Nátrium-cianid fogyasztás az aranykivonásban, magyarázat

Az arany cianidvegyületekből történő kinyerésének folyamatában, Nátrium-cianid többféleképpen fogyasztják. A nátrium-cianid a leggyakrabban használt kilúgozó szer aranykivonásban, és elméletileg csak 0.5 gramm Nátrium-cianid 1 gramm arany kilúgozásához szükséges. A legtöbb arany-cianidozó üzemben azonban a cianid tényleges felhasználása lényegesen magasabb, gyakran 50-100-szor haladja meg az elméleti számításokat.

A fő tényezők, amelyek hozzájárulnak a magas cianidfogyasztáshoz a arany cianidálási folyamat következők:

1. A cianid fogyasztása az aranyoldási folyamatban

A cianidos növényeket használták nátrium-cianid aranyat oldani az ércből, hogy aranyat nyerjenek ki a csurgalékvízből. Az érintett kémiai reakciók a következők:

• [2Au+4NaCN+O2+2H2O→2Na[Au(CN)2]+2NaOH+H2O2]

• [ 2Au+4NaCN+H2O2→2Na[Au(CN)2]+2NaOH]

Az elektrokémiai reakciókból ismert, hogy 1 gramm arany feloldásához 0.92 gramm nátrium-cianid elfogyasztása szükséges.

2. Cián fogyasztása a kapcsolódó nem nemesfémekkel való reakciók során

(1) Egyes aranyércek olyan kapcsolódó ásványokat tartalmaznak, mint a pirit, magnetit, kalkopirit, szulfát ásványok, hidroxidok és oxidok. Az aprítási szakaszban vaspor keletkezik, amely lassan reagál a nátrium-cianiddal, növelve cianid fogyasztás. A reakciók a következők:

• [ FeS2+NaCN→FeS+NaCNS]

• [ Fe(OH)2+2NaCN→Fe(CN)2+2NaOH]

• [ Fe+6NaCN+2H2O→Na4Fe(CN)6+2NaOH+H2↑]

• [ S+NaCN→NaCNS]

(2) Ha az aranyérc különböző típusú réz-ásványokat tartalmaz, akkor ezek nátrium-cianiddal is reakcióba lépnek, és réz-cianid-komplexeket képeznek, és a folyamat során cianidot fogyasztanak. A reakciók a következők:

• [ 2CuSO4+4NaCN→Cu2(CN)2+2Na2SO4+(CN)2↑]

• [ 2Cu2S+4NaCN+2H2O+O2→Cu2(CN)2+Cu2(CNS)2+4NaOH]

A nátrium-cianid és sok rézásvány közötti erős reakciókészség miatt általában 2.3-3.4 gramm cianid szükséges 1 gramm réz feloldásához.

(3) Ha az eredeti aranyérc szfaleritet vagy smithsonitot tartalmaz, akkor ezek nátrium-cianiddal is reagálnak, és cink-cianidot és karbonátokat képeznek. A reakciók a következők:

• [ ZnS+4NaCN→Na2[Zn(CN)4]+Na2S]

• [ ZnCO3+4NaCN→Na2Zn(CN)4+Na2CO3]

(4) Ha az aranyérc arzenopiritet, higanyt, szelént, tellúrt stb. tartalmaz, akkor ezek nátrium-cianiddal is reagálnak. Ha az érctest széntartalmú, különösen szerves szénben gazdag kőzeteket tartalmaz, a cianid adszorpciója erősebbé válik, ami megnehezíti az arany cianidos kimosódását.

3. A cianidok hidrolízise

megoldásban, cianidok a pH-tól függően különböző fokú hidrolízisen mennek keresztül, és a képződött hidrogén-cianid mennyisége az oldat lúgosságától függ. A reakció a következőképpen ábrázolható:

• [NaCN + H2O → NaOH + HCN↑]

• [CN⁻ + 2H2O → HCOO⁻ + NH3]

A hidrolízis után a cianid egy része hidrogén-cianidot hoz létre, míg egy másik része oxidatív módon hidrolizálódik, és fokozatosan hangyasav és ammónia keletkezik. 100°C-on a CN⁻ 50%-ot, 130°C-on pedig 85%-ot veszít.

Az aranybányászat ciánosítási folyamatában a hidrogén-cianid rendkívül mérgező gáz. Ha nem kezelik megfelelően, az a NaCN fokozott felhasználásához, a termelési költségek növekedéséhez és a környezet szennyezéséhez vezethet, valamint egészségügyi kockázatokat jelenthet a kezelők számára. A képződött HCN mennyisége az oldat pH-jával változik: pH 10.5-nél. csak 6.1% hidrogén-cianid keletkezik; pH 10-nél 17%-ra nő; pH 9.5-nél. eléri a 39.2%-ot; és pH 9.0. ez 67.1%. Ezért az arany CIP (Carbon-in-Pulp) üzemekben a pH-t általában 11 és 12 közé állítják be, hogy szabályozzák a cianidok hidrolízisét.

4. A cianid (CN-) oxidációja oldott oxigénnel (O2)

Az arany oldódási sebességének fokozása érdekében a CN- és az O2-nak egyaránt részt kell vennie a reakcióban. Szobahőmérsékleten és nyomáson az oxigén maximális oldhatósága 8.2 mg/l. Erős oxidálószer hozzáadása növelheti az oxigén koncentrációját az oldatban, jelentősen felgyorsítva a kioldódási folyamatot. Az oxigén és a cianid arányát azonban egyensúlyban kell tartani; ellenkező esetben a kioldódási sebesség csökkenhet. Az oldott oxigén reakcióba lép a cianiddal, cianátot képezve, amely lúgos oldatokban stabil. 7-nél alacsonyabb pH-értéken azonban ammóniát és bikarbonátot képezve hidrolizál. A reakcióegyenletek a következők:

• [1/2 O2 + CN– → (CNO)–]

• [(CNO)– + 2 H2O → HCO3– + NH3]

Ezért ez a reakció cianid fogyasztásához vezethet a kilúgozási vagy elektrolízis folyamatok során.

5. A cianid agyag általi adszorpciója

A cianidálási folyamat során az ércben lévő vas-szulfid vas-hidroxidot hoz létre, míg az ércben lévő szilikátok lúgos közegben kolloid szilícium-dioxidot képeznek. Mindkét anyag bizonyos mértékben képes adszorbeálni a cianidot, ami a kioldódási maradékkal együtt a cianid elvesztéséhez vezet.

6. Más anyagok cianid fogyasztása

(1) Ha a zagyot felkeverik és levegővel töltik fel, az oldat CO2-t tartalmaz. A CO2 a cianiddal is reagál.

• [2NaCN+CO2+H2O→Na2CO3+2HCN↑]

(2) A szulfid ásványok, például az eredeti ércben lévő pirit reakcióba lépnek az ércpépben lévő oldott oxigénnel (O2), és a keletkező szulfitok és szulfátok szintén reagálnak a cianiddal.

• [FeS+2O2→FeSO4]

• [FeSO4+6NaCN→Na4Fe(CN)6+Na2SO4]

Kis mennyiségű CaO vagy Ca(OH)2 adható hozzá a kilúgozás előtt, hogy semlegesítsük a sav és megakadályozzuk a fenti reakció bekövetkezését.

Következtetésképpen

A fentiek az arany cianidálási folyamatában a cianidfogyasztás 6 szempontját mutatják be. Az arany normál oldásához szükséges cianid mellett számos nem létfontosságú fogyasztás is előfordul, mint például reakciók más kapcsolódó ásványokkal, önhidrolízis stb. 

Ha kérdése van a fenti tartalommal kapcsolatban, vagy szeretné megismerni a , forduljon az online ügyfélszolgálathoz, vagy küldjön üzenetet, mi a lehető leghamarabb felvesszük Önnel a kapcsolatot!