Каково оптимальное значение pH для выщелачивания цианидом?

Выщелачивание цианидом стало краеугольным камнем в извлечении золота и серебра из руд с момента его промышленного внедрения в 1887 году. Этот процесс зависит от тонкого баланса различных химических и экологических факторов, при этом значение pH раствора является параметром первостепенной важности.

Химическое обоснование pH при выщелачивании цианидом

Цианид, как правило, в форме Цианид натрия (NaCN) или калий цианид (KCN) служит основным выщелачивающим агентом. Однако его взаимодействие с золотом и серебром в значительной степени зависит от уровня pH. Цианид находится в равновесии с цианистым водородом (HCN), высокотоксичным и летучим соединением. В кислой среде (низкий pH) химический баланс смещается в сторону образования газа HCN. Это не только создает серьезные риски для безопасности, но и снижает доступность свободных ионов цианида, которые необходимы для растворения золота и серебра.

Для эффективного золота и Добыча серебра, раствор должен поддерживаться в щелочном состоянии. При высоком pH цианид в основном остается в ионной форме, что позволяет ему образовывать устойчивые комплексы с золотом и серебром. В процессе выщелачивания образуются гидроксид-ионы, что дополнительно способствует щелочности раствора.

Определение оптимального диапазона pH

Многочисленные исследования и промышленная практика выявили оптимальный диапазон pH для Цианидное выщелачивание. Как правило, значение pH выше 10.5 считается необходимым, и большинство операций направлено на поддержание pH между 11 и 12. Вот почему:

• Максимальное растворение золота: При pH в этом диапазоне скорость растворения золота оптимальна. Отклонение от этого диапазона может привести к значительному снижению эффективности извлечения. Например, если pH падает ниже 10.5, образование газа HCN снижает концентрацию свободных ионов цианида, замедляя реакцию с золотом.

• Минимизация потребления цианида: Потребление цианида тесно связано с уровнем pH. Более низкие значения pH могут привести к увеличению потребления цианида, поскольку цианид становится менее эффективным в образовании комплексов. Поддерживая высокий уровень pH, обеспечивается стабильность комплексов цианида, что снижает ненужное Потребление цианида.

• Вопросы безопасности: С точки зрения безопасности, поддержание pH выше 10.5 имеет решающее значение. Газ HCN чрезвычайно токсичен, и даже небольшие количества могут быть смертельными. Контролируя pH в рекомендуемом диапазоне, образование этого опасного газа сводится к минимуму, защищая здоровье и безопасность рабочих на горнодобывающих и извлекающих предприятиях.

Факторы, влияющие на оптимальный pH

• Состав руды: Различные руды могут содержать различные примеси и минералы, которые могут влиять на оптимальный pH. Например, руды с высоким содержанием серы могут потребовать немного иной регулировки pH, поскольку содержащие серу соединения могут реагировать с раствором цианида и влиять на общую химическую среду.

• Температура: Температура процесса выщелачивания также может влиять на оптимальный pH. При изменении температуры растворимость кислорода и скорость химических реакций изменяются. Как правило, при повышении температуры увеличивается самогидролиз цианида, а растворимость кислорода уменьшается. Это может потребовать небольшой корректировки pH для поддержания оптимальных условий выщелачивания. Однако большинство процессов выщелачивания цианидом проводятся при температуре окружающей среды (около 15–30 °C), чтобы избежать чрезмерного разложения цианида и потери кислорода.

Методы контроля pH

• Известь (CaO) и каустическая сода (NaOH): Это наиболее часто используемые реагенты для регулирования и поддержания pH при выщелачивании цианидом. Известь при добавлении в воду образует гидроксид кальция, который реагирует с кислотными компонентами в растворе, повышая pH. Каустическая сода (NaOH), сильное основание, также может использоваться для быстрого повышения pH. Выбор между ними зависит от таких факторов, как стоимость, доступность и особые требования к обрабатываемой руде.

• Датчики pH: Для обеспечения точного контроля pH современные горнодобывающие операции полагаются на усовершенствованные датчики pH. Эти датчики могут непрерывно контролировать pH выщелачивающего раствора и предоставлять данные в реальном времени. На основе этих данных операторы могут корректировать добавление реагентов для контроля pH, чтобы поддерживать оптимальный диапазон pH.

В заключение, оптимальное значение pH для цианирования лежит в диапазоне 11 - 12. Это значение определяется сочетанием химических реакций, требований безопасности и необходимостью эффективного извлечения золота и серебра. Тщательно контролируя pH и другие параметры, горнодобывающие компании могут максимизировать извлечение драгоценных металлов, минимизируя при этом риски для окружающей среды и безопасности.