시안화물 용액으로부터 금의 직접 전기 추출

개요

시안화법은 오랫동안 광석에서 금을 추출하는 주요 방법이었습니다. 시안화 침출 공정 후, 금은 시안화 용액( 침출액)에 남아 있습니다 . 전통적으로는 탄소 흡착(예: 탄소 컬럼 흡착법 - CIC 공정)이나 아연 시멘테이션(메릴 크로우 공정)과 같은 방법을 사용하여 이 용액에서 금을 회수해 왔습니다. 그러나 시안화 용액에서 직접 전해 채취하는 방법이 효율성, 비용 및 환경 영향 측면에서 여러 가지 이점을 제공하는 유망한 대안으로 떠오르고 있습니다.

직접 전기 제련의 원리

직접 전해채취는 전기화학적 공정입니다. 시안화 용액에서 금을 추출하는 경우 , 금 이온( Au(CN)_2^- ) 이 착물로 존재하는 시안화 용액에 전류를 통과시키면 전극에서 다음과 같은 반응이 일어납니다.

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

오로시아나이드 복합체 내의 금 이온은 전자를 얻어 음극 표면에 금속 금으로 증착됩니다.

• 양극에서 : 조건에 따라 물의 산화 또는 용액 내 다른 물질의 산화가 일어날 수 있습니다. 예를 들어, 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻

직접 전기 제련의 장점

1. 단순성 : 탄소 흡착 후 용출 및 전해 채취와 같은 여러 단계를 거치는 공정(CIC의 경우)과 비교했을 때, 직접 전해 채취는 단위 공정의 수를 줄여줍니다. 이는 전체 공정 흐름을 단순화하여 운영 및 유지 관리를 용이하게 합니다.

2. 비용 효율성 : 공정 ​​단계가 적기 때문에 초기 투자 비용과 운영 비용을 절감할 수 있는 잠재력이 있습니다. 대규모 탄소 재생 시설에 투자하거나(CIC 공정처럼) 대량의 아연 분말을 구매할 필요가 없습니다(메릴 크로우 공정처럼).

3. 고순도 제품 : 금의 직접 전기 도금은 음극에 고순도의 금을 석출시킬 수 있습니다. 이는 후속 정제 공정의 필요성을 줄여 비용을 절감할 수 있게 해줍니다.

4. 환경적 이점 : 메릴 크로우 공정에서 아연 사용을 제거함으로써 아연 함유 폐기물 발생량이 줄어듭니다. 또한, 공정의 단순화로 인해 전체적인 화학물질 사용량과 폐기물 발생량이 감소할 수 있습니다.

프로세스 고려 사항

1. 용액 농도 : 시안화 용액 내 금의 농도는 매우 중요한 요소입니다. 직접 전해 채취법은 다양한 금 농도의 용액에 적용할 수 있지만, 일반적으로 농도가 높을수록 증착 속도가 빨라집니다. 그러나 금 농도가 매우 높은 경우에는 균일한 증착을 위해 특수 전극 설계가 필요할 수 있습니다.

2. 전극 재료 : 전극 재료의 선택은 중요합니다. 스테인리스 스틸 울은 표면적이 넓어 효율적인 금 증착이 가능하기 때문에 음극 재료로 자주 사용됩니다. 양극 재료로는 치수 안정형 양극(DSA)과 같이 시안화 용액에서 부식에 강한 재료가 선호됩니다.

3. pH 및 온도 : 시안화물 용액의 pH는 신중하게 조절해야 합니다. 일반적으로 시안화물의 분해를 방지하기 위해 약알칼리성 pH를 유지합니다. 용액의 온도 또한 전해 채취 속도에 영향을 미칠 수 있으며, 온도가 높을수록 반응 속도는 일반적으로 증가하지만 시안화물 분해 위험도 증가할 수 있습니다.

프로세스 흐름

1. 용액 준비 : 더미 침출법이나 다른 시안화 공정에서 얻은 시안화물 침출액은 먼저 전처리 과정을 거칩니다. 이 과정에는 부유 고형물을 제거하기 위한 여과가 포함될 수 있는데, 이러한 부유 고형물은 전해 채취 공정을 방해하고 전극 간 단락을 일으킬 수 있기 때문입니다.

2. 전해 채취조 : 전처리된 용액을 전해 채취조에 투입합니다. 이 조에는 양극과 음극이 설치되어 있습니다. 전류가 흐르면 금이 음극에 석출되기 시작합니다.

3. 금 회수 : 충분한 양의 금이 음극에 석출되면 음극을 전해조에서 제거합니다. 음극 재질에 따라 기계적 또는 화학적 방법으로 금을 분리해낼 수 있습니다. 분리된 금은 고순도 금을 얻기 위해 추가 정제 과정을 거칩니다.

도전과 미래 전망

1. 시안화물 관리 : 직접 전해채취법은 여러 장점을 제공하지만, 금 추출 공정 전반에 걸쳐 시안화물을 사용하는 것은 여전히 ​​환경 및 안전상의 위험을 내포하고 있습니다. 향후 연구에서는 직접 전해채취법과 독성이 낮은 대체 침출법을 통합하는 데 초점을 맞출 수 있습니다.

2. 에너지 소비 : 전해 채취 공정에는 상당한 양의 전기 에너지가 필요합니다. 따라서 에너지 효율이 더 높은 전극 재료와 전해조 설계를 개발하는 것은 활발한 연구 분야입니다.

3. 확장성 : 모든 신기술과 마찬가지로, 직접 전기분해 방식을 실험실 규모에서 산업 규모로 확장할 때는 일관된 성능과 비용 효율성을 보장하기 위해 신중하게 최적화해야 합니다.

시안화물 용액을 이용한 직접 전기분해 금 추출법은 금광 산업에 있어 중요한 기술적 진전을 의미합니다. 기존의 과제들을 해결하기 위한 추가적인 연구 개발이 이루어진다면, 이 방법은 가까운 미래에 금 회수 의 주요 방법으로 자리매김할 잠재력을 지니고 있습니다.