Directe elektrowinning van goud uit cyanideoplossing

Introductie

Cyanidering is al lang de primaire methode om goud uit ertsen te halen. Na de cyanide uitloogproces, het goud is aanwezig in de cyanide oplossing, ook wel bekend als de oplossing met zwangere bloedzuigers. Traditioneel worden methoden zoals Carbon Fibre Adsorptie (zoals het Carbon-in-Column - CIC-proces) en zinkcementatie (het Merrill Crowe-proces) zijn gebruikt om goud uit deze oplossing terug te winnen. Directe elektrolytische winning uit cyanideoplossingen is echter een veelbelovend alternatief gebleken, met diverse voordelen op het gebied van efficiëntie, kosten en milieubelasting.

Het principe van directe elektrowinning

Directe elektrowinning is een elektrochemisch proces. In de context van goud extractie uit cyanideoplossingen, wanneer een elektrische stroom door de cyanideoplossing wordt geleid die goud bevat in de vorm van aurocyanidecomplexen (Au(CN)_2^-), vinden de volgende reacties plaats bij de elektroden:

• Bij de kathode: Au(CN)_2^- + e^- \pijl naar rechts Au + 2CN^-

Goudionen in het aurocyanidecomplex krijgen een elektron en worden als metallisch goud op het kathodeoppervlak afgezet.

• Bij de anode: Afhankelijk van de omstandigheden kan er oxidatie van water of oxidatie van andere soorten in de oplossing optreden. Bijvoorbeeld, 2H_2O \rechterpijl O_2 + 4H^+ + 4e^-

Voordelen van directe elektrowinning

1. Eenvoud: Vergeleken met meerstapsprocessen zoals koolstofadsorptie gevolgd door elutie en elektrowinning (in het geval van CIC), vermindert directe elektrowinning het aantal eenheidsbewerkingen. Dit vereenvoudigt de algehele processtroom, waardoor het gemakkelijker te bedienen en onderhouden is.

2. Kosteneffectiviteit: Met minder processtappen is er een potentieel voor lagere kapitaal- en operationele kosten. Er is geen noodzaak om te investeren in grootschalige koolstofregeneratiefaciliteiten (zoals in CIC) of grote hoeveelheden zinkpoeder te kopen (zoals in het Merrill Crowe-proces).

3. Product met hoge zuiverheid: De directe elektrolytische afzetting van goud kan resulteren in een goudafzetting van hoge zuiverheid op de kathode. Dit kan de noodzaak voor uitgebreide raffinageprocessen stroomafwaarts verminderen, wat verdere kostenbesparingen oplevert.

4. Voordelen voor het milieu: Door het gebruik van zink in het Merrill Crowe-proces te elimineren, is er minder afval dat zink bevat. Bovendien kan de vereenvoudiging van het proces leiden tot een vermindering van het totale chemische gebruik en de afvalproductie.

Procesoverwegingen

1. Oplossing Concentratie: De concentratie van goud in de cyanideoplossing is een cruciale factor. Hoewel directe elektrowinning kan worden toegepast op oplossingen met een breed scala aan goudconcentraties, resulteren hogere concentraties over het algemeen in snellere depositiesnelheden. Zeer hoge goudconcentraties kunnen echter speciale elektrodeontwerpen vereisen om uniforme depositie te garanderen.

2. Elektrode materialen: De keuze van elektrodematerialen is belangrijk. Roestvrij staalwol wordt vaak gebruikt als kathodemateriaal vanwege het grote oppervlak, wat efficiënte goudafzetting mogelijk maakt. Voor de anode worden materialen die bestand zijn tegen corrosie in de cyanideoplossing, zoals dimensionaal stabiele anodes (DSA), geprefereerd.

3. pH en temperatuur: De pH van de cyanideoplossing moet zorgvuldig worden gecontroleerd. Een licht alkalische pH wordt doorgaans gehandhaafd om de ontleding van cyanide te voorkomen. De temperatuur van de oplossing kan ook de snelheid van elektrowinning beïnvloeden, waarbij hogere temperaturen over het algemeen de reactiesnelheid verhogen, maar ook het risico op ontleding van cyanide mogelijk vergroten.

Process Flow

1. Oplossing voorbereiding: De zwangere cyanide-loogoplossing van de stapelloog of andere cyanidatieprocessen wordt eerst onderworpen aan voorbehandeling. Dit kan filtratie inhouden om zwevende vaste stoffen te verwijderen, aangezien deze het elektrowinningsproces kunnen verstoren en kortsluitingen tussen de elektroden kunnen veroorzaken.

2. Elektrowinningscel: De voorbehandelde oplossing wordt vervolgens in de elektrowinningscel gevoerd. De cel is uitgerust met een anode en een kathode. Als er een elektrische stroom wordt toegepast, begint goud zich af te zetten op de kathode.

3. Goud herstel: Zodra er voldoende goud op de kathode is afgezet, wordt de kathode uit de cel verwijderd. Het goud kan mechanisch of chemisch van de kathode worden verwijderd, afhankelijk van de aard van het kathodemateriaal. Het verwijderde goud wordt vervolgens verder verfijnd om goud met een hoge zuiverheid te verkrijgen.

Uitdagingen en toekomstige vooruitzichten

1. Cyanidebeheer: Hoewel directe elektrowinning voordelen biedt, brengt het gebruik van cyanide in het algehele goudwinningsproces nog steeds milieu- en veiligheidsrisico's met zich mee. Toekomstig onderzoek kan zich richten op het integreren van directe elektrowinning met alternatieve, minder giftige uitloogmethoden.

2. Energieverbruik: Het elektrowinningsproces vereist een aanzienlijke hoeveelheid elektrische energie. Het ontwikkelen van energiezuinigere elektrodematerialen en celontwerpen is een gebied van actief onderzoek.

3. Schaalbaarheid:Zoals bij elke opkomende technologie moet het opschalen van directe elektrolytische winning van laboratoriumschaal naar industriële schaal zorgvuldig worden geoptimaliseerd om consistente prestaties en kosteneffectiviteit te garanderen.

Directe elektrowinning van goud uit cyanideoplossingen vertegenwoordigt een significante technologische vooruitgang in de goudmijnindustrie. Met verder onderzoek en ontwikkeling om de bestaande uitdagingen aan te pakken, heeft het de potentie om een ​​dominante methode te worden voor goud herstel in de nabije toekomst.