Bezpośrednie Elektrolityczne Wydobywanie Złota Z Roztworu Cyjankowego

Wprowadzenie

Cyjanowanie od dawna jest podstawową metodą wydobywania złota z rud. Po cyjanek proces ługowania, złoto jest obecne w roztwór cyjanku, znany jako roztwór ługu ciążowego. Tradycyjnie, metody takie jak Węgiel Do odzyskiwania złota z tego roztworu stosowano adsorpcję (np. proces Carbon-in-Column – CIC) i cementację cynku (proces Merrill Crowe). Jednak bezpośrednie elektrootrzymywanie z roztworów cyjankowych okazało się obiecującą alternatywą, oferującą szereg korzyści pod względem wydajności, kosztów i wpływu na środowisko.

Zasada bezpośredniego elektrolizy

Bezpośrednie elektrolizy to proces elektrochemiczny. W kontekście wydobycie złota z roztworów cyjanku, gdy przez roztwór cyjanku zawierający złoto w postaci kompleksów aurocyjankowych przepuszcza się prąd elektryczny (Au(CN)_2^-) na elektrodach zachodzą następujące reakcje:

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

Jony złota w kompleksie aurocyjankowym zyskują elektron i osadzają się jako metaliczne złoto na powierzchni katody.

• Na anodzie:W zależności od warunków może dojść do utleniania wody lub utleniania innych substancji w roztworze. Na przykład, 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-

Zalety bezpośredniego elektrolitycznego pozyskiwania

1. Prostota: W porównaniu do procesów wieloetapowych, takich jak adsorpcja węgla, a następnie elucja i elektroliza (w przypadku CIC), bezpośrednia elektroliza zmniejsza liczbę operacji jednostkowych. Upraszcza to ogólny przepływ procesu, ułatwiając obsługę i konserwację.

2. Koszt - efektywność: Przy mniejszej liczbie etapów procesu istnieje potencjał niższych kosztów kapitałowych i operacyjnych. Nie ma potrzeby inwestowania w duże zakłady regeneracji węgla (jak w CIC) ani kupowania dużych ilości proszku cynkowego (jak w procesie Merrill Crowe).

3. Produkt o wysokiej czystości:Bezpośrednie elektroosadzanie złota może skutkować osadem złota o wysokiej czystości na katodzie. Może to zmniejszyć potrzebę rozległych procesów rafinacji w dół, co dodatkowo obniża koszty.

4. Korzyści dla środowiska: Dzięki wyeliminowaniu cynku w procesie Merrill Crowe powstaje mniej odpadów zawierających cynk. Ponadto uproszczenie procesu może prowadzić do zmniejszenia ogólnego zużycia chemikaliów i wytwarzania odpadów.

Rozważania dotyczące procesu

1. Stężenie roztworu: Stężenie złota w roztworze cyjanku jest kluczowym czynnikiem. Podczas gdy bezpośrednie elektrolizy można stosować do roztworów o szerokim zakresie stężeń złota, wyższe stężenia zazwyczaj skutkują szybszymi szybkościami osadzania. Jednak bardzo wysokie stężenia złota mogą wymagać specjalnych konstrukcji elektrod, aby zapewnić równomierne osadzanie.

2. Materiały elektrodowe: Wybór materiałów elektrodowych jest ważny. Wełna ze stali nierdzewnej jest często używana jako materiał katodowy ze względu na jej dużą powierzchnię, która umożliwia wydajne osadzanie złota. W przypadku anody preferowane są materiały odporne na korozję w roztworze cyjanku, takie jak anody wymiarowo stabilne (DSA).

3. pH i temperatura: pH roztworu cyjanku musi być starannie kontrolowane. Zazwyczaj utrzymuje się lekko zasadowe pH, aby zapobiec rozkładowi cyjanku. Temperatura roztworu może również wpływać na szybkość elektrolizy, przy czym wyższe temperatury na ogół zwiększają szybkość reakcji, ale również potencjalnie zwiększają ryzyko rozkładu cyjanku.

Przebieg procesu

1. Przygotowanie rozwiązania:Roztwór ługu cyjankowego w ciąży z ługowania pryzmowego lub innych procesów cyjanizacji jest najpierw poddawany wstępnej obróbce. Może to obejmować filtrację w celu usunięcia zawieszonych ciał stałych, ponieważ mogą one zakłócać proces elektrolizy i powodować zwarcia między elektrodami.

2. Komórka elektrolizy:Wstępnie przygotowany roztwór jest następnie wprowadzany do ogniwa elektrolizy. Ogniwo jest wyposażone w anodę i katodę. Gdy zostanie przyłożony prąd elektryczny, złoto zaczyna się osadzać na katodzie.

3. Odzyskiwanie złota: Gdy wystarczająca ilość złota zostanie osadzona na katodzie, katoda jest usuwana z ogniwa. Złoto może zostać usunięte z katody mechanicznie lub chemicznie, w zależności od rodzaju materiału katody. Następnie usunięte złoto jest dalej rafinowane w celu uzyskania złota o wysokiej czystości.

Wyzwania i perspektywy na przyszłość

1. Zarządzanie cyjankiem:Chociaż bezpośrednie elektrowydobywanie oferuje zalety, stosowanie cyjanku w całym procesie ekstrakcji złota nadal stwarza zagrożenia dla środowiska i bezpieczeństwa. Przyszłe badania mogą skupić się na integracji bezpośredniego elektrowydobywania z alternatywnymi, mniej toksycznymi metodami ługowania.

2. Zużycie energii:Proces elektrolizy wymaga znacznej ilości energii elektrycznej. Opracowywanie bardziej energooszczędnych materiałów elektrodowych i projektów ogniw jest obszarem aktywnych badań.

3. Skalowalność:Jak w przypadku każdej nowej technologii, przejście ze skali laboratoryjnej na skalę przemysłową w procesie bezpośredniego elektrolitycznego otrzymywania metali wymaga starannej optymalizacji, aby zapewnić stałą wydajność i opłacalność.

Bezpośrednie elektrootrzymywanie złota z roztworów cyjanku stanowi znaczący postęp technologiczny w branży wydobycia złota. Dzięki dalszym badaniom i rozwojowi w celu rozwiązania istniejących wyzwań ma potencjał, aby stać się dominującą metodą odzyskiwanie złota w niedalekiej przyszłości.