Az arany közvetlen elektronyerése cianid oldatból

Bevezetés

A cianidálás régóta az elsődleges módszer az arany ércekből történő kinyerésére. A cianidos kioldási folyamat után az arany a cianidoldatban van jelen , amelyet terhes kioldási oldatnak neveznek. Hagyományosan olyan módszereket alkalmaztak, mint a szénadszorpció (például a szén oszlopban - CIC eljárás) és a cinkcementálás (Merrill Crowe eljárás) az arany kinyerésére ebből az oldatból. A cianidoldatokból történő közvetlen elektrolitos kinyerés azonban ígéretes alternatívának bizonyult, amely számos előnnyel jár a hatékonyság, a költségek és a környezeti hatások tekintetében.

A közvetlen elektronyerés elve

A közvetlen elektrokémiai kinyerés egy elektrokémiai folyamat. A cianidoldatokból történő aranykinyerés során , amikor elektromos áramot vezetünk át az aurocianid komplexek ( Au(CN)_2^- ) formájában lévő aranyat tartalmazó cianidoldaton , a következő reakciók mennek végbe az elektródákon:

• A katódon : Au(CN)_2^- + e^- \rightarrow Au + 2CN^-

Az aurocianid komplexben lévő aranyionok egy elektront kapnak, és fémaranyként rakódnak le a katód felületén.

• Az anódon : A körülményektől függően víz vagy az oldatban lévő más anyagok oxidációja történhet. Például: 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-

A közvetlen elektronyerés előnyei

1. Egyszerűség : A többlépéses eljárásokhoz, mint például a szénadszorpció, majd az eluálás és az elektrolitikus kinyerés (CIC esetében), képest a közvetlen elektrolitikus kinyerés csökkenti az egységműveletek számát. Ez leegyszerűsíti a teljes folyamatot, így könnyebbé teszi az üzemeltetést és a karbantartást.

2. Költséghatékonyság : Kevesebb folyamatlépéssel alacsonyabb tőke- és üzemeltetési költségek érhetők el. Nincs szükség nagyméretű szén-regeneráló létesítményekbe való beruházásra (mint a CIC-ben), vagy nagy mennyiségű cinkpor vásárlására (mint a Merrill Crowe-eljárásban).

3. Nagy tisztaságú termék : Az arany közvetlen elektródleválasztása nagy tisztaságú aranylerakódást eredményezhet a katódon. Ez csökkentheti a kiterjedt finomítási folyamatok szükségességét, ami tovább csökkenti a költségeket.

4. Környezeti előnyök : A Merrill Crowe eljárásban a cink használatának kiküszöbölésével kevesebb cinktartalmú hulladék keletkezik. Ezenkívül az eljárás egyszerűsítése a vegyszerfelhasználás és a hulladéktermelés csökkenéséhez vezethet.

Eljárási szempontok

1. Oldatkoncentráció : Az arany koncentrációja a cianidoldatban döntő tényező. Míg a közvetlen elektrolitos kinyerés széles aranykoncentráció-tartományú oldatokban alkalmazható, a magasabb koncentrációk általában gyorsabb lerakódási sebességet eredményeznek. A nagyon magas aranykoncentrációk azonban speciális elektróda-kialakítást igényelhetnek az egyenletes lerakódás biztosítása érdekében.

2. Elektródaanyagok : Az elektródaanyagok megválasztása fontos. Katódanyagként gyakran rozsdamentes acélgyapotot használnak nagy felülete miatt, amely lehetővé teszi a hatékony aranylerakódást. Anód esetében a cianidoldatban korrózióálló anyagokat, például a méretstabil anódokat (DSA) részesítik előnyben.

3. pH és hőmérséklet : A cianidoldat pH-értékét gondosan szabályozni kell. A cianid bomlásának megakadályozása érdekében általában enyhén lúgos pH-értéket tartanak fenn. Az oldat hőmérséklete is befolyásolhatja az elektrolit kinyerés sebességét, a magasabb hőmérséklet általában növeli a reakciósebességet, de potenciálisan növeli a cianid bomlásának kockázatát is.

Folyamatábra

1. Oldatkészítés : A halom kioldásából vagy más cianidálási folyamatokból származó cianidtartalmú kioldóoldatot először előkezelésnek vetik alá. Ez magában foglalhatja a szuszpendált szilárd anyagok szűrését, mivel ezek zavarhatják az elektrolit kinyerési folyamatot, és rövidzárlatot okozhatnak az elektródák között.

2. Elektromos kinyerő cella : Az előkezelt oldatot ezután az elektrolitikus kinyerő cellába táplálják. A cella anóddal és katóddal van felszerelve. Elektromos áram alkalmazásával arany kezd lerakódni a katódon.

3. Arany kinyerése : Miután elegendő mennyiségű arany rakódott le a katódon, a katódot eltávolítják a cellából. Az arany mechanikusan vagy kémiailag távolítható el a katódról, a katód anyagától függően. A leválasztott aranyat ezután tovább finomítják, hogy nagy tisztaságú aranyat kapjanak.

Kihívások és jövőbeli kilátások

1. Cianidkezelés : Bár a közvetlen elektrolitos kinyerés előnyökkel jár, a cianid használata az aranykivonási folyamatban továbbra is környezeti és biztonsági kockázatokat jelent. A jövőbeli kutatások a közvetlen elektrolitos kinyerés alternatív, kevésbé toxikus kioldási módszerekkel való integrálására összpontosíthatnak.

2. Energiafogyasztás : Az elektrolitos kinyerési folyamat jelentős mennyiségű elektromos energiát igényel. Az energiahatékonyabb elektródaanyagok és cellakialakítások fejlesztése aktív kutatás tárgya.

3. Skálázhatóság : Mint minden új technológiánál, a közvetlen elektrolitos kinyerés laboratóriumi méretekről ipari méretű műveletekre való felskálázását is gondosan optimalizálni kell az állandó teljesítmény és költséghatékonyság biztosítása érdekében.

Az arany közvetlen elektrolitos kinyerése cianidoldatokból jelentős technológiai előrelépést jelent az aranybányászatban. A meglévő kihívások kezelésére irányuló további kutatásokkal és fejlesztésekkel a közeljövőben az arany kinyerésének domináns módszerévé válhat .