Tiesioginis aukso elektrinis gavimas iš cianido tirpalo

Įvadas

Cianidavimas jau seniai yra pagrindinis aukso išgavimo iš rūdų metodas. Po cianido išplovimo proceso auksas yra cianido tirpale , vadinamame pregnanto išplovimo tirpalu. Tradiciškai auksui išgauti iš šio tirpalo buvo naudojami tokie metodai kaip anglies adsorbcija (pvz., anglies kolonėlėje – CIC procesas) ir cinko cementavimas (Merrill Crowe procesas). Tačiau tiesioginis elektrolizavimas iš cianido tirpalų pasirodė kaip perspektyvi alternatyva, turinti keletą privalumų efektyvumo, kainos ir poveikio aplinkai požiūriu.

Tiesioginio elektros laimėjimo principas

Tiesioginis elektrocheminis aukso išgavimas yra elektrocheminis procesas. Aukso išgavimo iš cianido tirpalų kontekste , kai per cianido tirpalą, kuriame yra aukso aurocianidų kompleksų ( Au(CN)_2^- ) pavidalu , leidžiama elektros srovė, elektroduose vyksta šios reakcijos:

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

Aurocianido komplekse esantys aukso jonai įgyja elektroną ir nusėda kaip metalinis auksas ant katodo paviršiaus.

• Anode : Priklausomai nuo sąlygų, gali vykti vandens oksidacija arba kitų tirpale esančių medžiagų oksidacija. Pavyzdžiui, 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-

Tiesioginio elektros laimėjimo pranašumai

1. Paprastumas : palyginti su daugiapakopiais procesais, tokiais kaip anglies adsorbcija, po kurios seka eliucija ir elektrolizė (CIC atveju), tiesioginis elektrolizės procesas sumažina operacijų skaičių. Tai supaprastina bendrą proceso eigą, todėl jį lengviau valdyti ir prižiūrėti.

2. Sąnaudų efektyvumas : dėl mažesnio proceso etapų skaičiaus galima sumažinti kapitalo ir eksploatavimo išlaidas. Nereikia investuoti į didelio masto anglies regeneravimo įrenginius (kaip CIC procese) arba pirkti didelius kiekius cinko miltelių (kaip Merrill Crowe procese).

3. Didelio grynumo produktas : Tiesioginis aukso elektrocheminis nusodinimas gali sudaryti didelio grynumo aukso nuosėdas ant katodo. Tai gali sumažinti poreikį atlikti išsamius rafinavimo procesus, dar labiau sutaupant išlaidų.

4. Aplinkosauginė nauda : Atsisakius cinko naudojimo „Merrill Crowe“ procese, susidaro mažiau cinko turinčių atliekų. Be to, supaprastinus procesą gali sumažėti bendras cheminių medžiagų naudojimas ir atliekų susidarymas.

Proceso svarstymai

1. Tirpalo koncentracija : aukso koncentracija cianido tirpale yra labai svarbus veiksnys. Nors tiesioginis elektrolizavimas gali būti taikomas tirpalams, kurių aukso koncentracijos yra labai įvairios, didesnės koncentracijos paprastai lemia greitesnį nusodinimą. Tačiau labai didelėms aukso koncentracijoms gali prireikti specialių elektrodų konstrukcijų, kad būtų užtikrintas tolygus nusodinimas.

2. Elektrodų medžiagos : Svarbu pasirinkti elektrodų medžiagas. Nerūdijančio plieno vata dažnai naudojama kaip katodo medžiaga dėl didelio paviršiaus ploto, kuris leidžia efektyviai nusodinti auksą. Anodui pirmenybė teikiama medžiagoms, kurios yra atsparios korozijai cianido tirpale, pavyzdžiui, matmenimis stabiliems anodams (DSA).

3. pH ir temperatūra : cianido tirpalo pH reikia atidžiai kontroliuoti. Paprastai palaikomas šiek tiek šarminis pH, kad būtų išvengta cianido skilimo. Tirpalo temperatūra taip pat gali turėti įtakos elektrolizės greičiui, nes aukštesnė temperatūra paprastai padidina reakcijos greitį, bet taip pat gali padidinti cianido skilimo riziką.

Proceso eiga

1. Tirpalo paruošimas : Iš krūvos išplovimo ar kitų cianidavimo procesų gautas cianido išplovimo tirpalas pirmiausia yra apdorojamas. Tai gali apimti filtravimą, siekiant pašalinti suspenduotas kietąsias medžiagas, nes jos gali trukdyti elektrolizės procesui ir sukelti trumpuosius jungimus tarp elektrodų.

2. Elektrolizės celė : Iš anksto apdorotas tirpalas tiekiamas į elektrolizės celę. Celė turi anodą ir katodą. Prijungus elektros srovę, ant katodo pradeda kauptis auksas.

3. Aukso išgavimas : Kai ant katodo nusodinamas pakankamas aukso kiekis, katodas išimamas iš elemento. Auksą nuo katodo galima pašalinti mechaniškai arba chemiškai, priklausomai nuo katodo medžiagos pobūdžio. Nuvalytas auksas toliau rafinuojamas, siekiant gauti labai gryną auksą.

Iššūkiai ir ateities perspektyvos

1. Cianido valdymas : Nors tiesioginis elektrolizės būdas suteikia pranašumų, cianido naudojimas visame aukso gavybos procese vis dar kelia pavojų aplinkai ir saugai. Būsimi tyrimai gali būti sutelkti į tiesioginio elektrolizės būdo integravimą su alternatyviais, mažiau toksiškais išplovimo metodais.

2. Energijos suvartojimas : Elektrolizės procesui reikia daug elektros energijos. Aktyviai atliekami tyrimai, siekiant sukurti energiją taupančias elektrodų medžiagas ir elementų konstrukcijas.

3. Mastelio keitimas : kaip ir bet kurios naujos technologijos atveju, tiesioginio elektrolizės perkėlimas iš laboratorinio masto į pramoninio masto operacijas turi būti kruopščiai optimizuotas, siekiant užtikrinti nuoseklų našumą ir ekonomiškumą.

Tiesioginė aukso išgavimas elektrocheminiu būdu iš cianido tirpalų yra reikšminga technologinė pažanga aukso kasybos pramonėje. Tolesni tyrimai ir plėtra, skirti spręsti esamus iššūkius, gali tapti dominuojančiu aukso išgavimo metodu artimoje ateityje.