, srebra i raznih osnovnih metala, može se izvršiti odgovarajuća prilagodba reakcijskih uvjeta kao što su vrsta i količina agensa za kloriranje, reakcijska temperatura, kiselost i oksidacijski - redukcijski potencijal kako bi se postigla učinkovita obrada.

Izazovi i rješenja u procesu kloriranja

Korozija opreme

Kiselo i oksidirajuće okruženje u procesu kloriranja može uzrokovati ozbiljnu koroziju opreme. Korištenje oksidansa koji sadrže klor i kiselih medija, posebno klorovodične kiseline, može nagrizati reakcijske posude, cjevovode i drugu opremu. Kako bi se riješio ovaj problem, potrebno je odabrati materijale otporne na koroziju. Na primjer, reakcijske posude mogu biti izrađene od materijala kao što su visokokvalitetni nehrđajući čelik, legure titana ili obložene materijalima otpornim na koroziju kao što su guma ili grafit. Redoviti pregled i održavanje opreme također su potrebni kako bi se pravovremeno otkrili i popravili problemi povezani s korozijom.

Stvaranje toksičnih nusproizvoda

Tijekom procesa kloriranja, posebno kod obrade tvari koje sadrže cijanid, postoji rizik od stvaranja toksičnih nusproizvoda. Na primjer, kada se cijanid oksidira, može se proizvesti cijanog klorid, koji je otrovan. Da bi se riješio ovaj problem, potrebno je strogo kontrolirati odgovarajuće reakcijske uvjete. U slučaju oksidacije cijanidom, održavanje alkalnog okruženja može spriječiti stvaranje cijanog klorida. Osim toga, u proizvodnom području treba postaviti odgovarajuće sustave ventilacije i obrade plinova kako bi se izbjeglo nakupljanje otrovnih plinova.

Velika potrošnja energije i reagensa

Proces kloriranja često zahtijeva određenu količinu energije za zagrijavanje, miješanje i rad opreme. Osim toga, upotreba sredstava za kloriranje i drugih reagensa također uzrokuje troškove. Kako bi se smanjila potrošnja energije i reagensa, može se provesti optimizacija procesa. Na primjer, kroz poboljšanje učinkovitosti reakcije optimiziranjem reakcijskih uvjeta, smanjenjem nepotrebnog vremena zagrijavanja i miješanja i poboljšanjem stope iskorištenja reagensa kroz bolji dizajn i kontrolu procesa.

Zaključak

Proces kloriranja je metoda koja obećava za obradu taloga cijanidnog zlata. Kombinira obnavljanje vrijednih metala i detoksikaciju tvari koje sadrže cijanid. Iako postoje neki izazovi u njegovoj primjeni, uz kontinuirano poboljšanje tehnologije i usvajanje odgovarajućih rješenja, proces kloriranja može imati sve važniju ulogu u industriji vađenja zlata, pridonoseći i ekonomskim prednostima i zaštiti okoliša.