Proces ekstrakcije tiouree zlata: principi, operacije i razmatranja

Uvod

Ekstrakcija zlata ključni je proces u rudarskoj industriji i industriji plemenitih metala. Među raznim metodama ekstrakcije, TioureaVađenje zlata Proces je posljednjih godina privukao značajnu pozornost. Tiourea, s kemijskom formulom \(SCN_2H_4\), organski je spoj koji igra vitalnu ulogu u ovom procesu. Ovaj blog post će sveobuhvatno istražiti proces ekstrakcije zlata tioureom, pokrivajući njegova načela, operativne korake, utjecajne čimbenike i prednosti u usporedbi s tradicionalnim metodama.

Principi ekstrakcije tioureje zlata

Temeljni princip ekstrakcije zlata tioureom leži u njegovoj sposobnosti stvaranja stabilnih kompleksa s ionima zlata u kiselom mediju. U prisutnosti oksidacijskog sredstva, zlato u rudi se oksidira, a zatim reagira s tioureom stvarajući topljive komplekse zlata i tiouree. Najčešća oksidacijska sredstva koja se koriste u ovom procesu su željezovi(III) ioni i otopljeni kisik.

Tiourea je relativno stabilna u kiselim otopinama, što je ključni faktor koji omogućuje ovaj proces ekstrakcije. U kiselom okruženju, tiourea može formirati niz kompleksnih iona s metalnim kationima. Međutim, osim MERKUR, stabilnost kompleksnih iona tiouree s drugim metalima je relativno niska. Ova karakteristika daje ekstrakciji zlata na bazi tiouree visoku selektivnost za zlato.

Operativni koraci u procesu ekstrakcije zlata tioureom

Priprema rude

Prvi korak u procesu ekstrakcije zlata tioureom je priprema rude. Rudu je potrebno usitniti i samljeti na odgovarajuću veličinu čestica kako bi se povećala površina za bolji kontakt s otopinom tiouree. Općenito, što je veličina čestica finija, to je veća brzina reakcije između rude i otopine koja sadrži tioureu. Međutim, izuzetno fino mljevenje može donijeti i neke negativne učinke, poput povećane potrošnje energije i poteškoća u naknadnom odvajanju krute i tekuće tvari.

Ispiranje tiouree

Nakon pripreme rude, mljevena ruda se miješa s otopinom koja sadrži tioureu. Budući da je tiourea nestabilna u alkalnim otopinama i lako se razgrađuje na sulfide i aminokiselinecijanidi, otopina za ispiranje obično je razrijeđena otopina tiouree u sumpornoj kiselini. Važno je prvo dodati kiselinu, a zatim tioureu kako bi se izbjeglo lokalno pregrijavanje pulpe, što bi moglo uzrokovati hidrolizu tiouree i smanjiti njezinu učinkovitost.

Tijekom Postupak ispiranjaČimbenici poput koncentracije tiouree, vrste i količine oksidacijskog sredstva, pH vrijednosti otopine, temperature pulpe i vremena ispiranja imaju značajan utjecaj na brzinu ispiranja zlata. Na primjer, brzina ispiranja zlata općenito se povećava s povećanjem koncentracije tiouree, ali prekomjerna tiourea može dovesti do povećanih troškova i potencijalnih ekoloških problema. pH vrijednost medija povezana je s koncentracijom tiouree. Pod normalnim uvjetima temperature i doziranja tiouree, pH vrijednost medija poželjno je manja od 1.5. Međutim, kiselost ne smije biti previsoka, jer će se u suprotnom povećati količina nečistoća topljivih u kiselini u rudi.

Razdvajanje krutine i tekućine

Nakon procesa ispiranja, provodi se odvajanje krute i tekuće tvari kako bi se odvojila bogata otopina koja sadrži komplekse zlata i tiouree od krutih ostataka. Uobičajene metode odvajanja krute i tekuće tvari uključuju filtraciju i sedimentaciju. Izbor metode odvajanja ovisi o čimbenicima kao što su priroda rude, veličina čestica krute tvari i opseg operacije. Učinkovito odvajanje krute i tekuće tvari ključno je za osiguranje kvalitete bogate otopine i olakšavanje naknadnih operacija izdvajanja zlata.

Oporavak zlata iz trudnoće - rješenje

Postoji nekoliko metoda za izdvajanje zlata iz bogate otopine dobivene nakon odvajanja krute i tekuće faze. Dvije uobičajene metode su zamjena metala i elektrolitičko dobivanje.

Zamjena metalaMetali poput željeza i aluminija mogu se koristiti kao redukcijska sredstva za zamjenu zlata iz kompleksa zlato-tiourea u otopini. Zamijenjeno zlato tvori čvrsti talog koji se može dalje obrađivati ​​kako bi se dobilo čisto zlato.

ElectrowinningU procesu elektroliziranja, električna struja se provodi kroz bogatu otopinu. Ioni zlata u otopini se reduciraju na katodi i talože na površini katode, dok se tiourea i druge tvari oksidiraju na anodi. Ovom metodom se može postići iskorištenje zlata visoke čistoće, ali zahtijeva specifičnu električnu opremu i odgovarajuće radne uvjete.

Rafiniranje zlatnih proizvoda

Zlato dobiveno nakon oporabe obično sadrži neke nečistoće i potrebno ga je rafinirati kako bi se dobili proizvodi od zlata visoke čistoće. Proces rafiniranja sličan je procesu zlata dobivenog drugim metodama ekstrakcije, poput cijanidacije. Uobičajene metode rafiniranja uključuju kemijsko rafiniranje i elektrolitičko rafiniranje, koje mogu učinkovito ukloniti nečistoće i poboljšati čistoću zlata kako bi se zadovoljili zahtjevi tržišta.

Čimbenici koji utječu na proces ekstrakcije tiouree zlata

Mineralni sastav rude

Mineralni sastav rude ima značajan utjecaj na proces ekstrakcije zlata tioureom. Bakar i bizmutovi oksidi u sirovinama otapat će se u kiselini i kompleksirati s tioureom, smanjujući učinak ispiranja zlata tioureom i povećavajući potrošnju tiouree. Osim toga, ako sirovine sadrže veliku količinu tvari topivih u kiselini (kao što su dvovalentno željezo, karbonati, oksidi obojenih metala itd.) i reducirajućih komponenti, to će povećati potrošnju oksidansa i sumporne kiseline te smanjiti brzinu ispiranja zlata. Međutim, sulfidni minerali poput bakra, arsena, antimona i olova imaju relativno mali štetan učinak na ispiranje zlata tioureom, što omogućuje ekstrakciju zlata na bazi tiouree za selektivno izdvajanje zlata i srebra iz složenih vatrostalnih mineralnih sirovina zlata.

Veličina čestica zlata u rudi

Veličina čestica zlata u rudi jedan je od čimbenika koji utječu na brzinu ispiranja zlata. Općenito, što je manja veličina čestica zlata, to je veća specifična površina i lakše je doći u kontakt s otopinom tiouree, što rezultira većom brzinom ispiranja. Stoga su u fazi pripreme rude potrebne odgovarajuće operacije mljevenja kako bi čestice zlata u rudi bile potpuno izložene i kako bi se olakšao proces ispiranja.

Temperatura

Temperatura ima dvostruki učinak na proces ekstrakcije zlata tioureom. S jedne strane, povećanje temperature može ubrzati brzinu difuzije reaktanata i brzinu reakcije između zlata i tiouree, čime se povećava brzina ispiranja zlata. S druge strane, tiourea ima slabu toplinsku stabilnost. Kada je temperatura previsoka, tiourea je sklona hidrolizi i razgradnji, što smanjuje njezinu učinkovitost u procesu ekstrakcije. Općenito, temperatura procesa ispiranja tiouree poželjno se kontrolira ispod 55 °C, a u mnogim slučajevima provodi se na sobnoj temperaturi.

pH vrijednost otopine

Kao što je ranije spomenuto, pH vrijednost otopine usko je povezana sa stabilnošću tiouree i učinkom ispiranja zlata. Tiourea je stabilna u kiselom mediju, a odgovarajući kiseli okoliš pogoduje stvaranju kompleksa zlato-tiourea. Međutim, ako je pH vrijednost preniska, ne samo da će povećati količinu nečistoća topljivih u kiselini, već može uzrokovati i nuspojave koje ne pogoduju procesu ekstrakcije. Stoga je precizna kontrola pH vrijednosti otopine potrebna kako bi se osigurao optimalni učinak ekstrakcije.

Koncentracija tiouree i oksidacijskog sredstva

Koncentracija tiouree izravno utječe na količinu nastalih kompleksa zlato-tiourea. Općenito, povećanje koncentracije tiouree može povećati brzinu ispiranja zlata. Međutim, uzimajući u obzir troškove i čimbenike okoliša, koncentraciju tiouree potrebno je optimizirati. Vrsta i koncentracija oksidacijskog sredstva također igraju ključnu ulogu. Odgovarajuće oksidacijsko sredstvo potrebno je kako bi se osigurala kontinuirana oksidacija zlata u rudi, ali prekomjerna količina oksidacijskog sredstva također može dovesti do oksidacije i razgradnje tiouree, smanjujući učinkovitost iskorištenja tiouree.

Prednosti procesa ekstrakcije zlata tioureom

1. Velika brzina ispiranjaU usporedbi s nekim tradicionalnim metodama ekstrakcije zlata poput cijanidacije, proces ekstrakcije zlata tioureom ima relativno brzu brzinu ispiranja. Stvaranje kompleksa zlato-tiourea u kiselom mediju može brzo otopiti zlato, što može značajno skratiti vrijeme ekstrakcije.

2. Niska toksičnostTiourea je manje otrovna u usporedbi s cijanid koristi se u tradicionalnim metodama cijanidacije. Cijanid je vrlo toksičan i predstavlja ozbiljnu prijetnju okolišu i ljudskom zdravlju. Upotreba tiouree u ekstrakciji zlata smanjuje potencijalne ekološke i sigurnosne rizike povezane s otrovnim tvarima.

3. Dobra selektivnostZbog relativno niske stabilnosti kompleksnih iona tiouree s većinom metala osim Merkur, proces ekstrakcije zlata na bazi tiouree ima visoku selektivnost za zlato. Može učinkovito ekstrahirati zlato iz složenih ruda koje sadrže različite metalne nečistoće, smanjujući interferenciju nečistoća u procesu ekstrakcije.

4. Lakši post-tretman otopinomNakon procesa ekstrakcije zlata, otopina koja sadrži tioureu relativno se lako obrađuje. Na primjer, u fazi izdvajanja zlata, korištenje metoda zamjene metala ili elektrolitičkog dobivanja može relativno lako odvojiti zlato od otopine, a preostala otopina može se dalje obrađivati ​​kako bi se smanjilo onečišćenje okoliša.

Zaključak

Proces ekstrakcije zlata tioureom obećavajuća je metoda u području ekstrakcije zlata. Razumijevanjem njegovih principa, operativnih koraka, utjecajnih čimbenika i prednosti, rudarske tvrtke i istraživači mogu bolje optimizirati proces kako bi poboljšali učinkovitost ekstrakcije zlata, smanjili troškove i minimizirali utjecaj na okoliš. Iako još uvijek postoje neki izazovi koje treba riješiti, poput optimizacije potrošnje tiouree i poboljšanja stabilnosti procesa pod različitim uvjetima rude, kontinuirano istraživanje i inovacije u ovom području zasigurno će potaknuti daljnji razvoj i primjenu procesa ekstrakcije zlata tioureom.