Ցիանիդային լուծույթից ոսկու ուղղակի էլեկտրահարում

ներածություն

Ցիանիդացումը երկար ժամանակ եղել է հանքաքարից ոսկու արդյունահանման հիմնական մեթոդը: Այն բանից հետո, երբ ցիանիդ տարրալվացման գործընթացում, ոսկին առկա է ցիանիդ լուծույթ, որը հայտնի է որպես հղի լվացման լուծույթ։ Ավանդաբար, օգտագործվում են այնպիսի մեթոդներ, ինչպիսիք են Բնածուխ Այս լուծույթից ոսկի ստանալու համար օգտագործվել են ադսորբցիա (օրինակ՝ սյունակում ածխածին - CIC պրոցես) և ցինկի ցեմենտացում (Մերիլ Քրոուի պրոցես): Այնուամենայնիվ, ցիանիդային լուծույթներից ուղղակի էլեկտրոլիտային ստացումը դարձել է խոստումնալից այլընտրանք, որն առաջարկում է մի շարք առավելություններ արդյունավետության, արժեքի և շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության առումով:

Ուղղակի Էլեկտրահաղորդման սկզբունքը

Ուղղակի էլեկտրաշահումը էլեկտրաքիմիական գործընթաց է: -ի համատեքստում ոսկու արդյունահանում ցիանիդային լուծույթներից, երբ էլեկտրական հոսանք անցնում է ոսկի պարունակող ցիանիդային լուծույթի միջով ավրոցիանիդային կոմպլեքսների տեսքով (Au(CN)_2^-), էլեկտրոդներում տեղի են ունենում հետևյալ ռեակցիաները.

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

Ավրոցիանիդային համալիրում ոսկու իոնները ստանում են էլեկտրոն և նստում են որպես մետաղական ոսկի կաթոդի մակերեսին:

• ԱնոդումԿախված պայմաններից, կարող է առաջանալ ջրի օքսիդացում կամ լուծույթում այլ տեսակների օքսիդացում: Օրինակ՝ 2H_2O \աջ սլաք O_2 + 4H^+ + 4e^-

Ուղիղ Էլեկտրահաղորդման առավելությունները

1. ՀիմարությունՀամեմատած բազմաստիճան պրոցեսների հետ, ինչպիսիք են ածխածնի կլանումը, որին հաջորդում է էլյուցիան և էլեկտրաշահումը (CIC-ի դեպքում), ուղղակի էլեկտրաշահումը նվազեցնում է միավորի գործողությունների քանակը: Սա հեշտացնում է գործընթացի ընդհանուր հոսքը՝ հեշտացնելով դրա շահագործումն ու պահպանումը:

2. Ծախս - արդյունավետությունԳործընթացի ավելի քիչ քայլերի դեպքում հնարավոր է ավելի ցածր կապիտալ և գործառնական ծախսեր: Կարիք չկա ներդրումներ կատարել ածխածնի վերականգնման լայնածավալ օբյեկտներում (ինչպես CIC-ում) կամ գնել մեծ քանակությամբ ցինկի փոշի (ինչպես Merrill Crowe գործընթացում):

3. Բարձր մաքրության արտադրանքՈսկու ուղղակի էլեկտրատեղադրումը կարող է հանգեցնել բարձր մաքրության ոսկու նստվածքի կաթոդի վրա: Սա կարող է նվազեցնել լայնածավալ վերամշակման գործընթացների անհրաժեշտությունը հոսանքին ներքևում՝ հետագայում խնայելով ծախսերը:

4. Բնապահպանական օգուտներՎերացնելով ցինկի օգտագործումը Merrill Crowe-ի գործընթացում՝ ցինկ պարունակող թափոնների ավելի քիչ արտադրություն կա: Բացի այդ, գործընթացի պարզեցումը կարող է հանգեցնել քիմիական նյութերի ընդհանուր օգտագործման և թափոնների արտադրության կրճատմանը:

Գործընթացի նկատառումներ

1. Լուծման համակենտրոնացումՑիանիդային լուծույթում ոսկու կոնցենտրացիան վճռորոշ գործոն է: Թեև ուղղակի էլեկտրաշահումը կարող է կիրառվել ոսկու կոնցենտրացիաների լայն տեսականի ունեցող լուծույթների համար, ավելի բարձր կոնցենտրացիաները սովորաբար հանգեցնում են նստեցման ավելի արագ տեմպերի: Այնուամենայնիվ, ոսկու շատ բարձր կոնցենտրացիաները կարող են պահանջել էլեկտրոդների հատուկ ձևավորումներ՝ միատեսակ նստվածք ապահովելու համար:

2. Էլեկտրոդային նյութերԷլեկտրոդների նյութերի ընտրությունը կարևոր է: Չժանգոտվող պողպատե բուրդը հաճախ օգտագործվում է որպես կաթոդ նյութ՝ իր բարձր մակերեսի համար, ինչը թույլ է տալիս արդյունավետ ոսկու նստեցում: Անոդի համար նախընտրելի են այն նյութերը, որոնք դիմացկուն են ցիանիդային լուծույթում կոռոզիայից, ինչպիսիք են չափի կայուն անոդները (DSA):

3. pH և ջերմաստիճանՑիանիդային լուծույթի pH-ը պետք է ուշադիր վերահսկվի: Որպես կանոն, պահպանվում է մի փոքր ալկալային pH՝ ցիանիդի քայքայումը կանխելու համար: Լուծույթի ջերմաստիճանը կարող է նաև ազդել էլեկտրաշահման արագության վրա, ընդ որում ավելի բարձր ջերմաստիճանները, ընդհանուր առմամբ, մեծացնում են ռեակցիայի արագությունը, բայց նաև կարող են մեծացնել ցիանիդի քայքայման ռիսկը:

Գործընթացի հոսքը

1. Լուծման պատրաստումՀղի ցիանիդային տարրալվացման լուծույթը կույտային տարրալվացման կամ այլ ցիանիդացման գործընթացներից նախ ենթարկվում է նախնական մշակման: Սա կարող է ներառել ֆիլտրում` կախովի պինդ նյութերը հեռացնելու համար, քանի որ դրանք կարող են խանգարել էլեկտրաշահման գործընթացին և առաջացնել կարճ միացումներ էլեկտրոդների միջև:

2. Electrowinning բջջայինՆախապես մշակված լուծույթն այնուհետև սնվում է էլեկտրաշահող բջիջ: Բջիջը հագեցած է անոդով և կաթոդով: Երբ էլեկտրական հոսանք է կիրառվում, ոսկին սկսում է նստել կաթոդի վրա:

3. Ոսկու վերականգնումԵրբ բավարար քանակությամբ ոսկի նստեցվի կաթոդի վրա, կաթոդը հանվում է խցից: Ոսկին կարող է մաքրվել կաթոդից կամ մեխանիկական կամ քիմիապես՝ կախված կաթոդի նյութի բնույթից: Մաքրված ոսկին այնուհետև զտվում է բարձր մաքրության ոսկի ստանալու համար:

Մարտահրավերներ և ապագա հեռանկարներ

1. Ցիանիդի կառավարումԹեև ուղղակի էլեկտրաշահումը տալիս է առավելություններ, ցիանիդի օգտագործումը ոսկու արդյունահանման ընդհանուր գործընթացում դեռևս բնապահպանական և անվտանգության ռիսկեր է պարունակում: Հետագա հետազոտությունները կարող են կենտրոնանալ ուղղակի էլեկտրաշահումը այլընտրանքային, պակաս թունավոր տարրալվացման մեթոդների ինտեգրման վրա:

2. Էներգիայի սպառմանԷլեկտրահաղթահարման գործընթացը պահանջում է զգալի քանակությամբ էլեկտրական էներգիա: Ավելի էներգաարդյունավետ էլեկտրոդների նյութերի և բջիջների դիզայնի մշակումը ակտիվ հետազոտության ոլորտ է:

3. ԽոշորությունԻնչպես ցանկացած ձևավորվող տեխնոլոգիայի դեպքում, ուղղակի էլեկտրաշահումը լաբորատոր մասշտաբից մինչև արդյունաբերական մասշտաբի գործողությունների մասշտաբը պետք է մանրակրկիտ օպտիմիզացվի՝ ապահովելու հետևողական կատարում և ծախսարդյունավետություն:

Ցիանիդային լուծույթներից ոսկու ուղղակի էլեկտրաշահումը ոսկու արդյունահանման ոլորտում զգալի տեխնոլոգիական առաջընթաց է ներկայացնում: Հետագա հետազոտություններով և զարգացումներով՝ առկա մարտահրավերները լուծելու համար, այն կարող է դառնալ գերիշխող մեթոդ ոսկու վերականգնում մոտ ապագայում.