Тиокарбамид алтынын алу процесі: принциптері, операциялары және қарастырулары

кіріспе

Алтын өндіру тау-кен және бағалы металдар өнеркәсібінде маңызды процесс болып табылады. Әртүрлі өндіру әдістерінің ішінде Тиоурея алтынын өндіру процесі соңғы жылдары үлкен назар аударды. Химиялық формуласы \(SCN_2H_4\) бар Тиоурея - бұл процесте маңызды рөл атқаратын органикалық қосылыс. Бұл блог жазбасында тиоурея алтынын өндіру процесі жан-жақты қарастырылады, оның принциптері, жұмыс кезеңдері, әсер етуші факторлары және дәстүрлі әдістермен салыстырғандағы артықшылықтары қамтылады.

Тиокарбамид алтынын алу принциптері

Тиокарбамидті алтынды алудың негізгі принципі оның қышқыл ортада алтын иондарымен тұрақты комплекстер түзу қабілетінде жатыр. Тотықтырғыштың қатысуымен кендегі алтын тотықтырады, содан кейін тиокарбамидпен әрекеттесіп, еритін алтын-тиокарбамид комплекстерін түзеді. Бұл процесте ең көп қолданылатын тотықтырғыштар - темір (III) иондары және еріген оттегі.

Тиомочевина қышқыл ерітінділерде салыстырмалы түрде тұрақты, бұл экстракция процесін қамтамасыз ететін негізгі фактор болып табылады. Қышқыл ортада тиомочевина металл катиондарымен бірқатар күрделі иондар түзе алады. Дегенмен, СЫНАПТЫ қоспағанда , тиомочевина кешен иондарының басқа металдармен тұрақтылығы салыстырмалы түрде төмен. Бұл сипаттама тиомочевина негізіндегі алтын экстракциясына алтын үшін жоғары селективтілік береді.

Тиокарбамид алтынын алу процесіндегі операциялық қадамдар

Кенді дайындау

Тиокарбамид алтынын алу процесінің бірінші кезеңі кенді дайындау болып табылады. Тиокарбамид ерітіндісімен жақсы жанасу үшін бетінің ауданын ұлғайту үшін кенді ұсақтау және тиісті бөлшектер өлшеміне дейін ұнтақтау қажет. Әдетте, бөлшектердің мөлшері неғұрлым ұсақ болса, руда мен тиокарбамид ерітіндісі арасындағы реакция жылдамдығы соғұрлым жоғары болады. Дегенмен, өте жұқа ұнтақтау энергияны тұтынудың жоғарылауы және кейіннен қатты - сұйықтықты бөлу кезінде қиындықтар сияқты кейбір жағымсыз әсерлерді де әкелуі мүмкін.

Тиокарбамидті шаймалау

Кенді дайындағаннан кейін ұнтақталған кен тиомочевина бар ерітіндімен араластырылады. Тиомочевина сілтілі ерітінділерде тұрақсыз болғандықтан және сульфидтер мен аминоцианидтерге оңай ыдырайтындықтан , шаймалау ерітіндісі әдетте тиомочевинаның сұйылтылған күкірт қышқылы ерітіндісі болып табылады. Целлюлозаның жергілікті қызып кетуіне жол бермеу үшін алдымен қышқылды, содан кейін тиомочевинаны қосу маңызды, бұл тиомочевина гидролизін тудыруы және оның тиімділігін төмендетуі мүмкін.

Сілтілеу процесінде тиомочевина концентрациясы, тотықтырғыш заттың түрі мен мөлшері, ерітіндінің рН мәні, пульпа температурасы және сілтілеу уақыты сияқты факторлар алтынды сілтілеу жылдамдығына айтарлықтай әсер етеді. Мысалы, алтынды сілтілеу жылдамдығы тиомочевина концентрациясының артуымен бірге артады, бірақ тиомочевинаның шамадан тыс көп болуы шығындардың артуына және қоршаған ортаның ықтимал проблемаларына әкелуі мүмкін. Ортаның рН мәні тиомочевина концентрациясымен байланысты. Қалыпты температура мен тиомочевинаның дозалану жағдайында ортаның рН мәні 1.5-тен төмен болғаны жөн. Дегенмен, қышқылдық тым жоғары болмауы керек, әйтпесе кендегі қышқылда еритін қоспалардың мөлшерін арттырады.

Қатты – сұйықты бөлу

Шаймалау процесінен кейін құрамында алтын-тиокарбамид комплекстері бар жүкті ерітіндіні қатты қалдықтардан бөлу үшін қатты - сұйықты бөлу жүргізіледі. Қатты – сұйықты бөлудің жалпы әдістеріне сүзу және тұндыру жатады. Бөлу әдісін таңдау кеннің табиғаты, қатты заттың бөлшектерінің өлшемі және операция масштабы сияқты факторларға байланысты. Қатты сұйықтықты тиімді бөлу жүкті ерітіндінің сапасын қамтамасыз ету және кейінгі алтын алу операцияларын жеңілдету үшін өте маңызды.

Жүкті ерітіндіден алтынды қалпына келтіру

Қатты – сұйықты бөлуден кейін алынған жүкті ерітіндіден алтынды алудың бірнеше әдістері бар. Екі кең таралған әдіс - металды ауыстыру және электрмен жеңу.

Металды алмастыру : Темір және алюминий сияқты металдарды ерітіндідегі алтын-тиомочевина кешенінен алтынды алмастыру үшін тотықсыздандырғыш ретінде пайдалануға болады. Алмастырылған алтын қатты тұнба түзеді, оны таза алтын алу үшін әрі қарай өңдеуге болады.

Электролиздеу : Электролиздеу процесінде жүкті ерітінді арқылы электр тогы өтеді. Ерітіндідегі алтын иондары катодта тотықсызданып, катод бетіне тұндырылады, ал тиомочевина және басқа заттар анодта тотығады. Бұл әдіс жоғары тазалықтағы алтынды қалпына келтіруге қол жеткізе алады, бірақ арнайы электр жабдықтары мен тиісті жұмыс жағдайларын қажет етеді.

Алтын өнімдерін тазарту

Қалпына келтіруден кейін алынған алтын әдетте кейбір қоспаларды қамтиды және жоғары таза алтын өнімдерін алу үшін тазартуды қажет етеді. Тазарту процесі цианидтеу сияқты басқа экстракция әдістерімен алынған алтынға ұқсас. Кең таралған тазарту әдістеріне химиялық тазарту және электролиттік тазарту жатады, олар қоспаларды тиімді жоя алады және нарық талаптарына сәйкес алтынның тазалығын жақсартады.

Тиокарбамид алтынын алу процесіне әсер ететін факторлар

Кеннің минералдық құрамы

Кеннің минералды құрамы тиомочевинадан алтын алу процесіне айтарлықтай әсер етеді. Шикізаттағы мыс, висмут оксидтері қышқылда ериді және тиомочевинамен кешенді түрде әрекеттеседі, бұл тиомочевинаның алтынды сілтілеу әсерін азайтады және тиомочевинаның тұтынылуын арттырады. Сонымен қатар, егер шикізатта қышқылда еритін заттардың (мысалы, екі валентті темір, көміртек оксидтері, түсті емес металл оксидтері және т.б.) және тотықсыздандырғыш компоненттердің көп мөлшері болса, бұл тотықтырғыштар мен күкірт қышқылының тұтынылуын арттырады және алтынды сілтілеу жылдамдығын төмендетеді. Дегенмен, мыс, мышьяк, сурьма және қорғасын сияқты сульфидті минералдардың тиомочевинадан алтынды сілтілеуіне зиянды әсері салыстырмалы түрде аз, бұл тиомочевина негізіндегі алтын алуды күрделі отқа төзімді алтын минералды шикізатынан алтын мен күмісті селективті түрде алуға мүмкіндік береді.

Кендегі алтынның бөлшектерінің мөлшері

Кендегі алтынның бөлшектерінің мөлшері алтынның шаймалану жылдамдығына әсер ететін факторлардың бірі болып табылады. Жалпы алғанда, алтынның бөлшектерінің мөлшері неғұрлым аз болса, соғұрлым меншікті бетінің ауданы үлкен болады және тиокарбамид ерітіндісімен байланысу оңайырақ, нәтижесінде шаймалау жылдамдығы жоғары болады. Сондықтан кенді дайындау сатысында рудадағы алтын бөлшектерін толығымен ашық ету және шаймалау процесін жеңілдету үшін тиісті ұнтақтау операциялары қажет.

температура

Температура тиокарбамидті алтын алу процесіне қосарлы әсер етеді. Бір жағынан, температураны жоғарылату әрекеттесуші заттардың диффузия жылдамдығын және алтын мен тиокарбамид арасындағы реакция жылдамдығын жылдамдатуы мүмкін, осылайша алтынның шаймалану жылдамдығын арттырады. Екінші жағынан, тиокарбамидтің термиялық тұрақтылығы нашар. Температура тым жоғары болған кезде тиокарбамид гидролизге және ыдырауға бейім, экстракция процесінде оның тиімділігін төмендетеді. Әдетте, тиокарбамидті шаймалау процесінің температурасын 55 °C-тан төмен бақылаған жөн, және көп жағдайда ол бөлме температурасында жүзеге асырылады.

Ерітіндінің рН мәні

Бұрын айтылғандай, ерітіндінің рН мәні тиокарбамидтің тұрақтылығымен және алтынның шаймалау әсерімен тығыз байланысты. Тиокарбамид қышқылдық ортада тұрақты, ал тиісті қышқылдық орта алтын-тиокарбамид комплекстерінің түзілуіне қолайлы. Дегенмен, рН мәні тым төмен болса, ол қышқылда еритін қоспалардың мөлшерін көбейтіп қана қоймайды, сонымен қатар экстракция процесіне қолайлы емес жанама реакцияларды тудыруы мүмкін. Сондықтан оңтайлы экстракция әсерін қамтамасыз ету үшін ерітіндінің рН мәнін дәл бақылау қажет.

Тиомочевина мен тотықтырғыштың концентрациясы

Тиокарбамид концентрациясы түзілетін алтын-тиокарбамид кешендерінің мөлшеріне тікелей әсер етеді. Жалпы алғанда, тиокарбамид концентрациясын арттыру алтынды сілтілеу жылдамдығын арттыруы мүмкін. Дегенмен, құны мен қоршаған орта факторларын ескере отырып, тиокарбамид концентрациясын оңтайландыру қажет. Тотықтырғыштың түрі мен концентрациясы да шешуші рөл атқарады. Рудадағы алтынның үздіксіз тотығуын қамтамасыз ету үшін тиісті тотықтырғыш қажет, бірақ шамадан тыс тотықтырғыш тиокарбамидтің тотығуына және ыдырауына әкелуі мүмкін, бұл тиомочевинаның пайдалану тиімділігін төмендетеді.

Тиокарбамид алтынын алу процесінің артықшылықтары

1. Жылдам шаймалау жылдамдығы : Цианидтеу сияқты кейбір дәстүрлі алтын алу әдістерімен салыстырғанда, тиомочевина алтынын алу процесі салыстырмалы түрде жылдам шаймалау жылдамдығына ие. Қышқыл ортада алтын-тиомочевина кешендерінің түзілуі алтынды тез ерітуі мүмкін, бұл экстракция уақытын айтарлықтай қысқартады.

2. Төмен уыттылығы : Тиомочевина дәстүрлі цианидтеу әдістерінде қолданылатын цианидпен салыстырғанда аз уытты . Цианид өте уытты және қоршаған орта мен адам денсаулығына үлкен қауіп төндіреді. Тиомочевинаны алтын өндіруде қолдану улы заттармен байланысты қоршаған ортаға және қауіпсіздікке төнетін ықтимал қауіптерді азайтады.

3. Жақсы селективтілік : Тиомочевина кешенді иондарының сынаптан басқа көптеген металдармен салыстырмалы түрде төмен тұрақтылығына байланысты, тиомочевина негізіндегі алтынды алу процесі алтынға жоғары селективтілікке ие. Ол әртүрлі металл қоспалары бар күрделі кендерден алтынды тиімді түрде бөліп ала алады, бұл экстракция процесіне қоспалардың араласуын азайтады.

4. Ерітіндіні өңдеуден кейінгі оңайырақ : Алтынды алу процесінен кейін тиомочевинасы бар ерітіндіні өңдеу салыстырмалы түрде оңай. Мысалы, алтынды алу кезеңінде металды алмастыру немесе электролиттік әдістерді қолдану алтынды ерітіндіден салыстырмалы түрде оңай бөліп алуға мүмкіндік береді, ал қалған ерітіндіні қоршаған ортаның ластануын азайту үшін қосымша өңдеуге болады.

қорытынды

Тиокарбамидті алтын алу процесі алтын өндіру саласындағы перспективалы әдіс болып табылады. Оның принциптерін, операциялық қадамдарын, әсер етуші факторлары мен артықшылықтарын түсіну арқылы тау-кен компаниялары мен зерттеушілер алтын өндіру тиімділігін арттыру, шығындарды азайту және қоршаған ортаға тигізетін әсерді барынша азайту үшін процесті оңтайландыра алады. Тиокарбамидті тұтынуды оңтайландыру және әртүрлі рудалық жағдайларда процестің тұрақтылығын арттыру сияқты әлі де шешуді қажет ететін мәселелер бар болса да, осы саладағы үздіксіз зерттеулер мен инновациялар тиомочевина алтынын алу процесін одан әрі дамытуға және қолдануға ықпал ететіні сөзсіз.