Učinci aktivacije i pasivizacije soli olova na proces cijanizacije zlata

Uvod

Cijanidacija zlata je široko korišten proces u rudarskoj industriji za ekstrakciju zlata iz ruda. Dodavanje određenih kemikalija može značajno utjecati na učinkovitost ovog procesa. Među ovim dodacima, Olovne soli pokazali su složene učinke, kako aktivaciju tako i deaktivaciju, na Cijanizacija zlata reakcija. Razumijevanje ovih učinaka ključno je za optimizaciju Vađenje zlata procesa, smanjenje troškova i minimiziranje utjecaja na okoliš.

Osnove procesa cijanizacije zlata

Cijanidacija zlata, također poznata kao MacArthur-Forrest proces, uključuje reakciju zlata s cijanid iona u prisutnosti kisika. Ova kemijska reakcija omogućuje otapanje zlata iz matrice rude u otopinu, što omogućuje njegovo kasnije obnavljanje. Međutim, prisutnost raznih nečistoća u rudi i uvjeti reakcije mogu utjecati na to koliko se brzo i potpuno zlato otapa.

Aktivacijski učinci olovnih soli

Mehanizam aktivacije

Katalitička uloga u elektrokemijskim reakcijama

Olovne soli mogu djelovati kao katalizatori u procesu cijanizacije zlata. U području niskog prenapona (– 0.35 V u odnosu na Ag/AgCl), pokazalo se da dodavanje olovne soli ubrzava proces ispiranja zlata u otopinama cijanida. Eksperimenti cikličke voltametrije (CV) pokazuju da olovo sudjeluje u elektrokemijskim reakcijama koje se odvijaju na površini zlata. U uvjetima cijanizacije zlato stvara legure s olovom. Ove legure stvaraju sićušne elektrokemijske ćelije na površini zlata, gdje se istovremeno odvijaju reakcije oksidacije i redukcije. Reakcija oksidacije na granici zlato - legura potiče razgradnju zlata, dok reakcija redukcije uključuje kisik ili druge oksidirajuće tvari u otopini. Ovo elektrokemijsko djelovanje značajno ubrzava ukupnu brzinu otapanja zlata.

Inhibicija reakcija nečistoća

U rudama koje sadrže bakar i druge nečistoće, olovne soli igraju korisnu ulogu. Minerali bakra u rudi mogu konzumirati cijanid i kisik, natječući se sa zlatom - reakcija cijanizacije. Olovne soli stupaju u interakciju s ionima bakra ili mineralima koji sadrže bakar, stvarajući netopljive spojeve koji sprječavaju otapanje minerala bakra. Ovo smanjuje količinu cijanida koju troši bakar, ostavljajući više cijanida dostupnim za reakciju cijanizacije zlata i time povećavajući brzinu ispiranja zlata. U rudama s visokim udjelom bakra i zlata, uočeno je da dodavanje soli olova smanjuje količinu bakra otopljenog u otopini cijanida, održavajući povoljan omjer za otapanje zlata.

Eksperimentalni dokaz aktivacije

I laboratorijske i industrijske studije potvrdile su Učinak aktivacijes olovnih soli. U jednoj studiji o rudi koja sadrži zlato s 0.25% galenita, dodavanje olovne soli značajno je poboljšalo brzinu ispiranja zlata. Industrijska praksa također podupire ove nalaze. U nekim rudnicima zlata, prilikom obrade određenih vrsta ruda, dodavanje prave količine olovnih soli smanjilo je potrošnju Natrijev cijanid s preko 12 kg/t na samo 5 kg/t i povećao stopu iskorištenja zlata na preko 98%.

Deaktivacijski učinci olovnih soli

Uvjeti za deaktivaciju

Prisutnost silikata i određenih minerala koji sadrže olovo

Pod određenim okolnostima, posebno u prisutnosti silikata i specifičnih minerala koji sadrže olovo, dodavanje olova može usporiti oksidaciju zlata. Pri potencijalu od – 0.35 V (u odnosu na Ag/AgCl), brzina otapanja zlata opada. Točan razlog je složen, ali može uključivati ​​stvaranje površinskih filmova ili interakciju olovnih tvari s površinom zlata, što blokira ionima cijanida i kisiku da dođu do zlata. Na primjer, neki minerali koji sadrže olovo reagiraju s otopinom cijanida stvarajući spojeve koji prekrivaju površinu zlata, ometajući normalan napredak reakcije cijanizacije.

Visoko sumporne rude

U rudama s visokim sadržajem sumpora dodavanje olova možda neće biti korisno i čak može dovesti do deaktivacije. Kada je sadržaj sumpora u rudi visok, sulfidni minerali se oksidiraju u elementarni sumpor tijekom procesa cijanizacije. Ovaj elementarni sumpor stvara sloj na površini zlata koji ga sprječava da reagira s cijanidom - otopinom kisika. Olovo može pospješiti oksidaciju sulfidnih minerala u sumpor, dodatno inhibirajući reakciju cijanizacije zlata i uzrokujući značajan pad stope otapanja zlata.

Analitički dokaz deaktivacije

Analiza rendgenske fotoelektronske spektroskopije (XPS) pruža dokaze o učincima deaktivacije. U uzorcima iz procesa cijanidacije rude s visokim sadržajem sumpora s dodatkom olova, XPS spektri pokazuju prisutnost tvari koje sadrže sumpor na površini zlata, što ukazuje na stvaranje pasivizirajućeg sloja sumpora. Elektrokemijska ispitivanja također potvrđuju da se brzina oksidacije zlata smanjuje u prisutnosti silikata i minerala koji sadrže olovo.

Čimbenici koji utječu na ravnotežu između aktivacije i deaktivacije

Koncentracija soli olova

Količina olovnih soli dodanih u sustav cijanizacije je ključna. U niskim koncentracijama, soli olova obično imaju aktivirajući učinak, potičući otapanje zlata. Ali ako je koncentracija previsoka, može doći do stvaranja prekomjernih produkata reakcije koji uzrokuju deaktivaciju. Na primjer, previsoka koncentracija iona olova može rezultirati taloženjem kompleksa olova i cijanida koji prekrivaju površinu zlata i zaustavljaju reakciju cijanizacije.

Sastav rude

Sastav rude, uključujući vrste i količine sulfidnih minerala, silikata i drugih nečistoća, određuje hoće li olovne soli djelovati kao aktivatori ili deaktivatori. Rude s visokim sadržajem određenih sulfidnih minerala, poput pirita u rudama s visokim sadržajem sumpora, imaju veću vjerojatnost da će doživjeti deaktivaciju kada se doda olovo. Nasuprot tome, rude sa značajnom količinom minerala bakra mogu imati koristi od aktivacijskog učinka olovnih soli.

Uvjeti reakcije

Uvjeti reakcije kao što su temperatura, pH i koncentracija kisika i cijanida u otopini također utječu na učinke aktivacije i deaktivacije olovnih soli. Viša temperatura može ubrzati i korisne i štetne reakcije povezane s olovom. pH otopine utječe na postojanje iona olova i drugih metala, utječući na njihovu interakciju sa zlatom i drugim mineralima. Odgovarajuća koncentracija kisika neophodna je za normalno odvijanje reakcije cijanizacije zlata, a soli olova mogu međudjelovati s kisikom na različite načine, ovisno o uvjetima, bilo da pojačavaju ili inhibiraju reakciju.

Zaključak

Olovne soli imaju i aktivacijske i deaktivacijske učinke na proces cijanizacije zlata. Učinci aktivacije, poput kataliziranja elektrokemijskih reakcija i smanjenja interferencije nečistoća, mogu značajno poboljšati učinkovitost ekstrakcije zlata. Međutim, pod određenim uvjetima, kao što je prisutnost silikata, specifičnih minerala koji sadrže olovo ili ruda s visokim sadržajem sumpora, soli olova mogu uzrokovati deaktivaciju usporavanjem oksidacije zlata ili stvaranjem blokirajućih slojeva na površini zlata. Razumijevanje čimbenika koji utječu na te učinke, uključujući koncentraciju soli olova, sastav rude i reakcijske uvjete, bitno je za uspješno korištenje soli olova u cijanizaciji zlata. Pažljivom kontrolom ovih čimbenika, rudarska industrija može optimizirati ekstrakciju zlata, smanjiti potrošnju reagensa, povećati profitabilnost i minimizirati utjecaj na okoliš. Buduća bi se istraživanja mogla usredotočiti na stvaranje preciznijih modela za predviđanje ponašanja olovne soli u različitim situacijama obrade rude i pronalaženje novih načina za suzbijanje učinaka deaktivacije.