Svina sāļu aktivizācijas un pasivācijas ietekme uz zelta cianidēšanas procesu

Ievads

Zelta cianidēšana ir kalnrūpniecībā plaši izmantots process zelta ieguvei no rūdām. Dažu ķīmisko vielu pievienošana var būtiski ietekmēt šī procesa efektivitāti. Starp šīm piedevām Svina sāļi ir parādījuši sarežģītus efektus, gan aktivizēšanu, gan deaktivizēšanu Zelta cianidēšana reakcija. Šo efektu izpratne ir ļoti svarīga optimizēšanai Zelta ieguve procesus, samazinot izmaksas un samazinot ietekmi uz vidi.

Zelta cianidēšanas procesa pamati

Zelta cianidēšana, kas pazīstama arī kā MacArthur-Forrest process, ietver zelta reakciju ar cianīdu joni skābekļa klātbūtnē. Šī ķīmiskā reakcija ļauj zeltam izšķīst no rūdas matricas šķīdumā, ļaujot tam vēlāk atgūt. Tomēr dažādu piemaisījumu klātbūtne rūdā un reakcijas apstākļi var ietekmēt to, cik ātri un pilnībā zelts izšķīst.

Svina sāļu aktivizācijas ietekme

Aktivizācijas mehānisms

Katalītiskā loma elektroķīmiskajās reakcijās

Svina sāļi var darboties kā katalizatori zelta cianidēšanas procesā. Ir pierādīts, ka zema pārpotenciāla reģionā (– 0.35 V pret Ag/AgCl) svina sāls pievienošana paātrina zelta izskalošanās procesu cianīda šķīdumos. Cikliskās voltammetrijas (CV) eksperimenti liecina, ka svins piedalās elektroķīmiskajās reakcijās, kas notiek uz zelta virsmas. Cianizācijas apstākļos zelts veido sakausējumus ar svinu. Šie sakausējumi rada sīkas elektroķīmiskas šūnas uz zelta virsmas, kur vienlaikus notiek oksidēšanās un reducēšanās reakcijas. Oksidācijas reakcija zelta sakausējuma saskarnē veicina zelta sadalīšanos, savukārt reducēšanas reakcijā tiek iesaistīts skābeklis vai citas oksidējošas vielas šķīdumā. Šī elektroķīmiskā darbība ievērojami paātrina kopējo zelta šķīšanas ātrumu.

Piemaisījumu reakciju kavēšana

Rūdās, kas satur varu un citus piemaisījumus, svina sāļiem ir labvēlīga loma. Vara minerāli rūdā var patērēt cianīdu un skābekli, konkurējot ar zelta – cianidēšanas reakciju. Svina sāļi mijiedarbojas ar vara joniem vai varu saturošiem minerāliem, veidojot nešķīstošus savienojumus, kas neļauj vara minerāliem izšķīst. Tas samazina cianīda daudzumu, ko patērē vara, atstājot vairāk cianīda pieejamu zelta - cianidēšanas reakcijai un tādējādi palielinot zelta izskalošanās ātrumu. Ir novērots, ka rūdās, kurās ir augsts vara saturs, svina sāļu pievienošana samazina cianīda šķīdumā izšķīdinātā vara daudzumu, saglabājot labvēlīgu zelta šķīdināšanas attiecību.

Eksperimentāli aktivizēšanas pierādījumi

Gan laboratorijas, gan rūpnieciskie pētījumi ir apstiprinājuši Aktivizācijas efektss svina sāļu. Vienā pētījumā par zeltu saturošu rūdu ar 0.25% galēnas, svina sāls pievienošana ievērojami uzlaboja zelta izskalošanās ātrumu. Šos secinājumus apstiprina arī rūpnieciskā prakse. Dažās zelta raktuvēs, apstrādājot noteikta veida rūdas, pievienojot pareizo svina sāļu daudzumu, tika samazināts Nātrija cianīds no vairāk nekā 12 kg/t līdz 5 kg/t un palielināja zelta atgūšanas līmeni līdz vairāk nekā 98%.

Svina sāļu dezaktivācijas ietekme

Deaktivizēšanas nosacījumi

Silikāta un dažu svina saturošu minerālu klātbūtne

Noteiktos apstākļos, īpaši silikātu un īpašu svinu saturošu minerālu klātbūtnē, svina pievienošana var palēnināt zelta oksidēšanos. Pie – 0.35 V potenciāla (pret Ag/AgCl) zelta šķīšanas ātrums samazinās. Precīzs iemesls ir sarežģīts, taču tas var ietvert virsmas plēvju veidošanos vai svina vielu mijiedarbību ar zelta virsmu, kas bloķē cianīda jonu un skābekļa nokļūšanu zeltā. Piemēram, daži svinu saturoši minerāli reaģē ar cianīda šķīdumu, veidojot savienojumus, kas pārklāj zelta virsmu, kavējot normālu cianidēšanas reakcijas norisi.

Augsts - sēra rūdas

Rūdās ar augstu sēra saturu svina pievienošana var nebūt izdevīga un var pat izraisīt dezaktivāciju. Ja sēra saturs rūdā ir augsts, sulfīdu minerāli cianidēšanas procesā tiek oksidēti līdz elementāram sēram. Šis elementārais sērs veido slāni uz zelta virsmas, kas neļauj tam reaģēt ar cianīda – skābekļa šķīdumu. Svins var veicināt sulfīdu minerālu oksidēšanos līdz sēram, vēl vairāk kavējot zelta cianidēšanas reakciju un izraisot ievērojamu zelta šķīdināšanas ātruma samazināšanos.

Deaktivizēšanas analītiski pierādījumi

Rentgenstaru fotoelektronu spektroskopijas (XPS) analīze sniedz pierādījumus par dezaktivācijas efektiem. Paraugos no augsta sēra satura rūdas cianidēšanas procesiem ar svina pievienošanu XPS spektri parāda sēru saturošu vielu klātbūtni uz zelta virsmas, kas liecina par pasivējošā sēra slāņa veidošanos. Elektroķīmiskie testi arī apstiprina, ka zelta oksidācijas ātrums samazinās silikātu un svinu saturošu minerālu klātbūtnē.

Faktori, kas ietekmē līdzsvaru starp aktivizāciju un deaktivizēšanu

Svina sāļu koncentrācija

Svina sāļu daudzums, kas pievienots cianidēšanas sistēmai, ir ļoti svarīgs. Zemās koncentrācijās svina sāļiem parasti ir aktivizējošs efekts, veicinot zelta šķīšanu. Bet, ja koncentrācija ir pārāk augsta, tas var izraisīt pārmērīgu reakcijas produktu veidošanos, kas izraisa dezaktivāciju. Piemēram, pārāk augsta svina jonu koncentrācija var izraisīt svina-cianīda kompleksu nogulsnēšanos, kas pārklāj zelta virsmu un aptur cianidēšanas reakciju.

Rūdas sastāvs

Rūdas sastāvs, tostarp sulfīdu minerālu, silikātu un citu piemaisījumu veidi un daudzums, nosaka, vai svina sāļi darbojas kā aktivatori vai dezaktivatori. Rūdas ar augstu noteiktu sulfīdu minerālvielu saturu, piemēram, pirīts rūdās ar augstu sēra saturu, visticamāk, tiks dezaktivētas, pievienojot svinu. Un otrādi, rūdas ar ievērojamu daudzumu vara minerālu var gūt labumu no svina sāļu aktivizācijas efekta.

Reakcijas apstākļi

Reakcijas apstākļi, piemēram, temperatūra, pH un skābekļa un cianīda koncentrācija šķīdumā, arī ietekmē svina sāļu aktivācijas un dezaktivācijas efektus. Augstāka temperatūra var paātrināt gan labvēlīgās, gan kaitīgās reakcijas, kas saistītas ar svinu. Šķīduma pH ietekmē svina un citu metālu jonu pastāvēšanu, ietekmējot to mijiedarbību ar zeltu un citiem minerāliem. Lai zelta cianizācijas reakcija noritētu normāli, ir nepieciešama atbilstoša skābekļa koncentrācija, un svina sāļi var mijiedarboties ar skābekli dažādos veidos atkarībā no apstākļiem, vai nu pastiprinot vai kavējot reakciju.

Secinājumi

Svina sāļiem ir gan aktivizējoša, gan dezaktivējoša ietekme uz zelta cianidēšanas procesu. Aktivizācijas efekti, piemēram, elektroķīmisko reakciju katalizācija un piemaisījumu traucējumu samazināšana, var ievērojami uzlabot zelta ekstrakcijas efektivitāti. Tomēr noteiktos apstākļos, piemēram, silikātu, īpašu svinu saturošu minerālu vai rūdu ar augstu sēra saturu klātbūtnē svina sāļi var izraisīt dezaktivāciju, palēninot zelta oksidēšanos vai veidojot bloķējošus slāņus uz zelta virsmas. Izpratne par faktoriem, kas ietekmē šo ietekmi, tostarp svina sāls koncentrācija, rūdas sastāvs un reakcijas apstākļi, ir būtiska, lai svina sāļus veiksmīgi izmantotu zelta cianidācijā. Rūpīgi kontrolējot šos faktorus, kalnrūpniecības nozare var optimizēt zelta ieguvi, samazināt reaģentu patēriņu, palielināt rentabilitāti un samazināt ietekmi uz vidi. Turpmākie pētījumi varētu koncentrēties uz precīzāku modeļu izveidi, lai prognozētu svina sāls uzvedību dažādās rūdas apstrādes situācijās un atrastu jaunus veidus, kā novērst dezaktivācijas efektus.