Wyjaśnienie zużycia cyjanku sodu w ekstrakcji złota

W procesie ekstrakcji złota ze związków cyjankowych, Cyjanek sodowy jest spożywany na kilka sposobów. Cyjanek sodu jest najczęściej używany środek wymywający w wydobyciu złota, a teoretycznie tylko 0.5 grama Cyjanek sodowy jest potrzebne do wyługowania 1 grama złota. Jednak w większości zakładów cyjanizacji złota rzeczywiste zużycie cyjanku jest znacznie wyższe, często przekraczając teoretyczne obliczenia o 50 do 100 razy.

Główne czynniki przyczyniające się do wysokiego zużycia cyjanku w proces cyjankowania złota zawierać:

1. Zużycie cyjanku w procesie rozpuszczania złota

Zakłady produkujące cyjanek stosują cyjanek sodowy rozpuścić złoto z rudy, aby odzyskać złoto z odcieku. Reakcje chemiczne, które się w tym biorą, są następujące:

• [2Au+4NaCN+O2+2H2O→2Na[Au(CN)2]+2NaOH+H2O2]

• [ 2Au+4NaCN+H2O2→2Na[Au(CN)2]+2NaOH]

Z reakcji elektrochemicznych wiadomo, że rozpuszczenie 1 grama złota wymaga zużycia 0.92 grama cyjanku sodu.

2. Zużycie cyjanku w reakcjach z towarzyszącymi metalami nieszlachetnymi

(1) Niektóre rudy złota zawierają towarzyszące minerały, takie jak piryt, magnetyt, chalkopiryt, minerały siarczanowe, wodorotlenki i tlenki. Podczas etapu kruszenia powstaje proszek żelaza, który powoli reaguje z cyjankiem sodu, zwiększając zużycie cyjankuReakcje są następujące:

• [ FeS2+NaCN→ FeS+NaCNS]

• [ Fe(OH)2+2NaCN→ Fe(CN)2+2NaOH]

• [ Fe+6NaCN+2H2O→Na4Fe(CN)6+2NaOH+H2↑]

• [ S+NaCN→NaCNS]

(2) Jeśli ruda złota zawiera różne rodzaje minerałów miedzi, będą one również reagować z cyjankiem sodu, tworząc kompleksy cyjanku miedzi, zużywając cyjanek w tym procesie. Reakcje są następujące:

• [ 2CuSO4+4NaCN→Cu2(CN)2+2Na2SO4+(CN)2↑]

• [ 2Cu2S+4NaCN+2H2O+O2→Cu2(CN)2+Cu2(CNS)2+4NaOH]

Ze względu na silną reaktywność cyjanku sodu z wieloma minerałami miedzi, do rozpuszczenia 2.3 grama miedzi wymagane jest zazwyczaj 3.4–1 grama cyjanku.

(3) Jeśli oryginalna ruda złota zawiera sfaleryt lub smithsonit, będą one również reagować z cyjankiem sodu, tworząc cyjanek cynku i węglany. Reakcje są następujące:

• [ZnS+4NaCN→Na2[Zn(CN)4]+Na2S]

• [ ZnCO3+4NaCN→Na2Zn(CN)4+Na2CO3]

(4) Jeśli ruda złota zawiera arsenopiryt, rtęć, selen, tellur itp., będą one również reagować z cyjankiem sodu. Gdy złoże rudy zawiera skały węgliste, zwłaszcza te bogate w węgiel organiczny, adsorpcja cyjanku staje się silniejsza, co utrudnia wymywanie złota cyjankiem.

3. Hydroliza cyjanków

W roztworze, cyjanki ulegają różnym stopniom hydrolizy w zależności od pH, przy czym ilość wytworzonego cyjanowodoru jest związana z zasadowością roztworu. Reakcję można przedstawić następująco:

• [NaCN + H2O → NaOH + HCN↑]

• [CN⁻ + 2H2O → HCOO⁻ + NH3]

Po hydrolizie część cyjanku generuje cyjanowodór, podczas gdy inna część ulega oksydacyjnej hydrolizie, stopniowo wytwarzając kwas mrówkowy i amoniak. W temperaturze 100°C CN⁻ traci 50%, a w temperaturze 130°C traci 85%.

W procesie cyjanizacji w górnictwie złota cyjanowodór jest silnie toksycznym gazem. Jeśli nie jest odpowiednio zarządzany, może prowadzić do zwiększonego wykorzystania NaCN, wzrostu kosztów produkcji i zanieczyszczenia środowiska, a także stwarzać zagrożenie dla zdrowia operatorów. Ilość wytwarzanego HCN zmienia się w zależności od pH roztworu: przy pH 10.5 wytwarza się tylko 6.1% cyjanku wodoru; przy pH 10 wzrasta do 17%; przy pH 9.5 osiąga 39.2%; a przy pH 9.0 wynosi 67.1%. Dlatego w zakładach CIP (Carbon-in-Pulp) do wydobycia złota pH jest zazwyczaj dostosowywane do wartości od 11 do 12 w celu kontrolowania hydrolizy cyjanków.

4. Utlenianie cyjanku (CN-) rozpuszczonym tlenem (O2)

Aby zwiększyć szybkość rozpuszczania złota, w reakcji muszą brać udział zarówno CN-, jak i O2. W temperaturze pokojowej i ciśnieniu maksymalna rozpuszczalność tlenu wynosi 8.2 mg/l. Dodanie silnego środka utleniającego może zwiększyć stężenie tlenu w roztworze, znacznie przyspieszając proces ługowania. Jednak stosunek tlenu do cyjanku musi być zrównoważony; w przeciwnym razie szybkość ługowania może się zmniejszyć. Rozpuszczony tlen reaguje z cyjankiem, tworząc cyjanian, który jest stabilny w roztworach alkalicznych. Jednak przy pH niższym niż 7 ulega hydrolizie, wytwarzając amoniak i wodorowęglan. Równania reakcji są następujące:

• [1/2 O2 + CN– → (CNO)–]

• [(CNO)– + 2 H2O → HCO3– + NH3]

Dlatego reakcja ta może doprowadzić do zużycia cyjanku w procesie ługowania lub elektrolizy.

5. Adsorpcja cyjanku przez glinkę

Podczas procesu cyjanizacji siarczek żelaza w rudzie generuje wodorotlenek żelaza, podczas gdy krzemiany w rudzie tworzą koloidalną krzemionkę w środowisku alkalicznym. Obie te substancje mają pewną zdolność do adsorpcji cyjanku, co prowadzi do utraty cyjanku wraz z pozostałością ługowania.

6. Spożycie cyjanku przez inne substancje

(1) Gdy zawiesina jest mieszana i napełniana powietrzem, w roztworze będzie obecny CO2. CO2 będzie również reagować z cyjankiem.

• [2NaCN+CO2+H2O→Na2CO3+2HCN↑]

(2) Minerały siarczkowe, takie jak piryt, w oryginalnej rudzie reagują z rozpuszczonym tlenem (O2) w pulpie rudy, a powstałe siarczyny i siarczany również reagują z cyjankiem.

• [FeS+2O2→FeSO4]

• [FeSO4+6NaCN→Na4Fe(CN)6+Na2SO4]

Przed ługowaniem można dodać niewielką ilość CaO lub Ca(OH)2, aby zneutralizować kwas i zapobiec wystąpieniu powyższej reakcji.

na zakończenie

Powyżej wymieniono 6 aspektów zużycia cyjanku w procesie cyjanizacji złota. Oprócz cyjanku wymaganego do normalnego rozpuszczenia złota, istnieje wiele nieistotnych konsumpcji, takich jak reakcja z innymi powiązanymi minerałami, samohydroliza itp. 

Jeśli masz jakiekolwiek pytania dotyczące powyższej treści lub chcesz poznać szczegóły, możesz skonsultować się z obsługą klienta online lub wysłać wiadomość, skontaktujemy się z Tobą tak szybko, jak to możliwe!