ტყვიის მარილების გააქტიურება და პასივაციური ეფექტი ოქროს ციანიდაციის პროცესზე

შესავალი

ოქროს ციანიდაცია არის ფართოდ გამოყენებული პროცესი სამთო მრეწველობაში მისი მადნებიდან ოქროს მოპოვებისთვის. გარკვეული ქიმიკატების დამატებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს ამ პროცესის ეფექტურობაზე. ამ დანამატებს შორის, ტყვიის მარილები აჩვენეს რთული ეფექტები, როგორც გააქტიურება, ასევე დეაქტივაცია ოქროს ციანიდაცია რეაქცია. ამ ეფექტების გაგება გადამწყვეტია ოპტიმიზაციისთვის ოქროს მოპოვება პროცესები, ხარჯების შემცირება და გარემოზე ზემოქმედების მინიმუმამდე შემცირება.

ოქროს ციანიდაციის პროცესის საფუძვლები

ოქროს ციანიდაცია, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც მაკარტურ-ფორესტის პროცესი, მოიცავს ოქროს რეაქციას ციანიდი იონები ჟანგბადის თანდასწრებით. ეს ქიმიური რეაქცია საშუალებას აძლევს ოქროს დაითხოვოს მადნის მატრიციდან ხსნარში, რაც მის შემდგომ აღდგენის საშუალებას იძლევა. თუმცა, მადნის სხვადასხვა მინარევების არსებობამ და რეაქციის პირობებში შეიძლება გავლენა იქონიოს იმაზე, თუ რამდენად სწრაფად და მთლიანად იხსნება ოქრო.

ტყვიის მარილების გააქტიურების ეფექტი

გააქტიურების მექანიზმი

კატალიზური როლი ელექტროქიმიურ რეაქციებში

ტყვიის მარილებს შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც კატალიზატორები ოქროს ციანიდაციის პროცესში. დაბალი ჭარბი პოტენციალის რეგიონში (– 0.35 V vs. Ag/AgCl), ნაჩვენებია, რომ ტყვიის მარილის დამატება დააჩქარებს ოქროს გამორეცხვის პროცესს ციანიდის ხსნარებში. ციკლური ვოლტამეტრიის (CV) ექსპერიმენტები აჩვენებს, რომ ტყვია მონაწილეობს ოქროს ზედაპირზე მიმდინარე ელექტროქიმიურ რეაქციებში. ციანიდაციის პირობებში ოქრო ტყვიასთან ერთად აყალიბებს შენადნობებს. ეს შენადნობები ქმნიან პაწაწინა ელექტროქიმიურ უჯრედებს ოქროს ზედაპირზე, სადაც ჟანგვის და შემცირების რეაქციები ერთდროულად მიმდინარეობს. ოქრო-შენადნობის ინტერფეისზე დაჟანგვის რეაქცია ხელს უწყობს ოქროს დაშლას, ხოლო შემცირების რეაქცია ხსნარში ჟანგბადს ან სხვა ჟანგვის ნივთიერებებს მოიცავს. ეს ელექტროქიმიური მოქმედება მნიშვნელოვნად აჩქარებს ოქროს დაშლის საერთო სიჩქარეს.

მინარევის რეაქციების დათრგუნვა

სპილენძისა და სხვა მინარევების შემცველ მადნებში ტყვიის მარილები სასარგებლო როლს თამაშობენ. მადნის სპილენძის მინერალებს შეუძლიათ მოიხმარონ ციანიდი და ჟანგბადი, კონკურენციას უწევს ოქროს ციანიდაციის რეაქციას. ტყვიის მარილები ურთიერთქმედებენ სპილენძის იონებთან ან სპილენძის შემცველ მინერალებთან, წარმოქმნიან უხსნად ნაერთებს, რომლებიც ხელს უშლიან სპილენძის მინერალების დაშლას. ეს ამცირებს სპილენძის მიერ მოხმარებული ციანიდის რაოდენობას, ტოვებს მეტი ციანიდის ხელმისაწვდომობას ოქროს ციანიდაციის რეაქციისთვის და ამით ზრდის ოქროს გამორეცხვის სიჩქარეს. მაღალი სპილენძის ოქროს შემცველ მადნებში, ტყვიის მარილების დამატება დაფიქსირდა, რომ ამცირებს ციანიდის ხსნარში გახსნილი სპილენძის რაოდენობას, ინარჩუნებს ხელსაყრელ თანაფარდობას ოქროს დაშლისთვის.

აქტივაციის ექსპერიმენტული მტკიცებულება

როგორც ლაბორატორიულმა, ასევე სამრეწველო კვლევებმა დაადასტურა გააქტიურების ეფექტიტყვიის მარილები. 0.25% გალენით ოქროს შემცველ მადნის ერთ კვლევაში, ტყვიის მარილის დამატებამ მნიშვნელოვნად გააუმჯობესა ოქროს გამორეცხვის სიჩქარე. ინდუსტრიული პრაქტიკა ასევე მხარს უჭერს ამ დასკვნებს. ზოგიერთ ოქროს მაღაროში, კონკრეტული ტიპის მადნების დამუშავებისას, ტყვიის მარილების საჭირო რაოდენობის დამატებამ შეამცირა მოხმარება. ნატრიუმის ციანიდი 12 კგ/ტ-ზე მეტიდან 5 კგ/ტ-მდე და გაიზარდა ოქროს აღდგენის მაჩვენებელი 98%-მდე.

ტყვიის მარილების დეაქტივაციის ეფექტი

დეაქტივაციის პირობები

სილიკატური და გარკვეული ტყვიის შემცველი მინერალების არსებობა

გარკვეულ პირობებში, განსაკუთრებით სილიკატური და სპეციფიური ტყვიის შემცველი მინერალების არსებობისას, ტყვიის დამატებამ შეიძლება შეანელოს ოქროს დაჟანგვა. პოტენციალზე - 0.35 ვ (Ag/AgCl-ის წინააღმდეგ), ოქროს რღვევის სიჩქარე მცირდება. ზუსტი მიზეზი რთულია, მაგრამ შეიძლება მოიცავდეს ზედაპირული ფენების წარმოქმნას ან ტყვიის ნივთიერებების ურთიერთქმედებას ოქროს ზედაპირთან, რაც ბლოკავს ციანიდის იონებსა და ჟანგბადს ოქრომდე მისვლაში. მაგალითად, ზოგიერთი ტყვიის შემცველი მინერალი რეაგირებს ციანიდის ხსნართან და წარმოქმნის ნაერთებს, რომლებიც ფარავს ოქროს ზედაპირს, რაც აფერხებს ციანიდაციის რეაქციის ნორმალურ მიმდინარეობას.

მაღალი - გოგირდის მადნები

მაღალი გოგირდის მადნებში ტყვიის დამატება შეიძლება არ იყოს მომგებიანი და შეიძლება გამოიწვიოს დეაქტივაციაც კი. როდესაც საბადოში გოგირდის შემცველობა მაღალია, ციანიდაციის პროცესში სულფიდური მინერალები იჟანგება ელემენტარულ გოგირდად. ეს ელემენტარული გოგირდი ქმნის ფენას ოქროს ზედაპირზე, რომელიც ხელს უშლის მას რეაქციაში ციანიდ - ჟანგბადის ხსნართან. ტყვიამ შეიძლება ხელი შეუწყოს სულფიდური მინერალების გოგირდად დაჟანგვას, რაც შემდგომში აფერხებს ოქროს ციანიდაციის რეაქციას და იწვევს ოქროს დაშლის სიჩქარის მნიშვნელოვან ვარდნას.

დეაქტივაციის ანალიტიკური მტკიცებულება

რენტგენის ფოტოელექტრონული სპექტროსკოპიის (XPS) ანალიზი იძლევა დეაქტივაციის ეფექტების მტკიცებულებას. მაღალი გოგირდის მადნის ციანიდაციის პროცესების ნიმუშებში ტყვიის დამატებით, XPS სპექტრები აჩვენებს გოგირდის შემცველი ნივთიერებების არსებობას ოქროს ზედაპირზე, რაც მიუთითებს პასივირებული გოგირდის ფენის წარმოქმნაზე. ელექტროქიმიური ტესტები ასევე ადასტურებს, რომ ოქროს დაჟანგვის სიჩქარე მცირდება სილიკატური და ტყვიის შემცველი მინერალების არსებობისას.

აქტივაციასა და დეაქტივაციას შორის ბალანსზე გავლენის ფაქტორები

ტყვიის მარილების კონცენტრაცია

ციანიდაციის სისტემაში დამატებული ტყვიის მარილების რაოდენობა გადამწყვეტია. დაბალ კონცენტრაციებში ტყვიის მარილებს ჩვეულებრივ აქვთ გამააქტიურებელი ეფექტი, რაც ხელს უწყობს ოქროს დაშლას. მაგრამ თუ კონცენტრაცია ძალიან მაღალია, ამან შეიძლება გამოიწვიოს გადაჭარბებული რეაქციის პროდუქტების წარმოქმნა, რაც იწვევს დეაქტივაციას. მაგალითად, ტყვიის იონების ზედმეტად მაღალმა კონცენტრაციამ შეიძლება გამოიწვიოს ტყვიის - ციანიდის კომპლექსების დალექვა, რომლებიც ფარავს ოქროს ზედაპირს და აჩერებს ციანიდაციის რეაქციას.

მადნის შემადგენლობა

მადნის შემადგენლობა, მათ შორის სულფიდური მინერალების ტიპები და რაოდენობა, სილიკატები და სხვა მინარევები, განსაზღვრავს, მოქმედებს თუ არა ტყვიის მარილები როგორც აქტივატორები ან დეაქტივატორები. გარკვეული სულფიდური მინერალების მაღალი შემცველობით მადნები, როგორიცაა პირიტი მაღალი გოგირდის მადნებში, უფრო მეტად განიცდიან დეაქტივაციას ტყვიის დამატებისას. პირიქით, სპილენძის მინერალების მნიშვნელოვანი რაოდენობით მადნებს შეუძლიათ ისარგებლონ ტყვიის მარილების აქტივაციის ეფექტით.

რეაქციის პირობები

რეაქციის პირობები, როგორიცაა ტემპერატურა, pH და ხსნარში ჟანგბადის და ციანიდის კონცენტრაცია, ასევე გავლენას ახდენს ტყვიის მარილების აქტივაციისა და დეაქტივაციის ეფექტებზე. მაღალ ტემპერატურას შეუძლია დააჩქაროს ტყვიასთან დაკავშირებული როგორც სასარგებლო, ასევე მავნე რეაქციები. ხსნარის pH გავლენას ახდენს ტყვიისა და სხვა ლითონის იონების არსებობაზე, რაც გავლენას ახდენს მათ ურთიერთქმედებებზე ოქროსა და სხვა მინერალებთან. ჟანგბადის ადეკვატური კონცენტრაცია აუცილებელია ოქრო-ციანიდაციის რეაქციის ნორმალურად წარმართვისთვის და ტყვიის მარილებს შეუძლიათ ურთიერთქმედება ჟანგბადთან სხვადასხვა გზით, პირობებიდან გამომდინარე, აძლიერებენ ან აფერხებენ რეაქციას.

დასკვნა

ტყვიის მარილებს აქვთ როგორც აქტივაციის, ასევე დეაქტივაციის ეფექტი ოქროს ციანიდაციის პროცესზე. აქტივაციის ეფექტები, როგორიცაა ელექტროქიმიური რეაქციების კატალიზება და მინარევების ჩარევის შემცირება, შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს ოქროს მოპოვების ეფექტურობა. თუმცა, გარკვეულ პირობებში, როგორიცაა სილიკატური, სპეციფიკური ტყვიის შემცველი მინერალების ან მაღალი გოგირდის მადნების არსებობისას, ტყვიის მარილებმა შეიძლება გამოიწვიოს დეაქტივაცია ოქროს დაჟანგვის შენელებით ან ოქროს ზედაპირზე დამბლოკავი ფენების წარმოქმნით. ამ ეფექტებზე მოქმედი ფაქტორების გააზრება, მათ შორის ტყვიის მარილის კონცენტრაცია, მადნის შემადგენლობა და რეაქციის პირობები, აუცილებელია ტყვიის მარილების წარმატებით გამოყენებისთვის ოქროს ციანიდაციაში. ამ ფაქტორების გულდასმით კონტროლით, სამთო ინდუსტრიას შეუძლია ოქროს მოპოვების ოპტიმიზაცია, რეაგენტის მოხმარების შემცირება, მომგებიანობის გაზრდა და გარემოზე ზემოქმედების მინიმუმამდე შემცირება. მომავალმა კვლევამ შეიძლება ფოკუსირება მოახდინოს უფრო ზუსტი მოდელების შექმნაზე ტყვიის მარილის ქცევის პროგნოზირებისთვის მადნის დამუშავების სხვადასხვა სიტუაციებში და ახალი გზების პოვნაზე დეაქტივაციის ეფექტების საწინააღმდეგოდ.