Повышение скорости выщелачивания золота и серебра в процессе цианирования с высоким содержанием кислорода и аммиаком

Введение

Извлечение золота и серебра из руды является сложным и важным процессом в горнодобывающей промышленности. Цианирование долгое время было доминирующим методом для этой цели. Однако постоянно предпринимаются усилия по оптимизации процесса для улучшения скорости выщелачивания драгоценных металлов и повышения общей эффективности. Одним из таких подходов, показавших свою эффективность, является использование аммиак в процессе цианирования с высоким содержанием кислорода. В этой статье рассматривается, как аммиак может играть важную роль в повышении скорости выщелачивания золота и серебра.

Основы цианирования

Цианирование основано на принципе, что слабые растворы натрия или калия цианид оказывают преимущественное растворяющее действие на мелкие частицы металлического золота и серебра по сравнению с другими материалами, обычно встречающимися в золотых рудах. В этом процессе, когда свежие поверхности золота подвергаются воздействию цианида в водном растворе, содержащем свободный кислород, происходит химическая реакция, в результате которой образуется соединение цианида золота вместе с гидроксидом.

Процесс требует тщательного контроля нескольких факторов. Например, решающее значение имеет крепость раствора цианида. Обычно используется крепость раствора около одного фунта цианида (эквивалент KCN) на тонну раствора (воды), поскольку было обнаружено, что это достаточно сильно для большинства прямых цианидных схем. Экспериментальная работа показала, что эта крепость обеспечивает максимальную растворяющую способность. Кроме того, слабый раствор меньше подвержен влиянию цианидов (минералов, которые могут оказывать пагубное воздействие на процесс цианирования), и опасность отравления парами, образующимися при испарении в жаркую погоду, снижается.

Температура также играет важную роль. В холодном климате растворы часто нагревают до температуры около 70 °F, чтобы поддерживать эффективное растворяющее действие. Выше этой температуры потеря цианида при разложении становится серьезной проблемой. Теоретически золото растворяется быстрее всего в растворе при температуре 138 °F.

Роль аммиака в процессе цианирования с высоким содержанием кислорода

Комплексообразование с ионами металлов

Аммиак может образовывать комплексные соединения с различными ионами металлов, присутствующими в руде. В контексте извлечения золота и серебра он может взаимодействовать с ионами меди, которые обычно встречаются во многих золотых рудах. Медь может потреблять цианид и мешать выщелачиванию золота и серебра. Образуя комплексы меди с аммиаком, аммиак снижает конкуренцию за ионы цианида, делая больше цианида доступным для растворения золота и серебра. В результате присутствие аммиака помогает поддерживать более высокую концентрацию свободных ионов цианида в растворе, что полезно для выщелачивания золота и серебра.

Влияние на электрохимическую среду

Аммиак также может изменять электрохимическую среду системы выщелачивания. Он может влиять на окислительно-восстановительный потенциал раствора, что в свою очередь влияет на окисление и растворение золота и серебра. В среде, богатой кислородом, присутствие аммиака может усиливать активацию молекул кислорода. Эта усиленная активация кислорода способствует окислению золота и серебра до их соответствующих цианидных комплексов. Например, в случае золота путь реакции может быть изменен таким образом, чтобы способствовать более эффективному образованию соответствующего золотоцианидного комплекса.

Улучшение свойств поверхности минералов

Аммиак может взаимодействовать с поверхностью минералов в руде. Некоторые минералы, которые трудно выщелачивать напрямую, могут иметь модифицированные аммиаком поверхностные свойства. Эта модификация может сделать поверхность более реактивной по отношению к ионам цианида, тем самым повышая общую эффективность выщелачивания. Например, некоторые содержащие серебро минералы могут иметь поверхностное покрытие, которое препятствует доступу ионов цианида. Аммиак может реагировать с этим покрытием или адсорбироваться на поверхности минерала, изменяя его заряд и химическую активность и позволяя ионам цианида более эффективно реагировать с серебром внутри минерала.

Тематические исследования и практическое применение

В практическом применении на золотосеребряном руднике использование процесса побочного измельчения при выщелачивании и цианирования с высоким содержанием кислорода было объединено с добавлением аммиака. При условии, что исходный производственный процесс оставался неизменным, было проведено добавление соответствующего количества аммиака на первой стадии измельчения. Результаты были замечательными. По сравнению с ситуацией без добавления аммиака скорость выщелачивания цианированием золота увеличилась на 0.47%, скорость выщелачивания серебра увеличилась на 5.33%, а скорость выщелачивания меди снизилась на 6.50%. Это не только увеличило извлечение драгоценных металлов, но и уменьшило растворение меди, что часто является нежелательным побочным эффектом, поскольку медь может потреблять цианид и усложнять последующие процессы извлечения металла.

В другом исследовании определенного типа золотосеребряной руды добавление аммиака в процесс цианирования с высоким содержанием кислорода привело к значительному улучшению кинетики выщелачивания. Время, необходимое для достижения высокого уровня выщелачивания золота и серебра, было сокращено. Это не только увеличило производительность процесса выщелачивания, но и сэкономило энергию и ресурсы в долгосрочной перспективе.

Оптимизация и соображения

Хотя аммиак демонстрирует большой потенциал в повышении скорости выщелачивания золота и серебра в процессе цианирования с высоким содержанием кислорода, необходимо оптимизировать несколько факторов. Концентрация добавляемого аммиака имеет решающее значение. Слишком малое количество аммиака может не оказать существенного влияния на комплексообразование, электрохимическую среду или модификацию поверхности минералов. С другой стороны, избыточное количество аммиака может привести к увеличению затрат, потенциальным проблемам с окружающей средой и даже может нарушить общий химический баланс системы выщелачивания.

Значение pH выщелачивающего раствора также необходимо тщательно контролировать. Аммиак является слабым основанием, и его добавление может повлиять на pH раствора. Поскольку процесс цианирования чувствителен к pH, поддержание оптимального диапазона pH (обычно около 10 - 11) имеет важное значение для правильного функционирования ионов цианида и общей кинетики реакции.

Кроме того, необходимо учитывать совместимость аммиака с другими реагентами, используемыми в процессе, такими как известь (которая часто добавляется для регулирования pH и предотвращения образования цианистого водорода). Обеспечение того, чтобы все химические реакции в системе выщелачивания работали в гармонии, имеет решающее значение для максимизации скорости выщелачивания золота и серебра.

Заключение

Использование аммиака в процессе цианирования с высоким содержанием кислорода предлагает жизнеспособный и эффективный способ повышения скорости выщелачивания золота и серебра. Благодаря комплексообразованию с ионами металлов, изменению электрохимической среды и улучшению свойств поверхности минералов аммиак может значительно повысить эффективность извлечения драгоценных металлов. Однако для полной реализации преимуществ этого подхода необходима тщательная оптимизация таких параметров, как концентрация аммиака, контроль pH и совместимость с другими реагентами. Поскольку горнодобывающая промышленность продолжает искать более эффективные и устойчивые способы извлечения драгоценных металлов, роль аммиака в процессах цианирования, вероятно, получит еще больше внимания и дальнейших исследований.