Կապարի աղերի ակտիվացման և պասիվացման ազդեցությունը ոսկու ցիանացման գործընթացի վրա

ներածություն

Ոսկու ցիանիդացումը լայնորեն կիրառվող գործընթաց է հանքարդյունաբերության մեջ՝ ոսկի հանքաքարերից արդյունահանելու համար: Որոշակի քիմիական նյութերի ավելացումը կարող է զգալիորեն ազդել այս գործընթացի արդյունավետության վրա: Այս հավելանյութերի շարքում կապարի աղերը ցույց են տվել բարդ ազդեցություններ՝ ինչպես ակտիվացման, այնպես էլ ապաակտիվացման, ոսկու ցիանիդացման ռեակցիայի վրա: Այս ազդեցությունների հասկացումը կարևոր է ոսկու արդյունահանման գործընթացների օպտիմալացման , ծախսերի կրճատման և շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության նվազագույնի հասցնելու համար:

Ոսկու ցիանացման գործընթացի հիմունքները

Ոսկու ցիանիդացումը, որը հայտնի է նաև որպես ՄաքԱրթուր-Ֆորեսթի գործընթաց, ներառում է ոսկու ռեակցիան ցիանիդ իոնների հետ թթվածնի առկայությամբ: Այս քիմիական ռեակցիան թույլ է տալիս ոսկուն լուծվել հանքաքարի մատրիցից լուծույթի մեջ, ինչը հնարավորություն է տալիս դրա հետագա վերականգնումը: Այնուամենայնիվ, հանքաքարում տարբեր խառնուրդների առկայությունը և ռեակցիայի պայմանները կարող են ազդել ոսկու լուծարման արագության և ամբողջականության վրա:

Կապարի աղերի ակտիվացման ազդեցությունները

Ակտիվացման մեխանիզմ

Էլեկտրաքիմիական ռեակցիաներում կատալիտիկ դերը

Կապարի աղերը կարող են հանդես գալ որպես կատալիզատոր ոսկու ցիանացման գործընթացում: Ցածր գերպոտենցիալ տարածաշրջանում (– 0.35 V ընդդեմ Ag/AgCl-ի), կապարի աղ ավելացնելը ցույց է տվել, որ արագացնում է ոսկու տարրալվացման գործընթացը ցիանիդային լուծույթներում: Ցիկլային վոլտամետրիայի (CV) փորձերը ցույց են տալիս, որ կապարը մասնակցում է ոսկու մակերեսի վրա տեղի ունեցող էլեկտրաքիմիական ռեակցիաներին: Ցիանացման պայմաններում ոսկին կապարի հետ համաձուլվածքներ է առաջացնում։ Այս համաձուլվածքները ստեղծում են փոքրիկ էլեկտրաքիմիական բջիջներ ոսկու մակերեսի վրա, որտեղ միաժամանակ տեղի են ունենում օքսիդացման և նվազեցման ռեակցիաներ։ Օքսիդացման ռեակցիան ոսկու համաձուլվածքի միջերեսում նպաստում է ոսկու քայքայմանը, մինչդեռ վերականգնողական ռեակցիան լուծույթում ներառում է թթվածին կամ այլ օքսիդացնող նյութեր: Այս էլեկտրաքիմիական գործողությունը զգալիորեն արագացնում է ոսկու տարրալուծման ընդհանուր արագությունը:

Անմաքրության ռեակցիաների արգելակում

Պղինձ և այլ կեղտեր պարունակող հանքաքարերում կապարի աղերը օգտակար դեր են խաղում։ Հանքաքարի պղնձի օգտակար հանածոները կարող են սպառել ցիանիդ և թթվածին` մրցելով ոսկի-ցիանացման ռեակցիայի հետ: Կապարի աղերը փոխազդում են պղնձի իոնների կամ պղնձի կրող հանքանյութերի հետ՝ առաջացնելով չլուծվող միացություններ, որոնք կանխում են պղնձի հանքանյութերի լուծարումը: Սա նվազեցնում է պղնձի կողմից սպառվող ցիանիդի քանակը՝ թողնելով ավելի շատ ցիանիդ ոսկու ցիանիդացման ռեակցիայի համար և այդպիսով մեծացնելով ոսկու տարրալվացման արագությունը: Բարձր պղնձի ոսկի կրող հանքաքարերում կապարի աղերի ավելացումը նկատվել է ցիանիդի լուծույթում լուծված պղնձի քանակի նվազեցման համար՝ պահպանելով ոսկու տարրալուծման բարենպաստ հարաբերակցությունը:

Ակտիվացման փորձարարական ապացույց

Լաբորատոր և արդյունաբերական ուսումնասիրությունները հաստատել են կապարի աղերի ակտիվացման ազդեցությունը : 0.25% գալեն պարունակող ոսկի պարունակող հանքաքարի վերաբերյալ մեկ ուսումնասիրության մեջ կապարի աղի ավելացումը զգալիորեն բարելավել է ոսկու լվացման արագությունը: Արդյունաբերական պրակտիկան նույնպես հաստատում է այս արդյունքները: Որոշ ոսկու հանքերում, որոշակի տեսակի հանքաքարերի մշակման ժամանակ, կապարի աղերի ճիշտ քանակի ավելացումը նվազեցրել է նատրիումի ցիանիդի սպառումը ավելի քան 12 կգ/տ-ից մինչև ընդամենը 5 կգ/տ և բարձրացրել ոսկու վերականգնման մակարդակը մինչև ավելի քան 98%:

Կապարի աղերի ապաակտիվացման էֆեկտները

Ապաակտիվացման պայմանները

Սիլիկատային և որոշակի կապարի առկայություն՝ կրող հանքանյութեր

Որոշակի հանգամանքներում, հատկապես սիլիկատային և կապարի հատուկ հանքանյութերի առկայության դեպքում, կապարի ավելացումը կարող է դանդաղեցնել ոսկու օքսիդացումը: – 0.35 Վ պոտենցիալով (ընդդեմ Ag/AgCl-ի), ոսկու լուծարման արագությունը նվազում է: Հստակ պատճառը բարդ է, բայց դա կարող է ներառել մակերևութային թաղանթների ձևավորում կամ կապարային նյութերի փոխազդեցություն ոսկու մակերեսի հետ, ինչը արգելափակում է ցիանիդի իոնների և թթվածնի մուտքը ոսկի: Օրինակ, որոշ կապար պարունակող հանքանյութեր արձագանքում են ցիանիդային լուծույթի հետ՝ առաջացնելով միացություններ, որոնք ծածկում են ոսկու մակերեսը՝ խոչընդոտելով ցիանացման ռեակցիայի բնականոն ընթացքը:

Բարձր - ծծմբի հանքաքար

Բարձր ծծմբի հանքաքարերում կապարի ավելացումը չի կարող օգտակար լինել և նույնիսկ կարող է հանգեցնել ապաակտիվացման: Երբ հանքաքարում ծծմբի պարունակությունը մեծ է, սուլֆիդային միներալները ցիանացման գործընթացում օքսիդացվում են տարրական ծծմբի: Այս տարրական ծծումբը ոսկու մակերևույթի վրա ձևավորում է շերտ, որը թույլ չի տալիս այն արձագանքել ցիանիդ-թթվածնի լուծույթի հետ: Կապարը կարող է նպաստել սուլֆիդային միներալների օքսիդացմանը ծծմբի, հետագայում արգելակելով ոսկու ցիանացման ռեակցիան և առաջացնելով ոսկու տարրալուծման արագության զգալի անկում:

Ապաակտիվացման վերլուծական ապացույց

Ռենտգենյան ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիայի (XPS) վերլուծությունը վկայում է ապաակտիվացման էֆեկտների մասին: Բարձր ծծմբի հանքաքարի ցիանիդացման պրոցեսներից՝ կապարի ավելացումով, XPS սպեկտրները ցույց են տալիս ոսկու մակերեսի վրա ծծումբ պարունակող նյութերի առկայությունը, ինչը ցույց է տալիս պասիվացնող ծծմբի շերտի ձևավորումը: Էլեկտրաքիմիական թեստերը նաև հաստատում են, որ ոսկու օքսիդացման արագությունը նվազում է սիլիկատային և կապար պարունակող հանքանյութերի առկայության դեպքում:

Ակտիվացման և ապաակտիվացման միջև հավասարակշռության վրա ազդող գործոններ

Կապարի աղերի կոնցենտրացիա

Ցիանացման համակարգին ավելացված կապարի աղերի քանակը վճռորոշ է: Ցածր կոնցենտրացիաների դեպքում կապարի աղերը սովորաբար ունենում են ակտիվացնող ազդեցություն՝ նպաստելով ոսկու տարրալուծմանը: Բայց եթե կոնցենտրացիան չափազանց բարձր է, դա կարող է հանգեցնել ավելորդ ռեակցիայի արտադրանքի ձևավորմանը, որոնք առաջացնում են ապաակտիվացում: Օրինակ, կապարի իոնների չափազանց բարձր կոնցենտրացիան կարող է հանգեցնել կապարի ցիանիդային համալիրների տեղումների, որոնք ծածկում են ոսկու մակերեսը և դադարեցնում ցիանացման ռեակցիան:

Հանքաքարի բաղադրություն

Հանքաքարի բաղադրությունը, ներառյալ սուլֆիդային միներալների, սիլիկատների և այլ կեղտերի տեսակներն ու քանակությունը, որոշում է կապարի աղերը որպես ակտիվացնող կամ ապաակտիվացնող դերակատարում: Որոշ սուլֆիդային միներալների բարձր պարունակությամբ հանքաքարերը, ինչպես պիրիտը բարձր ծծմբի հանքաքարերում, ավելի հավանական է, որ ապաակտիվանան կապարի ավելացման դեպքում: Ընդհակառակը, պղնձի հանքանյութերի զգալի քանակով հանքաքարերը կարող են օգուտ քաղել կապարի աղերի ակտիվացման ազդեցությունից:

Ռեակցիայի պայմանները

Ռեակցիայի պայմանները, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը, pH-ը և լուծույթում թթվածնի և ցիանիդի կոնցենտրացիան, նույնպես ազդում են կապարի աղերի ակտիվացման և ապաակտիվացման վրա: Ավելի բարձր ջերմաստիճանը կարող է արագացնել կապարի հետ կապված ինչպես օգտակար, այնպես էլ վնասակար ռեակցիաները: Լուծույթի pH-ն ազդում է կապարի և այլ մետաղների իոնների գոյության վրա՝ ազդելով դրանց փոխազդեցության վրա ոսկու և այլ հանքանյութերի հետ։ Բավարար թթվածնի կոնցենտրացիան անհրաժեշտ է ոսկու ցիանացման ռեակցիայի նորմալ ընթացքի համար, և կապարի աղերը կարող են փոխազդել թթվածնի հետ տարբեր ձևերով՝ կախված պայմաններից՝ կա՛մ ուժեղացնելով, կա՛մ արգելակելով ռեակցիան:

Եզրափակում

Կապարի աղերն ունեն ինչպես ակտիվացնող, այնպես էլ ապաակտիվացնող ազդեցություն ոսկու ցիանացման գործընթացի վրա: Ակտիվացման էֆեկտները, ինչպիսիք են էլեկտրաքիմիական ռեակցիաների կատալիզացումը և կեղտերի միջամտության նվազեցումը, կարող են զգալիորեն բարելավել ոսկու արդյունահանման արդյունավետությունը: Այնուամենայնիվ, որոշակի պայմաններում, օրինակ՝ սիլիկատային, կապար պարունակող հատուկ հանքանյութերի կամ ծծմբի բարձր հանքաքարերի առկայության դեպքում, կապարի աղերը կարող են ապաակտիվացում առաջացնել՝ դանդաղեցնելով ոսկու օքսիդացումը կամ ոսկու մակերեսի վրա արգելափակող շերտեր ստեղծելով: Այս ազդեցությունների վրա ազդող գործոնների ըմբռնումը, ներառյալ կապարի աղի կոնցենտրացիան, հանքաքարի բաղադրությունը և ռեակցիայի պայմանները, կարևոր է ոսկու ցիանացման ժամանակ կապարի աղերը հաջողությամբ օգտագործելու համար: Այս գործոնները ուշադիր վերահսկելով՝ հանքարդյունաբերությունը կարող է օպտիմալացնել ոսկու արդյունահանումը, նվազեցնել ռեագենտների սպառումը, բարձրացնել շահութաբերությունը և նվազագույնի հասցնել շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունները: Ապագա հետազոտությունները կարող են կենտրոնանալ հանքաքարի վերամշակման տարբեր իրավիճակներում կապարի աղի վարքագիծը կանխատեսելու ավելի ճշգրիտ մոդելների ստեղծման և ապաակտիվացման հետևանքների հակազդման նոր ուղիներ գտնելու վրա: